双路电机驱动控制器设计文献综述

 2022-11-23 23:08:13

文 献 综 述

1.引言

近年来,新能源动力汽车响应环保倡议发展迅猛。而对电动汽车的电动机驱动系统的研究也如火如荼地进行着。如何在更加“稳准快”的控制要求下实现对双路电机的控制则在这一趋势下显得尤为重要[1]

2.电机应用现况

电机驱动系统是电动汽车的关键组成部分,它的输出特性决定了电动汽车的动力特性,同时,它的效率对电动汽车效率的影响也非常大。目前,国内外对电动车电机驱动系统的研究都很多,主要体现在马朝骥,、冯雯雯,、庞佑兵[1]等人对新型电动机的应用探索、德国Depenbrock教授[2]对电机驱动系统控制策略的改进研究这两个方面。目前应用在电动汽车驱动系统中的电机既有传统的直流电动机和交流感应电动机[3],也有新型的开关磁阻电动机和永磁无刷电动机[4]。电动汽车电机驱动系统的选择在选择电动汽车电机驱动系统时,需要考虑的几个关键问题是成本、可靠性、效率、维护、耐用性、重量、尺寸以及噪声等。

从王健[5]等人的工作中得知,直流有刷电动机采用斩波器控制,具有优良的电磁转矩控制特性,控制简单、技术成熟,由于存在电刷和换向器,使其高速性能及运行可靠性受到影响。目前直流有刷电机因其技术成熟,成本低廉仍然得到了广大的市场应用;感应电机作为电动汽车驱动电机,成本低,可靠性好,调速范围宽,控制器较成熟,制造技术较成熟,转矩波动小,噪声小,不需要位置传感器但控制复杂,易受电机参数及负载变化的影响;开关磁阻电机作为电动汽车的驱动电机,可靠性好,成本低,简单,高速潜力大,但电机噪声高,转矩脉动严重,在电动汽车驱动应用中有利有弊,目前在电动汽车方面的应用较少。

从姚雪松[6]等人的工作中得知,无刷直流电机作为电动汽车的驱动电机,结构紧凑,重量轻,效率高,控制性能好,但电机噪声高,转矩脉动严重,在电动汽车驱动应用中有利有弊,目前在电动汽车方面的应用较少。无刷直流电机作为电动汽车的驱动电机,结构紧凑,重量轻,效率高,控制性能好,但是存在转矩脉动与大电流下可靠性不高的问题,本文据此选择有刷直流电机。

从姚雪松[6]等人的工作中得知,如何利用双路电机控制器实现对双路直流有刷电机位置转速进行控制,对提高电动汽车控制系统运行效率和可靠性,改善系统的动静态性能,促进产品的升级换代,都具有十分重要的意义。

3.电机控制技术的发展现况

自从20世纪70年代德国工程师F.Blaschke[7]提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题以来的一个多世纪,电动机作为机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。近些年来,随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展,电机的应用技术也得到了进一步的发展,新产品、新技术层出不穷。除了人们己经熟悉的普通电机外,许多不同用途的特种电机也不断问世,如广泛应用于办公设备的无刷直流电机和高精度的步进电机、用于照相机的超声波电机、用于心脏血液循环系统的微型电机[8]等。另一方面,随着电力电子技术的发展,最先由Ramadan[9]教授提出的新型DSP电机驱动控制技术的应用也在不断拓宽。由于应用了电力电子技术,电机的控制技术变得更加灵活,效率也更高,如变频器控制的异步电机及伺服系统即是典型的例子[1]

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