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汽车混合动力系统电动机控制方法及特点

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:进行高频率起动和停止运转,并进行电气制动,快速控制交流电动机正、反转的切换。③所需要的电源容量较小,电源功率因数较大,可以用一台变频器对多台交流电动机进行控制,组成高性能的控制系统等。

汽车混合动力系统电动机控制方法及特点

混合动力汽车上采用电源—电源转换器—驱动电动机的动力系统,是属于电力驱动技术范畴,因此,对混合动力汽车驱动电动机的控制和智能控制的研究,是混合动力汽车的关键技术。

1.混合动力汽车电动机的控制系统

混合动力汽车动力系统和驱动力控制系统是由动力电池组电流转换器(逆变器)、发动机-发电机组和驱动电动机以及一些电气和线路共同组成,因此混合动力汽车的技术关键是对动力电池组、发动机-发电机组、驱动电动机的控制或智能控制。

2.混合动力汽车电动机控制系统的组成

混合动力汽车上驱动电动机的控制系统基本由信号输入、信号处理和输出、执行元件和信息反馈四大部分组成。

(1)信号输入

混合动力汽车主要输入信号源来自驾驶人对加速踏板的位移量和由电动机反馈的信号和监测装置反馈的信号,这些信号一般转换为电信号的形态,经过接口输入到计算机中。

(2)信号处理和输出

车载计算机的中央控制器作为信号处理和指令输出的核心,在中央控制器中装有测量装置、乘法器、比较器、逻辑控制单元数据库和各种传感器电子器件,对输入控制信号的输入量进行快速、精确的运算,并产生相应的偏差信号。将运算得出的微弱的偏差信号,经过放大器进行放大或变换,使输出指令的偏差信号足够大,然后通过接口输送到各个控制模块中去。

(3)执行元件

控制模块和各种执行机构是控制系统的执行元件,根据放大器所放大或变换的偏差信号,控制模块和各种执行机构对被控制对象发出控制指令,使被控制对象按照规定的指令(参数)运行。

(4)信息反馈

电动机运转监测装置上的传感器会对电动机的运转进行监测,并将电动机运转中的机械量和电量的变化及时反馈到中央控制器,中央控制器将反馈信息进行对比、运算后,对输出的指令进行调整和修改,使被控制对象的运行参数与输入的信号的给定值趋向一致,并使被控制对象按照新的指令(参数)运行。

3.变频器

(1)变频器的功能(www.xing528.com)

在各种电动车辆上,采用动力电池组的直流电作为电源,并采用三相交流电动机作为驱动电动机时,三相交流电动机不能直接使用直流电源。另外三相交流电动机具有非线性输出特性。变频器可实现直流电源与三相交流电动机之间电流的传输和变换,并要求能够实现频率调节,在所调节的频率范围内保持功率的连续输出,同时实现电压的调节,能够在恒定转矩范围内维持气隙磁通恒定。将直流电变换为频率和幅值可调以及电压可调的交流电来驱动三相交流电动机。用变频器对三相交流电动机进行调速控制的控制系统特点为:

①实现了对三相交流电动机的调速控制,扩大了交流电动机的转速范围,实现恒功率范围内的运转,可以对交流电动机进行高速驱动。

②可以实现大范围内的高效率连续调速控制。进行高频率起动和停止运转,并进行电气制动,快速控制交流电动机正、反转的切换。

③所需要的电源容量较小,电源功率因数较大,可以用一台变频器对多台交流电动机进行控制,组成高性能的控制系统等。

(2)变频器基本结构模型

①交-直-交逆变器系统在有220/380V交流电源处,一般采用交-直-交逆变器系统,基本功率电路如图1-19所示。

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图1-19 交-直-交逆变器系统基本功率电路

②交-交变频器系统在220/380V交流电源处,还可以采用交-交变频器系统,基本功率电路如图1-20所示。

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图1-20 交-交变频器系统基本功率电路

③直-交逆变器系统在电动车辆有直流动力电池组电源时,还可以采用直-交逆变器系统,基本功率电路如图1-21所示。

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图1-21 直-交逆变器系统基本功率电路

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