word版可編輯-電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)精心整理doc-文庫吧資料
2024-07-28 12:17本頁面
【正文】 中得到了廣泛的應(yīng)用。且磁鏈開環(huán)在動態(tài)過程中存在偏差，其性能不及磁鏈閉環(huán)控制系統(tǒng)。 圖37 直接型矢量控制方框圖 間接磁場定向控制采用磁鏈開環(huán)控制，在磁通運(yùn)行過程中不檢測轉(zhuǎn)子磁鏈信號，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 根據(jù)控制方案中是否進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁鏈的反饋控制及其觀測，磁場定向控制可分為直接磁場定向控制和間接磁場定向控制(又稱轉(zhuǎn)差頻率控制)。 圖34 異步電動機(jī)的坐標(biāo)變換結(jié)構(gòu)圖根據(jù)等效控制理論，可以構(gòu)成直接控制的矢量控制系統(tǒng)，如圖35所示圖35 矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖 按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制方程及其解耦作用 在上面的動態(tài)模型分析中，假如兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系按轉(zhuǎn)子磁鏈定向時(shí)，則有： ， （320）將其帶入轉(zhuǎn)矩方程和狀態(tài)方程，可以得到： （321） （322） （323）式中為轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)，我們不難從式中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子磁鏈僅有定子電流勵磁分量產(chǎn)生，與轉(zhuǎn)矩分量無關(guān)，因此，定子電流的勵磁分量與轉(zhuǎn)矩分量是解耦的。其中，交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子總磁通就變成了等效的直流電機(jī)的磁通，M繞組相當(dāng)于直流電機(jī)的勵磁繞組，相當(dāng)于勵磁電流，T繞組相當(dāng)于偽靜止繞組，相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流。 異步電機(jī)的矢量控制20世紀(jì)70年代初,由美國學(xué)者和德國學(xué)者各自提出的矢量控制(vector control)理論，同時(shí)在實(shí)踐中經(jīng)過改進(jìn)，形成了現(xiàn)在普遍采用的矢量控制方法。1）異步電動機(jī)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的模型 2） 異步電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型在坐標(biāo)系中繞組都落在兩根相互垂直的軸上，兩組繞組間沒有耦合，矩陣中所有元素均為常系數(shù)，消除了異步電動機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型中的一個(gè)非線性的根源。如圖33所示，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的兩個(gè)直流分量和靜止坐標(biāo)系的兩相交流分量產(chǎn)生相同大小的同步旋轉(zhuǎn)磁動勢。 圖32 三相靜止到兩相靜止變換假設(shè)磁動勢按正弦分布，那么當(dāng)三相磁動勢與兩相磁動勢相等時(shí)，兩套繞組瞬時(shí)磁動勢在α、β軸上的投影是相等的，則其反變換形式如下： （312）這樣經(jīng)過三相兩相的變換就可以將三相異步電動機(jī)變換為兩相正交的異步電機(jī)模型。1） 三相兩相變換（3/2變換） 在三相靜止繞組A、B、C和兩相繞組、之間的變換，稱為三相靜止坐標(biāo)系和兩相靜止坐標(biāo)系間的變換。 圖31 三相異步電動機(jī)的物理模型 坐標(biāo)變換 在異步電動機(jī)的分析中可以看出，其數(shù)學(xué)模型由于存在一個(gè)復(fù)雜的66電感矩陣而比較復(fù)雜。三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組分為繞線型和籠型型，其均可以等效為三相繞線轉(zhuǎn)子，折算到定子側(cè)后，其定子和轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)都相等。本章首先闡述異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)坐標(biāo)變換理論，得到了其在兩相靜止坐標(biāo)系下和兩相同步坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)方程，并介紹了異步電機(jī)的矢量控制原理。 本章小結(jié)：通過對電動汽車幾種常用控制方法的對比，可以看出在當(dāng)今社會中，交流感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、運(yùn)行可靠、效率較高、制造容易、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，在電動汽車驅(qū)動中得到廣泛的應(yīng)用，針對現(xiàn)實(shí)的使用情況，本文選擇交流異步電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)并對該系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證其可行性。比、寬調(diào)速范圍、高可靠性，而且由于電源功率的限制等，其轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性應(yīng)根據(jù)電動汽車起動、爬坡和行駛等不同階段分為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)或恒功率區(qū)。整體的運(yùn)行性能、經(jīng)濟(jì)性等首先取決于電池系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，異步電動機(jī)在下述三個(gè)假定條件下：；；，其穩(wěn)態(tài)等效電路如圖27所示。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行速度不斷增大，最后超過同步轉(zhuǎn)速而穩(wěn)定運(yùn)行于B點(diǎn)，此時(shí)，系統(tǒng)處于再生制動狀態(tài)。電動運(yùn)行狀態(tài)下，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。在大多數(shù)復(fù)勵直流電動機(jī)運(yùn)行中，并勵磁場起主導(dǎo)作用，串勵磁場起輔助作用。 圖22串勵直流電動機(jī)等效電路圖 3）并勵直流電動機(jī) 并勵直流電動機(jī)的電樞繞組和勵磁繞組接線方式如圖23所示。為了減小其電壓降，繞組采用電阻較低的繞圈繞成。當(dāng)勵磁繞組接到一個(gè)恒定的電源時(shí)，通過調(diào)節(jié)Rf的大小，可以調(diào)節(jié)勵磁電流的大小。直流電動機(jī)由于控制性能好最早在電動汽車中獲得應(yīng)用。選擇最佳的驅(qū)動系統(tǒng)是設(shè)計(jì)電動汽車的關(guān)鍵，而電動機(jī)的性能直接決定著驅(qū)動系統(tǒng)的性能，因此電動機(jī)的選擇成為設(shè)計(jì)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)，目前有一系列類型的電動機(jī)均可作為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的電動機(jī)，具體如下所述。其關(guān)鍵技術(shù)包括汽車制造技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、能源技術(shù)、電力驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)等等。以下幾章將對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)做
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