电动汽车电机控制器方案设计说明书汇总.docx

电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） 电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪 电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） 电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪 电动汽车电机控制器方案设计说明书 1 引言 随着常规能源的日益减少和环境污染的日益严重， 世界各国的环保意识逐渐增强， 电动汽车 以其零排放的优点受到世界各国的重视，并成为未来车辆的一个发展趋势。 传统的电动汽车多采用直流电机， 其中最多的是有刷他励直流电机， 因为存在电刷， 导致电 机的寿命和效率降低，目前比较新的无刷直流电机，这种电机寿长，效率比较高， 但是因为 位置传感器的安装精度不够导致控制效果不是很好和寿命短的问题。 无速度传感低压交流驱 动器，比传统的直流系统相比。 目前研究比较多的是交流异步电机及其控制器， 与直流电机相比， 交流异步电机具有效率高， 相同功率等级下成本低等优点， 交流系统低速恒转矩模式有效攻克了直流无刷启动力矩不足 的问题。高速恒功率模式使整机效率更加优越。 随着交流电机控制算法的日益完善， 其控制性能可以和直流电机相媲美， 交流异步电机在电 动汽车上的广泛应用成为发展趋势。 本系统采用无速度传感器矢量控制策略，提高电机工作效率，采用 SVPWM 技术，提高电 压利用率，并减少谐波干扰，并克服了传统直流系统电动车启动力矩不足的缺点。 2 硬件总体说明 系统总共分为三块电路板叠成立体方式实现。 功率变化电路总体说明 功能介绍 此功率电路采用三相相移 120 度 理论依据 ACI3_1 的简易系统图如图 1 所示： 电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创）- 电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪 图 1 ACI3_1 的简易系统图 使用了一个三相电压源逆变器来控制三相感应图 1 所示为三相感应电机驱动的完整系统图。 使用了一个三相电压源逆变器来控制三相感应 电机， DSP 输出六路 PWM 信号控制逆变器的六个 MOSFET 的通断，从而控制电机电压。 还有一个捕获输入脚用来捕获电机速度传感器的输出以测量电机转速， 但在实际调试时没有 使用速度传感器，所以没有速度反馈，整个系统是一个开环系统。 感应电机的等效电路如图 2 所示： 图2 感应电机的等效电路 在 V/Hz 控制中，感应电动机的转速由可调节的定子电压大小和对应的频率大小一起控制， 其中磁通量在固定状态总是保持预期值。 假设定子电阻（Rs）为0,产生气隙磁通的磁化电流近似等于定子电压与频率比。它们的矢量 关系式 （for steady-state 分析 ） 为：电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂 风悟浪 等式 （1） 可以在数值方面被 狂风悟浪- ZZ - 狂风悟浪如果感应电动机运行在线性磁场区域,则 Lm 等式 （1） 可以在数值方面被 狂风悟浪 - ZZ - 狂风悟浪 狂风悟浪不变，电动汽车电为了保持电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪不变，电动汽车电 机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪的比值在不同的转速也要不变。当转速 增大时,为了保持电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪的比值不 变,则定子电压必须要按比例增大。然而,频率（或同步转速）不是真正的转速,因为存在 转差S。在空载时，s很小，转速接近同步转速。因此，简单的开环恒压频比控制系统不能 精确地控制存在负载转矩的转速,需要加入速度传感器。 在实际中,定子电压与频率的比率通常基于这些变量的额定值。 V/Hz 典型轮廓曲线如图 3 所示。主要地, V/Hz 特性曲线有三个转速范围,如下图所示,其中电动汽车电机控制器方 案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪为截止频率,电动汽车电机控制器方案设计说明书 （原创） - ZZ - 狂风悟浪为额定频率,电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪为定子电压,电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪为 定子额定电压： 在 0-电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪时,定子电阻压降不能 被忽略，需通过增加 Vs来补偿。所以，V/Hz特性曲线是非线性的。我们可以从 Rs工0 的稳态等效电路中解析计算出截止频率 （fc）和适当的定子电压。 在电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪 -电动汽车电机控制器方案 设计说明书（原创） - ZZ - 狂风悟浪（基频）时,则遵循 V/Hz 不变关系。图上的斜度代 表了等式（ 2）中的气隙磁通量。 在大于电动汽车电机控制器方案设计说明书（原创） -ZZ -狂风悟浪（基