电动汽车驱动控制原理.ppt

u ua,b,c ia,b,c n 转子 磁链 观测 ?R ? 坐标 变换 iq* iq + - PI Uq* id* id + - PI Ud* 坐标 变换 ua,b,c u* + PI - + - ? - ? ? 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大。 2. 需要转子位置传感器。 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 电控原理图 电机 齿轮箱 主减速器 动力 电池 控 制 器 充 电 器 ～ 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 交流 电机 1. 同步电机 2. 异步电机（感应电机） 转子永磁 转子励磁 永磁同步电机 (自控式） 无刷直流电机 转子绕线式 转子笼型 0 恒转矩区 恒功率区 降功区 要求异步电机的输出特性： 1、低速大扭矩； 2、高速大功率。 电机特性比较 电机 性能 直流电机 永磁同步电机 异步电机 开关磁阻电机 最大效率（％） 85～89 95～97 94～95 90 效率（10％负载） 80～87 90～92 79～85 78～86 最高转速（rpm) 4000~6000 4000~10000 9000~15000 15000 电机费用/kW($) 10 10~15 8~12 6~10 控制器成本 1 2.5 3.5 4.5 坚固性 良 良 优 良 信赖性 普通 良 优 良 永磁同步电机 异步电机 适性容量 数十W～数十kW 数百W以上 尺寸、重量 小 ☆ 中～小 ◎ 结构 相当简单 ◎ 非常简单 ☆ 环境适应性 相当好 ◎ 非常好 ☆ 维护 有点必要 △ 不要 ☆ 生产性 好 △ 非常好 ◎ 位置传感器 要 △ 不要 ◎ 速度传感器 不要 ◎ 要 △ 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 无刷直流电机控制系统 转子位置 传感器 三相功率 变换器 控制电路 无刷直流电机 控制器 1. 系统构成 2.无刷直流电机与永磁同步电机差别 ωt 2π 0 B0(e0) 永磁同步电机 无刷直流电机 一对极下不同的气隙磁密分布图 三相无刷直流电机的无载电势 eA eB eC 0 ?t 1 3 5 4 2 6 6 无刷直流电机工作原理 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。 S N F 0 n F AB F AC 60 o 60 o 无刷直流电机控制框图 -A + ÷2 ∑ i a i b i c i a i b i c I REF PI PWM 逻 辑 变 换 PS +