電動汽車電機驅(qū)動技術(shù)概述(編輯修改稿)
2025-03-26 11:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電動汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)電機驅(qū)動系統(tǒng)差別較大，特點如下： 1）以電機轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速為控制目標(biāo)，加速踏板、制動踏板和轉(zhuǎn)向盤的給定位置是電機轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動小，穩(wěn)定性好。 2）要求電機具有較寬的調(diào)速范圍，最高轉(zhuǎn)速是基速的 2倍以上，電機要能四象限工作。 3）為保證汽車動力性好，要求電機低速大轉(zhuǎn)矩輸出，并能具有較大的過載距力，較長的過載時間，過載系數(shù)達 2倍以上，過載時間達 3min以上，為保證最高車速，要求電機基速以上處于一定恒功率輸出 4），電機驅(qū)動系統(tǒng)要求有高的功率密度和寬轉(zhuǎn)速范圍高效工作區(qū)，系統(tǒng)效生大于 80%的轉(zhuǎn)速區(qū)大于 75%。 5）電機驅(qū)動系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護。 矢量控制 由于異步電機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng)。上世紀 60年代末由達姆斯塔特工業(yè)大學(xué)（ TU Darmstadt）的 。在 70年代初由西門子工程師 倫瑞克工業(yè)大學(xué) (TU Braunschweig)發(fā)表的博士論文中提出三相電機磁場定向控制方法，通過異步電機 矢量控制 理論來解決交流電機轉(zhuǎn)矩控制問題。 矢量控制實現(xiàn)的基本原理 是通過測量和控制異步電動機 定子電流矢量 ，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。 永磁同步電機定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯 永磁同步電機 永磁同步電機定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯立體圖 永磁同步電機 嵌好繞組的永磁電機定子鐵芯 永磁同步電機 永磁同步電機的剖視圖 永磁無刷直流電機（ BLDC） 內(nèi)定子鐵芯與外永磁轉(zhuǎn)子 永磁無刷直流電機（ BLDC） 有線圈的內(nèi)定子與霍爾元件 永磁無刷直流電機（ BLDC） 電機組合在一起的的內(nèi)定子與外轉(zhuǎn)子 永磁無刷直流電機（ BLDC） 八線制：控制器直流電源 2根（ REF+， REF），霍爾傳感器 3根 （ HALLA/B/C），電機三對繞組 3根（ A/B/C） 矢量控制（ FOC） 矢量控控制基本原理 FOC控制的基本思路基： 模擬直流電機的控制方法進行控制 ，根據(jù)線性變換以及變換前后磁勢和功率不變的原則，通過正交變換將 abc三相 坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型變成 αβ二相 靜止坐標(biāo)系（ Clarke)的模型，然后通過旋轉(zhuǎn)變換將二相靜止坐標(biāo)系的模型變成兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（ Park）的 模型（ dq)。在 αβ /dq變換下將定子電流矢量分解成按轉(zhuǎn)子磁場定向的兩個 直流分量 id/iq（其中， id為勵磁電流分量、 iq為轉(zhuǎn)矩電流分量 ）。并對其分別加以控制， 控制 id相當(dāng)于控制磁通，控制 iq相當(dāng)于控制轉(zhuǎn)矩 。 永磁無刷直流電機（ BLDC） 磁場定向控制系統(tǒng)（ Field Oriented Control），簡稱 FOC矢量控制。 經(jīng)過上述變換之后得到： stsmrmne iiLL 2pT ?為勵磁電流 sti為勵磁電流 msi 矢量控制（ FOC） d、 q軸是什么 ? d軸是電機中的直軸， q軸是交軸。是一個虛擬坐標(biāo)軸（現(xiàn)實中 不存在），為了便于分析。勵磁磁場和
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