混合动力客车用大功率无刷直流电机电动及再生制动研究

按照混合动力客车的要求,设计了以DSPIC30F3011作为中央处理器的大功率无刷直流电机驱动系统。该系统设计为转矩控制方式,为混合动力客车提供启动、助力和制动转矩,并且在制动时将能量回馈给超级电容。介绍了该大功率无刷直流电机控制系统的构成特点和设计方法,给出了系统框图,并进行了电动和再生制动原理分析,实验结果表明,该驱动系统可以实现对电动转矩控制并且能够回馈能量至超级电容,可以很好地满足混合动力汽车的驱动要求。     

电动汽车无刷直流电机能量回馈制动系统设计

就电动汽车能量回馈制动效率较低的问题提出了一种恒转矩模糊控制策略。首先分析了无刷直流电机能量回馈制动的基本原理,对不同的回馈控制策略进行了对比分析,设计了一个三维模糊控制器,再以该控制器为核心,在MATLAB/Simulink环境中搭建了无刷直流电机能量回馈制动系统的仿真模型,并进行仿真。仿真结果显示提出的控制策略对电机制动转矩以及能量回收达到了很好的控制效果。     

基于DSP的混合动力汽车电驱动控制系统设计

对混合动力汽车(HEV)电驱动控制系统进行了设计,采用转速、转矩双闭环控制,实现了恒转矩启动和恒功率运行。整个电驱动控制系统包括电源模块、逆变模块、控制模块、驱动模块、系统安全检测模块、CAN通讯模块等主要部分,可以实现电动发电和制动能量回馈功能。为了验证所设计系统的有效性,研制了一个小功率试验平台,该平台以TMS320LF2407A型DSP为核心器件,基本实现了HEV所需的大部分功能。     

带压缩因子粒子群优化的混合动力汽车模糊能量管理策略

针对改装后的哈飞赛豹混合动力汽车,以混合驱动系统需求转矩和电池组荷电状态(SOC)为输入,以发动机转矩为输出,应用带压缩因子粒子群算法优化量化因子的方法构建了能量管理模糊控制器,克服了传统的模糊控制存在精确度不高、自适应能力有限等问题,使模糊控制器的鲁棒性和控制精确度都得到提高.基于混合动力汽车专用仿真软件的研究表明,...     

一种电动车用无刷直流电机混合回馈制动控制方法

在能量回馈制动原理的基础上,详细分析了无刷直流电机的半桥斩波回馈制动和全桥斩波回馈制动。针对半桥斩波非导通相续流的弊端和全桥斩波存在临界转速的缺点,提出采用全桥斩波和半桥斩波相结合的混合回馈制动控制新方法。该方法在临界转速以上采用全桥斩波回馈制动,以避免非导通相的续流,减小转矩脉动,实现平稳制动;在临界转速以下采用半桥斩波回馈制动,以减小能量损失,达到高效驱动的目的。仿真和实验结果表明,在制动中采用该方法既能高效回馈能量,又能实现平稳制动。     

基于双模控制的永磁直流电机驱动系统的研究

根据混合动力的工作模式,针对电机电动和回馈制动两种运行状态,提出了双模PWM电流控制策略,在电动运行时,采用PI调节和受限单极PWM控制;在制动过程中,根据通常的PWM控制不能对回馈电流峰值进行有效的控制而可能损坏电池,提出采用电流滞环控制,仿真表明,该控制效果要优于PWM控制回馈制动。以数字信号处理器(DSP)为核心,采用智能功率模块设计了永磁直流电机PWM驱动系统。并对混合动力电动汽车(HybridElectricVehicle,简称HEV)进行了静态和运行实验,实验结果表明本文采用的方法和研制的驱动系统的有效性。     

电动汽车永磁同步电机最优制动能量回馈控制

永磁同步电机具有高效率、高转矩密度等优点,被广泛地用作电动汽车牵引电机。永磁同步电机通常采用磁场定向(field oriented control,FOC)控制算法实现最大效率控制。该文研究永磁同步电机在磁场定向控制下的制动原理,结合电动汽车驱动系统(包括永磁同步电机、逆变器和电池)模型,进而分析电动汽车最优制动能量回馈控制策略。根据现有的电动汽车电气和机械耦合制动方案,对比分析常用的并联制动控制策略和串联制动控制策略,得出串联制动控制策略可实现最优的能量回馈制动,并联制动控制策略通过改变机械制动的自由行程可实现较好的能量回馈制动。     

分布式电驱动车辆回馈制动控制策略研究

回馈制动能有效提高分布式电驱动车辆的能量效率。论文分析了分布式电驱动车辆回馈制动系统的结构、电机的性能及制动法规的约束条件,提出了基于非线性规划方法的最大能量回馈制动控制策略,并结合回馈制动系统的特性分析了制动力分配的特点。通过仿真分析了典型制动过程及典型工况循环的制动能量回收效果,结果表明,与理想制动力分配策略相比,本文提出的回馈制动控制策略能获得更高的能量回收效率。     

回馈能量可控型再生制动控制策略研究

电动汽车制动系统由机械-液压制动和再生制动组成。再生制动指车辆制动时,电机输出反向转矩,辅助车辆制动,同时将车辆的部分动能转换成电能储存在回收装置里。提出一种根据路面附着系数合理分配再生制动力,同时可以最大限度回收回馈能量的再生制动控制策略,该策略可对回馈能量进行有效控制,确保充电安全性。最后进行仿真分析和实验研究,结果证明本策略可使车辆实现稳定制动,并能最大限度回收回馈能量。     

基于复合电源的PHEV电驱动控制系统设计

根据并联混合动力汽车(PHEV)的需求,对其电驱动控制系统进行设计.分析了一种基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的矢量控制方法,有效地实现了永磁同步电机(PMSM)驱动系统的控制.整个电驱动系统包括电源模块、控制模块、驱动模块、逆变模块等主要部分,并提出由蓄电池和超级电容器共同组成的复合电源模块,进一步提高电动发电和制动能量回馈的性能.为验证设计的有效性,研制了小型功率平台,该平台TMS320F2812型DSP为主控CPU,基本实现所预期的功能.     

Braking Scheme for Vector-Controlled Induction Motor Drives Equipped With Diode Rectifier Without Braking Resistor

This paper deals with sensorless vector control of pulsewidth-modulated inverter-fed induction motor drives equipped with a three-phase diode rectifier. An electronically controlled braking resistor across the dc link is not used. Instead, the power regenerated during braking is dissipated in the motor while a dc-link overvoltage controller limits the braking torque. Losses in the motor are increased by an optimum flux-braking controller, maximizing either the stator voltage or the stator current depending on the speed. Below the rated speed, the braking times are comparable to those achieved using a braking resistor. The proposed braking scheme is very simple and causes no additional torque ripple. Experimental results obtained using a 2.2-kW induction motor drive show that the proposed scheme works well.     

一种开关磁阻电机驱动系统绕组能耗制动方式研究

针对基于整流桥交流供电的小惯量开关磁电机驱动系统,为了避免开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线器件的冲击,本文采用了一种SRM绕组能耗制动方法,将制动产生的能量消耗在电机定子绕组上,通过对SR电机绕组能耗制动深入分析和仿真计算,提出了一种开关磁阻电机绕组两相直通绕组能耗制动控制方法,无需专门制动电阻泄放回路,在保证安全快速制动的前提下,简化了驱动系统的结构。以一台基于整流桥供电的四相8/6开关磁阻电机为应用对象,阐述所提方法的具体实施办法。研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又可以避免制动能量回馈对母线电子元器件的冲击,提高了制动过程的可靠性和安全性。     

基于电动汽车半轴特性的电液复合制动协调控制方法

集中驱动式电动汽车的传动机构中,半轴特性会导致车辆紧急制动时利用电机进行车轮滑移率的精确控制变得困难。针对该类纯电动汽车,建立相应动力总成模型,在频域内分析电机制动力的传递特性及其对制动效果的影响;利用扩展卡尔曼滤波器进行半轴力矩的状态估计;提出两种车辆紧急制动工况下的电机—液压制动力协调控制方法,包括以液压制动为主、电机制动为辅的液压制动力动态控制方法以及以电机制动为主、液压制动为辅的半轴力矩补偿控制方法。仿真及台架试验结果表明,所提出的半轴力矩补偿控制方法可大大降低半轴特性对电机防抱死制动控制效果的不良影响,能够充分利用电机进行车辆的紧急制动;与传统摩擦制动防抱死控制相比,提升了整车制动效果,并降低了摩擦制动系统的要求。     

新能源汽车永磁同步电机系统标定方法及实现

电机系统是新能源汽车的主要动力源,电机系统性能直接影响整车经济性、驾驶感受等。扭矩的准确性以及系统效率的优化依赖于电机与电机控制器的准确标定,通过分析电机控制器的扭矩控制框图,针对标定过程中影响扭矩控制准确性及系统稳定性的因素进行了分析,确定了电机控制器的标定内容和标定方法,通过搭建的测试台架完成了电机与电机控制器的系统标定。通过不同转速及扭矩下的控制测试,验证了标定方法的有效性。     

车用变频器中的异步电机传动控制技术

本文介绍了采用矢量控制和效率优化控制相结合的电动汽车/混合动力汽车异步电机驱动系统、工矿用窄轨电机车驱动系统。该驱动系统不仅用DSP实现了异步电机四象限矢量控制,还采用效率优化算法提高了系统效率。试验结果表明,异步电机电机驱动系统具有较大的高效率工作区。     

飞机双余度全电刹车驱动控制器设计与研究

为了提高飞机刹车系统的可靠性,采用冗余技术,设计双余度全电刹车驱动控制器。以双余度无刷直流电动机为核心的刹车作动器为被控对象,采用均流策略等控制策略,完成驱动控制器的软硬件设计。利用MAT-LAB/Simulink,对双余度无刷直流电动机本体和系统整体进行了仿真验证。仿真结果和实验结果表明,刹车压力能很好地跟踪压力给定,电机两个余度绕组实现电流均衡,整个系统超调小、稳态精度高、性能优良。     

基于轮毂电机的电动汽车再生制动研究

基于轮毂电机驱动的电动汽车的结构特点以及轮毂电机低转速、高转矩的特点,提出了轮毂电机再生制动方法。为了恢复最大制动能量,在中等强度制动条件下通过轮内电机输出车辆减速的所有制动转矩。由AMESim软件建立液压制动系统和轮毂电机驱动系统的车辆动力学模型。通过NEDC循环和FTP75循环对车辆驾驶条件进行了仿真。仿真结果表明:采用轮内电机制动方式,制动能量回收率显著提高,电动车的能源效率提高30%以上。     

Simulations of electromagnetic processes in an asynchronous traction drive of automatic electric braking of an electric train

This paper shows the possibility and effectiveness of using an electric brake of motor railcar rolling stock with an asynchronous traction drive as an automatic brake. Since electric braking is unaffected by low temperatures and it can provide high efficiency protection from wheel slipping and skidding when integrated into a traction drive control system, as well as control braking torque with a high speed. Many motor axes and, hence, high power railcar rolling stock can provide less braking distance at electric braking than does pneumatic braking, which is especially important for emergency braking. However, an electric brake can be used as an automatic one only if it can be driven even in the case of loss of power from the catenary or diesel generator. The possibility in principle and the workability of using an electric brake as an automatic one are analyzed on the basis of mathematical simulations. The electromagnetic processes in an asynchronous traction drive under such conditions are considered, and the actuation time of an electric brake in the absence of supplied power is determined.