Salient Pole Motor Inverter Design : with Implementation of Space Vector Modulation

The researchers at the Department of Electricity at Uppsala University has recently entered the field of electric motor design, however no real knowledge of motor control of salient pole permanent magnet motors exists in the department. This master thesis is a continuation of a previous bachelor thesis that analyses the theory behind the control and simulating two different control methods. The two methods are here discarded for their high torque ripple. A third method is therefore implemented in this thesis to improve the performance. This thesis will present the design and construction of an inverter for driving of a 30kW permanent magnet motor intended for vehicle propulsion. The work is divided into two parts, the power electronics and the control system hardware and software. The results shows a working concept for a drive system, but further testing and improvements are needed to achieve maximum efficiency of the whole system.Ett drivsystem för högeffektiva elektriska fordonsmotorer har konstruerats och testats på en 30kW motor utvecklad på Uppsala universitet. Resultaten visar att systemet fungerar, men att det även finns behov av förbättringar. Med tanke på de senaste årens forskning och debatt om peak oil och en ökande mängd växthusgaser i atmosfären har det blivit tydligare att världens energikonvertering måste förändras för ett mer hållbart samhälle. Avdelningen för elektricitetslära på Uppsala universitet har det senaste decenniet fokuserat på utveckling av förnyelsebara energikällor, så som vind-, våg-, vatten- och marin strömkraft. Med samma verktyg och metoder som använts vid utvecklingen av högeffektiva generatorer har de nyligen gett sig in på området elektriska motorer för fordonsframdrift. En av elbilens nackdelar är dess räckvidd, för att kunna konkurrera med dagens bilar är det därför viktigt att optimera verkningsgraden i de olika delsystemen mellan laddkontakt och hjul. I detta arbete presenteras en metod i vilken de tre fasernas drivelektronik styrs som en enhet istället för att behandla den som tre oberoende enheter. Detta möjliggör en 15.4% högre drivspänning till motorn, vilket leder till lägre strömmar och förluster för samma uteffekt. Arbetet omfattar konstruktion av kraftelektronik, styrelektronik och programmering av styrelektroniken, samt test och verifiering av hela systemet