某牌電動(dòng)汽車及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)(編輯修改稿)
2025-02-07 17:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?TP n恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 恒功率區(qū) 降功區(qū) 要求異步電機(jī)的輸出特性： 低速大扭矩； 高速大功率。 電動(dòng)機(jī) 控制器 交流電機(jī)控制器 控制電路 主電路 控制器中的 CPU主控制板 電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)的主要類型 ? 直流電機(jī)控制系統(tǒng)； ? 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)； ? 異步電機(jī)控制系統(tǒng)； ? 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)。 電機(jī) 性能 直流電機(jī) 永磁同步電機(jī) 異步電機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 最大效率（％） 85～ 89 95～ 97 94～ 95 90 效率 （ 10％負(fù)載） 80～ 87 90～ 92 79～ 85 78～ 86 最高轉(zhuǎn)速 （ rpm) 4000~6000 4000~10000 9000~15000 15000 電機(jī)費(fèi)用 /kW($) 10 10~15 8~12 6~10 控制器成本 1 堅(jiān)固性 良 良 優(yōu) 良 信賴性 普通 良 優(yōu) 良 表 .1 各種電機(jī)的特性比較 （摘自日本電氣學(xué)會(huì)技術(shù)報(bào)告） 永磁同步電機(jī) 異步電機(jī) 適性容量 數(shù)十 W～數(shù)十 kW 數(shù)百 W以上 尺寸、重量 小 ☆ 中～小 ◎ 結(jié)構(gòu) 相當(dāng)簡(jiǎn)單 ◎ 非常簡(jiǎn)單 ☆ 環(huán)境適應(yīng)性 相當(dāng)好 ◎ 非常好 ☆ 維護(hù) 有點(diǎn)必要 △ 不要 ☆ 生產(chǎn)性 好 △ 非常好 ◎ 位置傳感器 要 △ 不要 ◎ 速度傳感器 不要 ◎ 要 △ 表 2 永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的特性比較 表 3 永磁同步電機(jī)與異步電機(jī)的特性比較 永磁同步電機(jī) 異步電機(jī) 壽命 軸壽命 軸壽命 弱磁高速 困難 △ 可能 ◎ 回饋制動(dòng) 容易 ◎ 可以 △ 永久失磁 有 △ 無(wú) ◎ 溫度特性 無(wú) ◎ 有 △ 控制器 控制一臺(tái) △ 控制多臺(tái) ◎ 直流電機(jī)及其控制系統(tǒng) 和原理（并聯(lián)） ? 特點(diǎn)： 勵(lì)磁電流和電樞 電流可分別控制， 轉(zhuǎn)矩控制性能好。 控制簡(jiǎn)單。 ? I f M n I f ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0?aia?2. 直流電機(jī)功率控制器－斬波器 ? T D1電動(dòng)運(yùn)行； ? T D2 制動(dòng)運(yùn)行 。 E C T 1 T 2 M D 1 D 2 斬波器主電路 E C T 1 M D 1 D 2 斬波器主電路 串聯(lián) 繞組 增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的措施 PI PW M+給定電流 I a *反饋電流 I a3. 斬波器的 PWM控制 n M n 1 n 2 M Z M 1 * ( I a1 * ) A B M 2 * ( I a2 * ) 0 控制框圖 調(diào)速原理 4. 直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn)： 1. 直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能優(yōu)良。 2. 控制簡(jiǎn)單，回饋控制容易。 3. 功率變換器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用功率器件少。 4. 控制器效率高；功率密度高。 5. 控制器體積小，重量輕。 6. 控制器價(jià)格便宜。 ? 缺點(diǎn)： 1. 由于機(jī)械換向器和電刷的存在導(dǎo)致的缺點(diǎn)： 電機(jī)轉(zhuǎn)速低、體積大；需要維護(hù)；成本高。 交流電機(jī)及其控制系統(tǒng) 1. 交流電機(jī)的主要類型 交流 電機(jī) 1. 同步電機(jī) 2. 異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī) ） 轉(zhuǎn)子永磁 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁 永磁同步電機(jī) (自控式） 無(wú)刷直流電機(jī) 轉(zhuǎn)子繞線式 轉(zhuǎn)子籠型 2. 交流電機(jī) 的定子結(jié)構(gòu) 三相電樞繞組 ABC+AA+BB+CCUd+C 功率變換器主電路 交流電機(jī)電樞繞組 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子位置 傳感器 三相功率 變換器 控制電路 無(wú)刷直流電機(jī) 控制器 1. 系統(tǒng)構(gòu)成 ωt 2π 0 B0(e0) 永磁同步電機(jī) 無(wú)刷直流電機(jī) 一對(duì)極下不同的氣隙磁密分布圖 三相無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)載電勢(shì) eA eB eC 0 ?t 1 3 5 4 2 6 6 i A A B i B C i C S N F AB F AC F BC F BA F CA F CB X Y Z F0 ? 有 6個(gè)定子空間磁勢(shì)。 ? 根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器檢 測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置和要求 轉(zhuǎn)向來(lái)決定產(chǎn)生哪一個(gè) 磁勢(shì)。 ? 產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩最大 。 ? 定子磁勢(shì)拉轉(zhuǎn)子磁勢(shì)旋轉(zhuǎn)，為了使平均轉(zhuǎn)矩最大。 兩者的平均空間電角度為 900。 S N F 0 n F AB F AC 60 o 60 o A + 247。 2 ∑ i a i b i c i a i b i c I REF PI PWM 邏 輯 變 換 PS +A +B +C B C I F Position Sensor 三相反饋電流 輸出 6路驅(qū)動(dòng)信號(hào) 電動(dòng)狀態(tài)： ＋ A管導(dǎo)通，－ B管 PWM。 － B管導(dǎo)通時(shí)電流上升， － B管關(guān)斷時(shí)電流下降。 U d + +A A C +B B +C C 轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)： +A、－ B相導(dǎo)通。 回饋狀態(tài)： 轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)： +A、－ B相導(dǎo)通。 +A管、－ B管均關(guān)斷， ＋ B管子 PWM。 U d + +A A C +B B +C C 電流產(chǎn)生拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩 電流產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 5. 無(wú)刷直流電機(jī)的電動(dòng)、 回饋制動(dòng)控制邏輯控制 PS 邏 輯 變 換 PWM 輸入 +a a +b
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