电动轿车用永磁同步电机驱动操控器规划
来源:变频驱动永磁同步电动机    发布时间:2024-03-09 12:18:50

  驱动电机频频作业于发动/泊车、加/减速等杂乱工况下,较工业用电机需求更宽的转速规模和更高的过载系数,一起对。给出了主电路的规划办法及驱动、检测和维护单元的参阅电路。软件部分选用矢量操控,并依据实时性要求将使命划分为4级。最终建立渠道,对当时能源危机和环境污染问题推动了电动轿车的开展。电动轿车的关键技能包含轿车技能、电气技能和电子技能等,其间电机驱动技能是电动轿车的中心。电机驱动体系的使命是将电能转化为机械能使轿车行进。电动轿车驱动电机不同于工业用电机,一般要求能频频地发动/泊车、加快/减速、具有较宽的转速规模和较高的过载系数,且要求驱动电机低速或爬坡时能供给高转矩,高速行驶时则能输出低转矩。各国政府和首要轿车公司都对驱动电机操控器的研讨和开发给予了高度的注重,并取得了必定的成果。以其体积小、重量轻、惯性低、呼应快、转矩密度高、功率高、发动转矩高和功率因数高的特点在电动轿车范畴运用比较广泛。此处将规划一种适用于电动轿车的PMSM操控器。驱动电机操控器选用全数字化结构,功率部分包含:主电路;IGBT驱动电路及开关电源电路。操控部分包含:DSP操控电路;电压、电流、温度、转速的检测电路、毛病与维护电路;开关量输入输出电路;模拟量输入输出电路、485/CAN通讯电路和操作器电路,其硬件结构如图1所示。

  操控器规划之初,需确认操控器负载、供电电源和运用环境的要求:①负载参数要求:负载额外功率Pn、标称电压un、额外电流in和过载倍数kg等;②电源参数要求:标称电压及改变规模;③其他要求:作业环境条件、结构尺度约束等。依据某电动轿车的要求,此处研发的操控器性能指标为:额外功率55 kW;额外转速4 500 rmin-1;峰值功率82.5 kW;峰值功率运转时刻5 min;电动方法转速规模0~9 000 rmin-1;发电方法转速规模800~9 000 rmin-1;基速峰值及额外功率时的功率89%~93%;作业电压规模405~583.2 V;扭矩操控精度为:额外扭矩以下:5 Nm,额外扭矩以上:5%;扭矩操控呼应时刻小于100 ms;速度操控呼应时刻为在200 ms时进入50 rmin-1差错之内;速度操控精度:负载从0~100%改变,速度改变小于1%;扭矩和速度操控形式的转化时刻20 ms。因为电机操控器传给驱动电机的是脉动电流,其脉动值比工频供电时电流要大,因而须将电机操控器的容量留有恰当的裕量。变频器应满意:

  式中:Scn为电机操控器的额外容量;Pn,,cos分别为电机输出功率、功率、功率因数,=0.85,cos=0.8;K为电流波形的批改系数,PWM方法取1.05~1.1。

  式中:Udcmax为母线最高电压;为过电压维护系数,取=1.15;为安全系数,一般取=1.1;Ldi/dt为母线电感引起的尖峰电压,这儿取100 V。经过对式(2)进行核算得到Ucesp=858.7 V,这样应挑选Uces=1 200V的元件。IGBT电流的挑选,需确保电机峰值电流在IGBT的安全作业区内。IGBT的额外电流应满意:

  式中:S为电机操控器容量,此处S=114kVA;kg=1.5;kjw为考虑结温的电流降额系数,此处kjw=1.4;U0为驱动电机线 A,依据IGBT的等级应挑选Ic=600 A的元件。