电动汽车驱动控制原理课件.ppt

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,电机特性比较,电机的特性比较 （摘自日本电气学会技术报告）,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,2.无刷直流电机与永磁同步电机差别,无刷直流电机工作原理, 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。,无刷直流电机控制框图,2022/12/9,17,可编辑,无刷直流电机的电动、 回馈制动控制逻辑控制,无刷直流电机及其控制系统的优缺点, 优点： 1. 具有直流电机的控制特性。 2. 控制相对简单。 3. 电机效率高，体积小。, 缺点： 1. 由于永磁材料贵，电机价格较贵。 2. 过热容易导致永久性失磁。 3. 弱磁运行较困难。 4. 需要转子位置传感器。,异步电机及其控制系统,1. 异步电机变频调速原理, 转子绕组中的电压、电流靠感应产生。 正常运行时，电机转速接近旋转磁场转速。,变频调速的主要控制方法,基于稳态的控制 变压变频控制（Variable Voltage Variable Frequency) 简称VVVF控制； 脉宽调节控制（Pulse Width Modulation) 简称PWM控制。 1. SPWM; 2. 电压空间矢量PWM； 3. 优化PWM; 4. 随机PWM; 5. ,高性能的控制方法, 转子磁场定向矢量控制（等效直流电机控制）（20世纪70年代，由德国西门子公司的F.Blaschke提出。） 1. 直接矢量控制； 2. 间接矢量控制。, 直接转矩控制 直接对转矩和磁链闭环控制。 （1985年德国学者 M.Depenbrock 首次提出。）,异步电机滑差频率控制框图,异步电机矢量控制, 等效直流机模型的方程,转矩,控制如何实现？,和,和,和,其中, 矢量控制思路, 最终控制定子磁场的幅值与空间位置来实现。,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。,2022/12/9,33,可编辑,