電動自行車調(diào)速控制電路的設計-在線瀏覽
2024-12-11 13:08本頁面
【正文】 鍵字 ： 電動車、 無刷直流電機 、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、 控制器系統(tǒng) 。 現(xiàn)代電動車是融合了電力、電子、機械控制、材料科學以及化工技術等多種高新技 術的綜合產(chǎn)品。電動車的電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由 4 個主要部分組成，即控制器 、 功率變換器、電動機及傳感器。 二、 系統(tǒng)要求 2. 1 電動車對電動機的基本要求 電動車的運行，與一般的工業(yè)應用不同，非常復雜。 主要有如下幾大方面： 1 電動車用電動機應具有瞬時功率大，過載能力強、過載系數(shù)應為 (3～ 4)，加速性能好，使 用壽命長的特點。在恒轉(zhuǎn)矩 區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足車在平坦的路面能夠高速行駛的要求 。 4 電動車用電動機應在整個運行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1 次充電的續(xù)駛里程。 鑒于 電動車對電動機的基本要求 采用 永磁無刷直流電動機 。 永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。永磁無刷直流電動機機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率，在電動車中有著很好的應用前景。 典型的永磁無刷直流電動機是一種準解耦矢量控制系統(tǒng)，由于永磁體只能產(chǎn)生固定幅值磁場，因而永磁無刷直流電動機系統(tǒng)非常適合于運行在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，一般采用電流滯環(huán)控制或電流反饋型 SPWM 法來完成。弱磁控制的實質(zhì)是使相電流 相位角超前，提供直軸去磁磁勢來削弱定子繞組中的磁鏈。 永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小，最大功率僅幾十千瓦。永磁無刷直流電動機在恒功率模式下，操縱復雜，需要一套復雜的控制系統(tǒng)，從而使得永磁無刷直流電動機的 驅(qū)動系統(tǒng)造價很高。 如下 電壓逆變電路： 電壓型逆變電路的特點 (1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動 (2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同 (3)阻感負載時需提供無功。一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動很小，可近似看成直流電流源。 (2)交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。 電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多。與一般逆變器不同，它的輸出頻率不是獨立調(diào)節(jié)的，而是受控于轉(zhuǎn)子位置信號，是一個“自控式逆變器”。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，改變了霍耳元件周圍的磁場強度，也就改變了霍耳轉(zhuǎn)把的 輸出電壓。從而控制功率管的導通關閉的比例以控制電機轉(zhuǎn)速的大小 。根據(jù)自動控制原理，為了克服開環(huán)系統(tǒng)的缺點，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量，必須采用帶有負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。利用此偏差信號通過控制器（調(diào)節(jié)器）產(chǎn)生控制作用，自動糾正偏差。采用比例積分調(diào)節(jié)器代替比例放大器后，可以使系統(tǒng)穩(wěn)定且有足夠的穩(wěn)定裕量。通過下面的討論我們將看到，將比例調(diào)節(jié)器換成比例積分調(diào)節(jié)器之后，不僅改善了動態(tài)性能，而且還能從根本上消除靜差，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。而輸出未達限幅時，調(diào)節(jié)器才起調(diào)節(jié)作用，使輸入偏差電壓在調(diào)節(jié)過程中趨于零，而在穩(wěn)態(tài) 時為零 ③ 電流檢測采用三相交流電流互感器 ④ 電流、轉(zhuǎn)速均實現(xiàn)無靜差。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 輸入無偏差，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差 (3)雙閉調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾性 圖 12 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 (4)抗負載擾動作用 由雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抗負載擾動作用的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以看出，負載擾動作用在
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