直流无刷电机制动知识点吐血总结

1 电动车用永磁无刷直流电动机电气制动分析与仿真 1 反接制动电流大 不回馈能量 回馈制动可以设置适当的占空比 利用电感的升压 作用 向直流侧回馈能量 2 反接制动过程分析 续流电动过程 向直流侧电容回馈能量 电感释放能量 反接 制动过程 电感处于储能状态 电机吸收电功率 不能向直流侧回馈能量 3 回馈制动过程分析 续流制动过程 电感储能 回馈制动过程 电感释放能量 给 电源充电 4 此时假定 I 恒定 选择适当的占空比 D 值 e222RI 11D AB eRIE U D 端电压 就可以使开关管截止时 AB 间的端电压大于电源电压 从而实现能量反馈 如果忽略电枢电阻 R 则 e2 11 D AB eE U D 端电压 5 结论 如果快速制动 则可以采用反接制动 但是 需要采取相应的电流限幅措施 对于频繁启动制动装置或者电动车而言 采用回馈制动 可以有效的回收能源 2 电动汽车制动与能量回馈技术研究 1 当控制器接收到刹车信号时 电机从电动状态切换到制动状态 2 回馈制动的控制原理是升压斩波 即在一个 PWM 周期内 如图 4 所示 当 t0 t1 时 绕组电感积蓄磁场能量 导致回路电流上升 此时的系统状态称为续流状态 当 t1 t2 时 定子绕组电感放电 向蓄电池充电 导致回路电流下降 称为充电状 态 3 4 当控制器工作在电动状态时 转把信号有效 刹车信号无效 当控制器工作在制动 状态时 转把信号无效 刹车信号有效 5 提出了一种简单有效的方法来实现直流无刷电机的制动与能量回馈 电动状态与制 动状态的切换通过控制器内部控制策略完成 无需做任何硬件变动 6 7 3 题目 电动汽车无刷直流电动机的回馈制动控制 1 实际的回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效率因子有关 能量回馈系 统各个环节的效率因子主要包括逆变器的效率 电动机的效率和蓄电池的充电 效率等 2 在实际应用中 对于 PI 调节器的输出 即占空比 COMP 应加以滤波 防止 COMP 出现比较大的跳跃 这样做的目的主要是一方面防止转矩突变 另一方 面可以防止电流尖峰 3 在低于一定的车速时 由于车辆本身的动能很小 使得电动机无法输出较大的 制动扭矩 回馈制动效果非常微弱 故实际系统中需要确定一个回馈制动临界 转速 控制系统在车速低于此转速时不予回馈制动 4 4 题目 电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统低速能量回馈制动的研究 1 在电机转速低于空载额定转速 即相感应电势最大幅值 E ud 2 时可实现电磁制动 同 时向电源回馈能量 电动汽车需要电气制动的场合主要有以下两种 从高速到低速 下坡时 限速 这两种场合中 电机转速都低于其空载额定转速 2 综上所述 低速回馈制动的实质 是在 VT 管导通时 将汽车的动能转化为磁场能量存 储在电感 2 L 一 M 中 在 VT 截止时 将汽车的动能及前半周期内存储在电感中的磁场能 量相加 转化为电能 通过电感的升压作用 向蓄电池回馈能量 与此同时 由于电机电流 方向在整个周期内都与电动运行时相反 故 获得制动性的电磁转矩 实现汽车的电气制 动 这种升压斩波回馈制动方式的平均制动强度与电机电流的平均值成正比 它可能达 到的最大制动强度与电机的限流值及车速成正比 当车速很低时 制动作用减弱 需辅以 机械制动 5 混合动力中无刷直流电机反接制动 PWM 调制方式的研究 1 针对反接制动时电流无法控制的问题 该文指出反电动势短接回路的存在是造成再生 电流无法控制的主要原因 从而提出采用双管调制的方法可以对制动电流进行有效的控制 2 在减速或制动过程中 通过控制再生制动电流可以使系统获得平稳的制动转矩 但当 电机发生换相时 由于相电感对电流的抑制作用 使得电机在换相过程中存在转矩脉动情 况 3 6 题目 电动摩托车用永磁无刷电机半桥斩波式能量回馈制动实验研究 1 由于电池电压在回馈制动时变化不大 因此回馈电流与回馈能量近似成正比 2 平均回馈电流与 PWM 占空比间关系式推导 忽略非换向区的三相导通现象 由于实际电路中电感 L 值不可能为无穷大路具有电机 电枢电流断续和连续两种工作状态 3 当电枢电流断续 即占空比 a 1 一 Q 时 直流母线上的平均回馈电流为单调递增函 ave I 数 当电枢电流连续 即 a 1 一 Q 时 为具有最大值的二次抛物线函数 ave I 4 实验研究 在实验中 将永磁无刷电机与直流电机组成一个可逆拖动系统来模拟半桥斩 波回馈制动工况 即令直流电机作电动运行 永磁无刷电机作发电运行 5 在同一占空比下 转速越高 平均回馈电流越大 随着转速的上升 使平均回馈电流达 到最大值的最佳占空比逐渐减小 6 当 PWM 占空比为 时 平均回馈电流达到最大值为 可见 随着转速的1 2 E U 2 4 E UR 上升 最大平均回馈电流逐渐增大 对应的最佳占空比逐渐减小 7 题目 动叉车用无刷直流电机混合制动的研究 1 确定一个回馈制动临界转速 当转速高于时 采用低速回馈制动 当转速低于 min n min n 时 采用反接制动 制动状态中 既能在高速时回馈能量 又能在低速时保持定的制 min n 动转矩 实现快速制动 2 结果采用回馈制动时 制动时间为 4s 采用混合制动时 制动时间为 2s 采用自由停车