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文档简介
1、.,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
2、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、。 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(Variable Voltage Variable Frequency) 简称VVVF控制; 脉宽调节控制(Pulse Width Modulation) 简称PWM控制。 1. SPWM; 2. 电压空间矢量PWM; 3. 优化PWM; 4.
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
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