电力助推系统概述.pptxVIP

电力助推系统;电力推进系统是电动汽车和混合动力汽车心脏。它由电动机、功率转换器和电子控制器三部分组成。

电动机将电能转换成机械能驱动车辆

功率转换器用于给电机提供适当电压和电流。

电子控制器依据司机命令经过提供控制信号来控制功率转换器，进而控制电机产生适当转矩和速度。

;电力推进系统功效框图;;电动汽车和混合动力电动汽车电机驱动可分为两大类，即有换向器电动机和无换向器电动机。

换向器电动机主要是传统直流电机，包含串励、并励、复励，场励以及永磁励磁电机。

直流电机优点：技术成熟、控制简单

直流电机缺点：在高速旋转下运行不太可靠、维护不便。功率密度较低。

无换向器直流电机优势包含：更高效率，更高功率密度，低运行成本、更可靠和更方便维护；;直流电机驱动已被广泛应用于需要调速场所；良好速度可调性；以及频繁起动、制动和换向。因为技术成熟，控制简单，各种直流电机驱动器已被广泛应用于不一样电力牵引当中。;;Ra是电枢电阻。对于他励和并励直流电动机，Ra等于电枢绕组；对于串励和复励电机，Ra等于电枢绕组和串励绕组电阻之和。直流电动机基本方程为：

;直流电动机电枢稳态等效电路;;最理想速度转矩特征是在基准速度以下拥有恒定转矩，在基准速度以上拥有恒定功率。在低于基准速度时，电枢电流和磁场被设置在额定值，产生额定转矩。在等于基准速度时，电枢电压到达其额定值（等于电源电压），不能深入增加。为了深入提升速度，磁场就必须随速度增加而减弱，然后保持反电动势和电枢电流恒定。转矩伴随转速增加而下降，输出功率保持不变。;电枢电压与磁场联合控制;6.1.3直流电机斩波控制;负载电压Va直接分量或平均值以下式所表示：

经过控制δ，负载电压能够从0到V之间改变，所以斩波器允许从一个固定电压直流电源中取得一个可变直流电压。

能够按各种不一样方式控制占空比δ来控制开关s，控制技术能够分为两类：

1。时间比率控制（TRC）。

2。电流限制控制（CLC）。;时间比率控制中，也称为脉宽控制，控制是斩波器工作时间。TRC可深入划分以下：

1.恒频TRC：周期T固定，改变???关通断控制占空比δ

2.变频TRC：经过保持ton恒定而改变T，或者同时改变ton和T来改变δ。;在恒导通时间ton变频控制中，在低斩波频率频率下取得低输出电压。低斩波频率反过来影响电机性能。另外，变频斩波使输入滤波器设计变得非常困难。所以，变频控制是极少用。

电流限制控制CLC，也被称为逐点控制，经过把负载电流控制到指定最大值和最小值之间来间接控制δ。当负载电流到达指定最大值时，开关断开负载。

当电流到达指定最小值时，开关重新连接上负载。对于直流电动机负载，这种类型控制，既是一个频率可变又是导通时间可变控制。;升压斩波电路;假设电容C很大，大到足以在负载上维持一个恒定电压Va。在终端A和B上平均电压为：

电感平均电压为：

电源电压：

把方程6.9和6.10代入到6.11得出：

;;无换向器电动机比起传统直流电动机含有许多优点。当前，感应电机在无换向器电动机中是技术较为成熟一个电机。

与直流电机相比，交流感应电机含有以下优点，如重量轻，体积小，成本低，效率高。这些特点在电动汽车和混合动力汽车应用上显得非常主要。;鼠笼式感应电机;感应电机运行原理;每相磁动势表示式为：

定子总磁动势为：

;;;转差率与转矩之间关系;

感应电机控制;在低转差率范围内，气隙磁链能够经过下式给出：

在额定频率以下，假如电压一定而只降低频率，那么气隙磁通就要过大，造成磁路饱和，严重时烧毁电动机。所以为了保持气隙磁通不变，就要求在降低供电频率同时降低输出电压，保持V/f=常数，这种控制方式为恒压频比控制方式。;感应电机稳态性能;;;T、V、Pm与电机转速关系图;纯电动汽车或混合动力汽车电源大部分是直流电源，就需要在给感应电机供电时先进行DC/AC转换。这一过程叫做逆变过程。逆变器主要由电力电子开关和电力二极管组成。;6.2.4电力电子控制;电力助推系统概述;;感应电机恒V/f控制适合用于相对低速调整场所。

缺点：对于快速、频繁速度调整场所响应慢，而且因为功率因数低，造成运行效率差。

恒压频控制是建立在感应电机稳态数学模型上，其被控量（如定子电压与定子电流）是幅值上标量控制，忽略了相位控制，造成电磁转矩未能得到实时、准确控制，动态调速性能差。

FOC成功处理了交流电动机转子励磁分量与转矩分量耦合问题，从而实现了电磁转矩实时高性能控制，大大提升了交流电动机变压变频调速系统动态调速性能。;想要控制电机转矩，就要控制转子磁链标量值及其空间幅角。能够经过控制各相电流幅值大小来到达控制目标，而各相电流在空间上幅角，能够经过控制各相电流瞬时相位值来实现。

所以，对感应电机定子各相电流瞬时控制，就能实现对感应电机转矩有效控制。可见，对电动机电磁