简述电动汽车用无速度传感器矢量控制系统研究.pdf

学兔兔 第4期(总第179期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．4 2013年8月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2Ol3)O4．Ol17一O4 电动汽车用无速度传感器矢量控制系统研究弗 刘诗敏，李优新，黎 勉，冯 杰，王胜强 (广东工业大学，广东 广州 510006) 摘要：针对电动汽车要求驱动系统具有宽调速范围、高可靠性与高效率等特点，提出并研究了一种效率优化 的无速度传感器矢量控制 (SVC)系统。深入分析了该系统的原理，并提出了相应的控制策略，完成了系统 硬件和软件方案设计。整个系统以TMS320F2812 DSP芯片为核心控制器件．包括主电路功率模块、电流电 压采集电路、保护电路、CAN通信模块等部分。实验结果表明，利用效率优化算法的系统具有良好的动态 性能，达到了预期设计目标。 关键词：电动汽车；SVC；控制策略 中图分类号：TP273：U469．72 文献标识码：A 0 引言 根据6个开关管的开关模式，S 、S¨S 共有8个 电动车的关键技术主要包括车身、驱动系统、能源 开关组合，包括 6个非零矢量【， (001)、Uz(Ol1)、 系统和能量管理系统的设计Ⅱ]。设计一款具有高可靠 U3(010)、U4(110)、Us(100)、U6(101)和2个零矢量 性、高效率、高功率密度和宽调速范围的驱动器是提高 00。。、O1。 。按照恒功率变换可知，6个非零矢量在空 电动汽车性能的关键技术之一。 间上互差6O。，幅值为~／2／3 。用相邻基本电压矢量 无速度传感器矢量控制(SVC)调速技术吸收了传 表示电压空间矢量 时，实际输出电压中所含的谐 统变压变频调速技术和矢量控制调速技术的优点，是 波分量最小，且逆变器的开关次数最少[3]。按照平行 目前最热门的研究课题之一。但由于采用标准矢量控 四边形合成法则，可以用两个相邻电压矢量(Ux， 制策略的矢量控制驱动器存在轻载低效的问题，在电 Ux+ 。)和两个零电压矢量(0o。。、01 )表示任意电压空 动汽车上的应用并不理想。为此，本文针对电动汽车 间矢量 ，如图2所示。以第1扇区内的期望输出电 的应用特点，研究并提出了一种带效率优化算法的无 压矢量 为例，设 与扇区起始边的夹角为 ， 速度传感器矢量控制系统，并以一台30 kW、4极异步 PWM的周期为T， 的作用时间为t ，Uoo的作用时 电机为控制对象，通过实验证明了采用该算法的无速 间为t2，零矢量的作用时间为to，且t +t2+ =T。则 度传感器矢量控制系统的可行性与优越性。 Us、 1、￡2的表达式分别为： 1 SVPWM工作原理 ． + Us一 Uo+ U60+ i．oO00o。 ……………… (2) SVPWM技术是将逆变器和交流电机视为一体， 以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作，通过控 一 sin((3--0) 。。 制逆变器的开关模式从而交替使用不同的电压空间矢 量来实现的。与传统的SPWM相比，其开关器件的开