电动汽车驱动控制原理.ppt

动力总成研究报告第二部分 电控原理及电机特性 拟制 朱堂群 主要内容一 电控原理二 电机特性比较三 控制器控制方式 电控原理之示意图 电控原理 电动汽车对电机控制系统的要求1 优良的转矩控制性能 2 宽广的调速范围 3 宽范围的高效率运行区域 4 高功率密度 5 优良的环境适应性和环保性 6 高可靠性 7 有竞争力的价格 电动汽车电机控制系统的主要类型 直流电机控制系统 内容略 无刷直流电机控制系统 异步电机控制系统 开关磁阻电机控制系统 内容略 电控原理 电机特性比较 交流电机的主要类型 电机特性比较 电机的特性比较 摘自日本电气学会技术报告 永磁同步电机与异步电机的特性比较 三相交流电机功率变换器主电路构成 功率变换器主电路 交流电机电枢绕组 2 无刷直流电机与永磁同步电机差别 无刷直流电机工作原理 有6个定子空间磁势 根据转子位置传感器检测到的转子位置和要求转向来决定产生哪一个磁势 产生的平均转矩最大 定子磁势拉转子磁势旋转 为了使平均转矩最大 两者的平均空间电角度为900 无刷直流电机控制框图 无刷直流电机的电动 回馈制动控制逻辑控制 无刷直流电机及其控制系统的优缺点 优点 1 具有直流电机的控制特性 2 控制相对简单 3 电机效率高 体积小 缺点 1 由于永磁材料贵 电机价格较贵 2 过热容易导致永久性失磁 3 弱磁运行较困难 4 需要转子位置传感器 异步电机及其控制系统 1 异步电机变频调速原理 转子绕组中的电压 电流靠感应产生 正常运行时 电机转速接近旋转磁场转速 变频调速的主要控制方法 基于稳态的控制 变压变频控制 VariableVoltageVariableFrequency 简称VVVF控制 脉宽调节控制 PulseWidthModulation 简称PWM控制 1 SPWM 2 电压空间矢量PWM 3 优化PWM 4 随机PWM 5 高性能的控制方法 转子磁场定向矢量控制 等效直流电机控制 20世纪70年代 由德国西门子公司的F Blaschke提出 1 直接矢量控制 2 间接矢量控制 直接转矩控制直接对转矩和磁链闭环控制 1985年德国学者M Depenbrock首次提出 异步电机滑差频率控制框图 异步电机矢量控制 等效直流机模型的方程 转矩 控制如何实现 和 和 和 其中 矢量控制思路 最终控制定子磁场的幅值与空间位置来实现 控制框图 转子磁链准确定向方法 异步电机直接转矩控制 控制原理 通过检测电机定子电压 电流 借助瞬时空间矢量理论来计算电机的磁链和转矩 给定的磁链和转矩分别与计算值比较 对差值进行滞环调节 也称砰砰控制 再根据定子磁链的空间位置 磁链与转矩的调节结果 来确定逆变器的开关信号 直接转矩控制的优缺点 优点 电机模型在定子坐标系下 只需3 2变换 观测的是定子磁链 受电机参数影响小 强调对转矩的直接控制 所以转矩响应迅速 缺点 低速时的转矩脉动 由于没有电流闭环 容易产生过流 开关磁阻电机及其控制系统的优缺点 主要优点 1 电机结构简单 制造容易 2 控制相对简单 3 控制器主电路不会出现直通现象 缺点 1 起动时的噪声脉动转矩较大 2 需要转子位置传感器 感谢聆听 THANKYOUFORWATCHIN