矢量变频器系统在混合动力电动汽车中的应用

1 引言

混合动力电动汽车是指以蓄电池组作为动力源，用电动机和发动机驱动车轮行驶。电动机不排放有害气体并且和发动机混合驱动可以大大减少有害气体的排放量。目前城市大气污染总量的半数以上来自燃油汽车尾气,从大气环保出发，自20世纪60年代起，日、美、欧等发达国家争相开展混合动力电动汽车的研究开发工作。我国也已与20世纪80年代开始，以电力电子为基础的电气传动技术的进步，为混合动力电动汽车的开展提供了先进的物质基础；机电一体化技术的兴起与发展，为燃油汽车这一典型的机械产品向机电一体化方向演变提供了十分丰富的技术经验。混合动力电动汽车的机电一体化配置模式，控制方法，还处在百花齐放的阶段，既不成熟，也未定型。为了保证混合动力电动汽车和谐有序发展，国家已创造了一个良好的政策环境、市场环境和消费环境,因为发展混合动力电动汽车对节约能源、缓解环境污染具有重要意义,并且汽车工业是耗油大户，目前我国汽车工业的耗油量占石油消耗的1/4。2004年，我国产油1.7亿吨，进口突破1亿吨，石油消耗量占世界石油消耗量近20％，但GDP只占世界GDP的4％，在这种情况下，发展取代燃油型交通工具的混合动力电动汽车对我国经济和社会的可持续发展至关重要。另外，汽车业的发展给环境保护带来比较大的压力，混合动力电动汽车废气排量少之又少，噪音污染很小，发展混合动力电动汽车可大大减轻环境污染方面的压力。普传PI7000矢量控制变频器已成功应用到混合动力环保、节能型电动汽车系统中，已通过长期的各种试验与检验，现已在澳门的公路上稳定行驶,达到了环保、节能的效果。

2 混合动力电动汽车的传动系统

汽车是一种在陆地露天运行、结构紧凑、具有车载能源的走行机械，工矿复杂。既要能适应高速飞驰、又要能频繁起制动、上下坡快速超车紧急刹车；既要能适应雪天、雨天、盛夏严冬、雪后洒盐等恶劣天气条件，又要能承受道路的颠簸振动，还要保证司乘人员的舒适与安全。混合动力电动汽车的核心，是要用变频器控制电动机的系统取代其机械推进系统，用电池代替汽油作为车载能源，在实现零排放或少排放的前提下，满足燃油汽车各项性能、价格指标的要求。据此可将混合动力电动汽车传动系统归纳为以下几点：（1）基速以下大转矩以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求，基速以上小转矩、恒功率、调速范围宽以适应最高车速和公路飞驰超车等要求，上述要求可通过PI7000矢量变频器功能参数的简单设置即可实现.

（2）整个转矩/转速运行范围内的效率最优化，以谋求电池一次充电后的续驰距离尽可能长。一辆燃油汽车带50kg汽油约可行驶700km，如改装为带400kg铅酸电池的混合动力电动汽车，则只能行驶100km。最近报导，采用最新研制的燃料电池可达到450km。开发比能量更高的新型电池是最根本的解决办法，但降低电气传动系统的损耗也是重要的一环，使用PI7000矢量变频器控制电动机，可达到高效节油、节能。（3）电动机及电控装置结构坚固、体积小、重量轻、免维修或少维修、抗颠簸振动.PI7000矢量变频器将PLC及信号装置等集成到一体。

（4）操纵性能符合司机驾驶习惯,运行平稳、乘坐舒适，电气系统换效保障措施完善。比如，当电压命令信号线、电流反馈或速度传感器线断或短路时，可能引起振幅达正负最大输出转矩的振荡。必须具备能及时发现此类事故的措施，并在一旦发现事故时，立刻切断电动机的电源. PI7000矢量变频器和PLC配合使用，具有快速的过流、过载、过压、PG线断等多种保护功能，一旦保护立即停止输出电压，司机按复位按钮即可复位恢复正常工作状态，司机可通过触摸屏非常直观地监视电池电量、运行转速、工作电流等,司机也可通过触摸屏查询故障时的电流、频率、电压及故障时的状态等，操作及排除故障方便快捷。

3 混合动力电动汽车的系统结构图及其工作原理

见图1所示。

图1 混合动力电动汽车的系统结构图

工作原理:混合动力系统主要有能源供给系统、电气驱动系统和机械传动系统三大部分组成.

（1）能源供给系统:由动力电池组、发动机-直流发电机机组组成.

（2）电气驱动系统:由变频器和电动机组成.

（3）机械传动系统:将内燃机和电动机的机械输出通过离合器和减速器送给轮轴.

如果电池组电量不足,则启动发动机通过直流发电机给蓄电池组充电,以保证有足够的能源供给.变频器控制电动机通过减速器及差动齿轮驱动前(或后)轮轴,内燃发动机通过自动离合器与电动机同轴安装(如上图所示).在车辆起动时或在市区内行驶时,只由蓄电池组通过变频器向电动机供电,即纯电动驱动;在公路上行驶时,离合器接通,由内燃发动机负责驱动轮轴,此时电动机作为发电机运行,通过变频器给电池补充充电;高速重负载行驶时,电动机与内燃发动机同时驱动轮轴,即混合驱动,以提高驱动功率,实现了节能与环保.

4 电动机控制系统

4.1电动机控制系统的组成

见图2所示。

图2 三相异步电动机控制系统的组成示意图

（1）蓄电池：给变频器提供DC336V直流电。

（2）变频器及PLC：信号控制并且给三相异步电动机调速及保护电动机过流、过载、过压等。

（3）三相异步电动机及速度传感器：实现矢量控制,通过减速器及差动齿轮驱动前或后轮轴。

（4）减速器及轮轴、车轮：实现汽车前进、后退、停止等功能。

4.2 混合动力电动汽车系统中PI7000矢量变频器主回路结构图及其主元器件选择

图3 PI7000矢量变频器主回路结构图

（1）工作原理:蓄电池给电解电容充电,使直流母线电压保持恒定336V左右,充电电阻R为限流电阻,限制刚上电瞬间的大的充电电流的冲击;电源板工作后,通过延时电路使接触器吸合,限流电阻被短接.IGBT并联使用构成上下桥臂,即为逆变器部分,将直流电转变为可变的三相交流电作为三相异步电动机的输入工作电源.当有大的短路电流时,保险FU断开起保护主元器件作用;当直流母线有高的尖峰电压时,吸收电容C将尖峰电压吸收,防止主元器件因过压击穿或频繁跳保护.

（2）其元器件的选择:根据三相异步电动机的功率为90kW,额定电流为340A,额定电压为220V,额定频率为37.5Hz,最高频率140Hz,固选逆变器件IGBT为1200A/600V;储能电解电容为6个4700UF/450V,并联在高压直流母线两端;保险为600A;每个IGBT的PN端并联两个3UF/600V的吸收电容.

4.3 PI7000矢量变频器控制板接线示意图及其说明

见图4所示。

控制过程说明：司机脚踩油门、换档、脚刹、倒车等的操作的状态,其所对应的数字或模拟信号传送到PLC 中,PLC通过程序处理,再将所需信号传送到变频器的控制板的接线端子,对变频器进行自动控制,变频器按照所设定的功能参数实现相应的功能.变频器采用矢量转矩控制,满足汽车系统的低频大转矩输出、高速动态特性,使三相异步电动机带动轮轴快速、平滑的起动、运行、停止(没有冲击力),半坡起动力矩可以达到200%,达到混合动力电动汽车的设计要求.

5 PI7000矢量变频器功能参数设置及其说明

序号功能参数设置值说明备注

1 y07 340A 变频器额定输出电流 90kW电机设置为340A

2 y08 220V 变频器额定输入电压

3 L13 380V 变频器过压保护点直流母线电压大于380V时跳”OU”保护

4 L14 200V 变频器欠压保护点直流母线电压低于200V时跳”LU”保护

5 b00 3 电机极对数 6极电机

6 b01 340A 电机额定电流

7 b02 220V 电机额定电压

8 b03 1000RPM 电机额定转速

9 b04 37.5Hz 电机额定频率

10 F01 2 带PG矢量控制模式

11 F04 1 主板端子V2给定频率

12 F05 3 主板端子台控制运行

13 F09 0.5S 加速时间

14 F10 0.1S 减速时间

15 F13 140Hz 最大频率

16 F14 37.5Hz 基本频率

17 F17 140Hz 上限频率

18 F18 10% S曲线加速起始段

19 F19 5% S曲线减速起始段

20 F27 1 自由停车模式

21 F61 12 负载类型: 转矩控制

22 F63 5 转矩上限切换

23 C04 190% 转矩给定该值可以影响电机出力,但是会引起电流冲击.

24 C05 55% 励磁给定如果在弱磁调速段电机运行不稳定,应该适当调高励磁给定,但会影响低速加速性能.

25 b10 106 PG脉冲数以实际为准.

26 b12 PG旋转方向需要手动测试确定.

其它参数采用默认值

6 PI7000 矢量变频器在混合动力电动气车系统中的调试步骤

6.1 实验室调试

（1）空载测试

将直流电311V接入变频器的输入端,设置相应的功能参数,运行至50Hz,用整流式指针万用表测三相输出电压正常;键盘监视的直流母线电压值与用万用表实测的值一致,否则通过修改功能参数L01进行校正。（2）带载测试:

待机状态,将电机的输入线接至变频器的输出端,无误后上电.频率一点点升至满频,用万用表测试三相输出电压是否平衡,用嵌流表测电机的三相输出电流是否平衡,观察键盘各监视:输出频率、输出电流、输出电流百分比、电机转速、IGBT温度等是否有异常;调整功能参数L01,将输出电流百分比调准,即变频器输出的电流与键盘监视的电流相一致;调整电源板上的参数位R35、R37,使变频器达到2.6倍的额定电流时跳过流保护.断电,将速度传感器的接线与变频器的PG卡端子一一对应接好。

（3）电机参数测量:

上电将功能参数b13设为有效,变频器即开始自动测量电机的定子电阻,转子电阻,电机漏感,电机励磁电感等参数并自动存储到b05-b09中.

（4） PG的方向确定

设置功能参数:F01设为2,即带PG的矢量控制模式;F02设为5Hz,即给定频率为5Hz,F09设为5S,即加速时间为5S,F10设为5S,即减速时间为5S.然后手动运行,如果电机可以正常运行到5Hz,表示b12 PG旋转方向设定正确;如果电机只能运行在1Hz以下,表示PG旋转方向需要通过b12进行校正.

（5）电机方向确定

给定正转运行命令,如果电机正传,表示电机方向设定正确;如果电机反转,表示电机方向与命令方向相反,需要更改端子的命令,将FWD和REV的接线端子对调.

（6）上述测试如有异常，立即查找原因并排除故障。

6.2 变频器在混合动力电动汽车系统中的动态调试:

（1）检查变频器在汽车系统中的接线无误后,方可上电调试。

（2）空车调试

司机将档位挂在D档(即高速档),脚踩油门,对汽车进行前进、倒退、平稳运行、拐弯运行、停止操作,用键盘将功能参数F09、F10加减速时间逐渐减小,使其能够快速起动而没有冲击力又不跳保护即可。

（3）汽车加载调试

将汽车中放满装满水的桶,模拟乘客.司机将档位挂在D档,脚踩油门,对汽车进行前进、倒退、平稳运行、拐弯运行、爬坡运行操作,监视变频器键盘看是否跳过流、过压保护;如果跳过流保护,将功能参数C04给定转矩逐渐提高, C05给定励磁逐渐降低,S曲线加速起始段F18逐渐提高;如果跳过压保护,将功能参数L13变频器过压保护点逐渐提高,不要超过400V(电解电容耐压为450V),S曲线减速起始段F19逐渐提高.司机将档位挂在L档(即低速档,半坡起动时挂此档),重复上述操作及调试.注:修改变频器参数时,需告诉司机挂空档。

（4）汽车路试

上述调试没有异常后,司机驾驶汽车到各站点模拟试验,每天3-4次.通过键盘观察各监视是否有异常,并做好记录。

（5）上述调试试验如有异常,立即查找原因并排除故障。

7 PI7000 矢量变频器的故障与异常处理

故障可能原因措施

电机不转 LED监视器显示故障信息故障查询并排除之,复位正常运行.

U，V，W端子无输出或输出异常检查所设定的控制方式和频率参数;检查外部端子接线状态.

电机负载太重检查负载情况并排除

过电流

OC 故障显示OC-P IGBT驱动保护；检查电机是否堵转电流过大.

故障显示OC-2 输出过电流，电流超过电机额定电流的2.6倍时保护;检查电机是否异常

加速中过电流重新设定或调整F09，F18，F19，,C04,，C05

减速中过电流重新设定或调整F10，F20，F21

运行中过电流检查负载的变化情况并消除

起动或运行中有时过电流检查有无轻微短路或接地现象

干扰检查接地线，屏蔽线接地情况及端子情况

过电压

OU 直流母线电压太高检测蓄电池电压是否正常;变频器额定电压设定是否正确;减速太快,调整F10;

欠电压LU

LU 电源电压太低检测蓄电池电压是否正常;变频器额定电压设定是否正确

过热OH 环境温度过高改善环境温度;检测F53降低风扇起动温度;检查F15载波频率的设定是否过大.

8 结束语

普传PI7000矢量变频器在混合动力电动气车系统中的转矩控制的应用,不但节能而且环保.经过不断的试验,不断的改进软件,现已具有质量可靠,性能稳定,调试方便,抗干扰能力强,维护简单等优点,用户非常满意,混合动力电动汽车系统采用变频器调速技术值得推广.

变频器矢量控制的优点及应用

变频器矢量控制的优点及应用矢量控制原理--应用采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。鉴于电机参数有可能发生变化，会影响变频器对电机的控制性能，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。异步电动机矢量控制变频调速系统的开发，使异步电动机的调速可获得和直流电动机相媲美的高精度和快速响应性能。异步电动机的机械结构又比直流电动机简单、坚固，且转子无碳刷滑环等电气接触点，故应用前景十分广阔。现将其优点和应用范围综述如下：1、矢量控制系统的优点：动态的速响应直流电动机受整流的限制，过高的di/dt是不容许的。异步电动机只受逆变器容量的限制，强迫电流的倍数可取得很高，故速度响应快，一般可达到毫秒级，在快速性方面已超过直流电动机。低频转矩增大一般通用变频器（VVVF控制）在低频时转矩常低于额定转矩，在5Hz以下不能带满负载工作。而矢鱿控制变频器由于能保持磁通恒定，转矩与it呈线性关系，故在极低频时也能使电动机的转矩高于额定转矩。控制的灵活性直流电动机常根据不同的负载对象，选用他励、串励、复励等形式。它们各有不同的控制特点和机械特性。而在异步电动机矢量控制系统中，可使同一台电动机输出不同的特性。在系统内用不同的函数发生器作为磁通调节器，即可获得他励或串励直流电动机的机械特性。使用矢量控制，可以使电机在低速，如（无速度传感器时）1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁

矢量控制变频器工作原理

矢量控制是20世纪70年代由前西德Blaschke等人首先提出来的对交流电动机的一种新的控制思想和控制技术，也是交流电动机的一种理想的调速方法。矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量（励磁电流）和与其相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流）并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即控制定子电流矢量，因此这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式使对异步电动机进行高性能的控制成为可能。采用矢量控制方式的交流调速系统不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌，而且可以直接控割异步毫乏t产生的转矩。所以已经在许多需要进行精密控制的领域得到了应用。由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机的有关参数，这种控制有式芝云主要用于厂家指定的变频器专用电动机的控制。但是，随着变频调速理论和技术的发曩以及现代控制理论在变频器中的成功应用，目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整（autotuning）功能。带有这种功能的变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对电动机的参数进行辨识并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而使得对普通的异步电动机进行有效的矢量控制也成为可能。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/033411293.html,/

电动汽车动力性能分析与计算

电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有：电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦

损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式：以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得：或由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得：式中PM为电动机的输出功率。用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。

变频器矢量控制的基本原理分析

变频器矢量控制的基本原理分析矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U/f＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照一定的关系式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。

矢量变频器系统在混合动力电动汽车中的应用

矢量变频器系统在混合动力电动汽车中的应用 1 引言混合动力电动汽车是指以蓄电池组作为动力源，用电动机和发动机驱动车轮行驶。电动机不排放有害气体并且和发动机混合驱动可以大大减少有害气体的排放量。目前城市大气污染总量的半数以上来自燃油汽车尾气,从大气环保出发，自20世纪60年代起，日、美、欧等发达国家争相开展混合动力电动汽车的研究开发工作。我国也已与20世纪80年代开始，以电力电子为基础的电气传动技术的进步，为混合动力电动汽车的开展提供了先进的物质基础；机电一体化技术的兴起与发展，为燃油汽车这一典型的机械产品向机电一体化方向演变提供了十分丰富的技术经验。混合动力电动汽车的机电一体化配置模式，控制方法，还处在百花齐放的阶段，既不成熟，也未定型。为了保证混合动力电动汽车和谐有序发展，国家已创造了一个良好的政策环境、市场环境和消费环境,因为发展混合动力电动汽车对节约能源、缓解环境污染具有重要意义,并且汽车工业是耗油大户，目前我国汽车工业的耗油量占石油消耗的1/4。2004年，我国产油1.7亿吨，进口突破1亿吨，石油消耗量占世界石油消耗量近20％，但GDP只占世界GDP的4％，在这种情况下，发展取代燃油型交通工具的混合动力电动汽车对我国经济和社会的可持续发展至关重要。另外，汽车业的发展给环境保护带来比较大的压力，混合动力电动汽车废气排量少之又少，噪音污染很小，发展混合动力电动汽车可大大减轻环境污染方面的压力。普传PI7000矢量控制变频器已成功应用到混合动力环保、节能型电动汽车系统中，已通过长期的各种试验与检验，现已在澳门的公路上稳定行驶,达到了环保、节能的效果。 2 混合动力电动汽车的传动系统汽车是一种在陆地露天运行、结构紧凑、具有车载能源的走行机械，工矿复杂。既要能适应高速飞驰、又要能频繁起制动、上下坡快速超车紧急刹车；既要能适应雪天、雨天、盛夏严冬、雪后洒盐等恶劣天气条件，又要能承受道路的颠簸振动，还要保证司乘人员的舒适与安全。混合动力电动汽车的核心，是要用变频器控制电动机的系统取代其机械推进系统，用电池代替汽油作为车载能源，在实现零排放或少排放的前提下，满足燃油汽车各项性能、价格指标的要求。据此可将混合动力电动汽车传动系统归纳为以下几点：（1）基速以下大转矩以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求，基速以上小转矩、恒功率、调速范围宽以适应最高车速和公路飞驰超车等要求，上述要求可通过PI7000矢量变频器功能参数的简单设置即可实现. （2）整个转矩/转速运行范围内的效率最优化，以谋求电池一次充电后的续驰距离尽可能长。一辆燃油汽车带50kg汽油约可行驶700km，如改装为带400kg铅酸电池的混合动力电动汽车，则只能行驶100km。最近报导，采用最新研制的燃料电池可达到450km。开发比能量更高的新型电池是最根本的解决办法，但降低电气传动系统的损耗也是重要的一环，使用PI7000矢量变频器控制电动机，可达到高效节油、节能。（3）电动机及电控装置结构坚固、体积小、重量轻、免维修或少维修、抗颠簸振动.PI7000矢量变频器将PLC及信号装置等集成到一体。（4）操纵性能符合司机驾驶习惯,运行平稳、乘坐舒适，电气系统换效保障措施完善。比如，当电压命令信号线、电流反馈或速度传感器线断或短路时，可能引起振幅达正负最大输出转矩的振荡。必须具备能及时发现此类事故的措施，并在一旦发现事故时，立刻切断电动机的电源. PI7000矢量变频器和PLC配合使用，具有快速的过流、过载、过压、PG线断等多种保护功能，一旦保护立即停止输出电压，司机按复位按钮即可复位恢复正常工作状态，司机可通过触摸屏非常直观地监视电池电量、运行转速、工作电流等,司机也可通过触摸屏查询故障时的电流、频率、电压及故障时的状态等，操作及排除故障方便快捷。 3 混合动力电动汽车的系统结构图及其工作原理

矢量变频器与编码器PG接线

矢量变频器与编码器PG接线矢量变频器与编码器PG之间的连接方式，必须与编码器pg的型号相对应。一般而言，编码器PG型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种，其信号的传递方式必须考虑到变频器PG卡的接口，因此选择合适的PG卡型号或者设置合理的跳线至关重要。前者的典型代表是安川vs g7变频器，后者的典型代表为艾默生td3000变频器。以安川vs g7变频器为例，其用于带速度传感器矢量控制方式安装的pg卡类型主要有两种: （1）PG－b2卡，含a/b相脉冲输入，对应补码输出，如图1所示。图1PG－b2卡与编码器接线图（2） PG－x2卡，含a/b/z相脉冲输入，对应线驱动，如图2所示。图2PG－x2卡与编码器接线图艾默生td3000变频器的PG卡是统一配置的，最高输入频率为120khz，它与不同的编码器PG接线时，只需注意接线方式和跳线cn4。当跳线cn4位于di侧时，可以选择编码器信号由a+、a－、b＋、b－差动输出（如图3所示）或者a＋、b＋推挽输出（如图5所示）;当跳线cn4位于oci侧时，可以选择编码器信号由a－、b－开路集电极输出（如图4所示）。图3差动输出编码器接线图图4集电极开路输出编码器（加上虚线为电压型输出编码器）接线图在变频器的参数组中对于编码器PG都有比较严格的定义，这些定义包括: （1）编码器PG每转脉冲数。此参数可以查看编码器本身的技术指标，单位为p/r。（2）编码器PG方向选择。如果变频器pg卡与编码器PG接线次序代表的方向，和变频器与电动机连接次序代表的方向匹配，设定值应为正向，否则为反向。必须注意当方向选择错误时，变频器将无法加速到你所需要的频率，并报过流故障或编码器反向故障。更改此参数可方便地调整接线方向的对应关系，而无须重新接线。图5推挽输出编码器接线图

浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用

浅谈变频器U／f控制与矢量控制应用【摘要】交流变频调速系统主要用于控制异步电动机的转速和转矩，具有动态响应好、工作效率高、输出特性好、使用方便等优点。本文主要介绍变频调速系统中常用的两种控制方式：U/f控制和矢量控制，并结合生产实际描述分析这两种控制模式在现场生产中的应用，提高大家对变频调速系统控制模式的认识。【关键词】变频调速系统；U/f控制；矢量控制 1 变频调速系统U/f控制 1.1 U/f控制的概念 U/f控制即恒压频比控制方式，它是采用SPWM正弦脉宽调制技术控制半导体器件开通和关断，将直流电压转变为一定形状的电压脉冲序列，实现频率和电压的控制，在调节输出频率?的同时，调节输出电压U的大小，通过U和?配合实现不同类型的调频调压来进行调速。解决了只改变频率进行调速：频率上升时，主磁通下降，拖动转矩下降，电动机的拖动能力降低，对于恒转矩负载因拖不动而堵转；频率下降时，主磁通上升，引起主磁通饱和，励磁电流急剧升高，使通过定子绕组的电流大于定子绕组额定电流，电机发热严重。在变频调速中基频以下常采用U/f恒磁通（恒转矩）调速，基频以上调速由于变频器输出电压无法大于额定输入电压因此只能恒功率调速。 1.2 U/f控制特性及应用 U/f控制是变频调速系统应用最普遍的调速模式，它通过调节电机供电电源电压和频率来进行调速因此该调速系统的机械特性可平滑地上下移动，转差率不变，调速时有很高的运行效率，但在基频下U/f（等于常数）调速并不是真正的恒磁通（恒转矩）调速，当电机在低频、低速运行时，由于变频器输出电压成正比地下降，电机满负荷运行时定子绕组电阻上产生的压降在电机输入电压中占的比例增大，反电动势比例减小，用于形成主磁通的电压不足，造成主磁通下降，使拖动转矩不足，带负载能力下降。应用U/f控制模式时，首先根据变频器所带负载的特性选用合适的U/f曲线，U/f曲线是描述变频器输出电压与频率关系的曲线，一般通用性变频器U/f曲线有：直线形U/f曲线（适用于恒转矩负载如传送带），1.5次形U/f曲线（适用于风机，泵类变转矩性负载）及自定义形U/f曲线；其次根据设备在生产过程中是否需要低速满负荷运行来考虑是否采用适量补偿输出电压即是否设置变频器转矩提升量。正确预置转矩提升量十分重要，预置太小，可能电机磁通不足，电机输出转矩过小而无法带动设备运转，预置太大，又可能在电机轻载时引起电机磁路饱和，变频器因输出过电流而跳闸。在现场预置时，应以电机负荷率作为初步设定依据；最后根据生产设备惯性的大小及对电机启动加减速时间的要求来预置

纯电动汽车的结构和驱动系统性能比较资料

纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较摘要纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。绪论作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。结构分析整体式驱动整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。

变频器的VF控制与矢量控制

变频器的V/F控制与矢量控制 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。矢量控制（VC）方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 V/F控制与矢量都是恒转矩控制。U/F相对转矩可能变化大一些。而矢量是根据需要的转矩来调节的，相对不好控制一些。对普通用途。两者一样。 1、矢量控制方式矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理，根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制。在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦，从而达到控制异步电动机转矩的目的，使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。具体做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。 2、V/F控制方式 V/F控制，就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比例。例如，50HZ时输出电压为380V的话，则25HZ时输出电压为190V。变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变

燃料电池汽车的动力传动系统设计

燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言燃料电池汽车是电动汽车的一种。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求，汽车动力系统将从现在以汽油等化石燃料为主慢慢过渡到混合动力，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京（560公里）。在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范汽车又在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。燃油绘济性排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei

变频器矢量控制与VF控制区别

变频器矢量控制与VF控制区别一、V/F控制方式变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，一般强调“空载电流”的大小。由于我们采用矢量化的V/F控制方式，故做电机参数静止自整定还是有必要的。不同功率段的变频器，自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。一般有如下百分比数据：5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流；3.7 kW及以下的，空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流；特殊情况时，0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW，空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流；有的0.75 kW功率段，参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。空载电流很大，励磁也越大。何为矢量化的V/F控制方式，就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制，使控制更加精确。变频器输出电流包括两个值：空载电流和力矩电流，输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。 V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值：即U/F=K（K为常数），P0.12=最大输出电压U，P0.15=基频F。三菱变频器资讯上图中有个公式，描述转矩、转速、功率之间的关系。变频器在基频以下运行时，随着速度增快，可以输出恒定的转矩，速度增大不会影响转矩的输出；变频器在基频以上运行时，只能保证输出额定的功率，随着转速增大，变频器不能很好的输出足够大的力；有时候变频器速度更快，高速运行时，处于弱磁区，我们必须设置相应的参数，以便让变频器适应弱磁环境。速度与出力，高速或者低速时，两者不可兼得，这里有个数据概念：调速范围，指满足额定转矩出力的最低频率与最高频率的比值。以前一般的VF控制方式调试范围为1：20~1：40，我司产品V/F控制调速范围可以达到1：100，能够满足更多范围的行业应用。在开环矢量时可以达到1：200，闭环矢量时达到1：1000，接近伺服的性能。变频器V/F控制系统运行时，有两种方式进行转矩的提升： 1、自动转矩提升：必须在P0.16=0且P4.00=0时，自动转矩提升才有效。其作用为：变频器V/F控制低频运行时，提高输出电压，抵消定子压降以产生足够的转矩，保证电机正常运行。自动转矩提升与变频器设置“空载电流”和静止学习的“定子电阻”有关系，变频器必须作电机参数静止自整定，才能更好的控制电机运行。变频器作自动转矩提升控制电机时，见上图所示输出电压和频率的线性关系，运行中因为负载变化对电压输出作适当的增减，由于响应时间的快慢，所以会出现出力不稳定因素。 2、手动转矩提升设置P0.16为某一数值时，或者设置P4.00为非零时，手动转矩提升才有效。手动转矩提升只与变频器设置“空载电流”有关系，受电机其他参数设置影响较小。如下图所示，为手动转矩提升曲线图。变频器输出作手动转矩提升，其转矩出力在原来基础上成线性增加，所以出力稳定，不受负载变化的影响，出力稳定。但是转矩提升不益太大，转矩提升的幅度应根据负载情况适当设定，提升过多，在启动过程中将产生较大的电流冲击。自动转矩提升只能满足一拖一的输出情况，当涉及一台变频器拖动多台电机时，V/F控制时必须采用手动转矩提升，即设置P0.16为非0值。 V/F控制时的有关性能参数调试： PA.02为V/F控制转差补偿增益，设置此参数时，可以参考电机额定转速P9.02来设定参数。该功能有助于变频器在负载波动及重载情况下保持电机转速恒定，即补偿由于负载波动而导致的电机转速增减，但是由于补偿本身的响应时间问题，导致系统出现不稳定因素增多，在系统波动较大的情况下，此功能码设置为0有一定效果。

电动汽车动力匹配计算规范(纯电动)

XH-JS-04-013 电动汽车动力匹配计算设计规范编制：年月日审核：年月日批准：年月日 XXXX有限公司发布

目录一、概述 (1) 二、输入参数 (1) 2.1 基本参数列表 (1) 2.2 参数取值说明 (1) 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2) 3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3) 3.2 动力因数 (6) 3.3 爬坡度曲线 (6) 3.4 加速度曲线及加速时间 (7) 3.5 驱动电机功率的确定 (7) 3.6 主驱动电机选型 (8) 3.7 主减速器比的选择 (8) 参考文献 (9)

一、概述汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。二、输入参数 2.1 基本参数列表进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。表1动力匹配计算输入参数表。 2.2 参数取值说明 1）迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。XXXX车型迎风面积为A

一般取值5-8 m 2 。 2）动力传动系统机械效率根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。 3）滚动阻力系数f 滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算： f ＝??? ???????? ??+??? ??+4 410100100a a u f u f f c 其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。三、 XXXX 动力性能匹配计算基本方法汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力－行驶阻力平衡方程为 j i w f t F F F F F +++= （1）

详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计

详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计随着现代汽车电子技术的发展，新能源汽车、电动汽车的出现无疑给整个行业注入了一股新鲜而且充满挑战性的血液。凭借可以减少很多废弃物、有害气体的排放，对整个社会的生活环境都有很大的改善效果，得到社会及国家的高度的重视，具有很好的发展前景。下面我们就来从电动车的结构引入到电动汽车传动系统，并分析它的工作原理、传动方式、优势等，并简单的列举一些成功的应用案例。电动汽车和普通的汽车不同，它是用车载电源提供行驶的动力，用电机来驱动车轮的运动，而不是用点火装置来提供向前运动的力。我们知道，电动汽车主要是由电力驱动及控制系统、驱动力传动系统、工作装置等各个部分组成。它的工作原理是蓄电池中提供恒定的电流输出，这些恒定的电路通过电力调节器进行一次转换成可以驱动电动机的合适的电流和电压，从而可以驱动整个动力传动系统的正常运行，经过他们之间相互的作用最终给汽车提供可以运行的动力汽车可以正常的行驶。由此可见，电动汽车传动系统的有效性和安全性直接影响着整个系统的运行。电动汽车传动系统原理是直接将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。汽车传动轴在采用电动轮驱动时，由于它是靠车载电源提供动力源驱动电动机因而可以实现带负载启动，无需离合器;也正是因为是车载电源可以提供恒定的电流，中间会有电路控制的环境来实现驱动电机的方向和转速的控制，所以不需要倒档和差速器。若采用无级调速，就可以实现自动控制，无需变速器。电动汽车传动系统的传动方式主要有三种：(1)电机+传动轴+后桥(2)电机+变速箱+后桥(3)电机+磁力变矩器+后桥以目前的变速箱技术成熟度而言，除了传统车的变速箱外还没有一款真正成熟的适用于电动汽车的产品，最可靠和适用的传动方式还是电机+传动轴+后桥的直驱方案。当然在具体的设计时，我们需要更具实际情况来设计，包括电机的位置、电源的位置、驱动负载的能力、行驶速度要求、稳定性等这些都需要综合的来考虑。了解车辆效率损失分配即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用，以达到适当配置资源，改善性能的目的。各种损失，使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。电动汽车传动系统拓扑构架设计汽车动力传动系统采用传统的内燃机和电动机作为动力能源，通过混合使用热能和电能两套系统开动汽车。在低速小功率运行时可以关闭发动机，采用电动机驱动;而高速行驶时用内燃机驱动;通过发动机和电动机的协同工作模式，将车辆在制动时产生的能量转化为电能，并积蓄起来成为新的驱动力量.从而在不同工况下都能达到高效率。一般上有串联式、并联式、混联式和复合式4种布置形式。(1)串联式—下图中采用的电力电子装置只有电机控制器,电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口，属于串联式，车辆的驱动力只来源于电动机。 (2)并联式—下图中是典型的并联式动力系统结构，通常在电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给。(3)混联式----采用四轮驱动、前后轮分别与不同的驱动系相连，后轮驱动有发动机、后置电机、发电机、变速器等组成，前轮驱动由前置电机、发电机组成。由于它使用不同的驱动方式，所以整个电动汽车传动系统既分离又相关联，可以更好的控制。下图就是一个简单的混联式的拓扑构架。同时具有串联式、并联式驱动方式。(4)复合式---改结构主要集中于双轴混合动力系统中，前轴和后轴独立驱动，前轮和后轮之间没有任何驱动抽或转电力主动型的设计，这种独立的驱动，让传动系统各个部件在运行过程中相互独立控制，因此可以有更好的传输能力。要让整个系统可以更好的运行，除了结构设计方面需要注意之外，还有一个就是电动汽车传动系统的参数设计也需要合理的匹配，这些参数对传动结构的性能影响也是很大的。这一方面的知识，小编在这边文章就不具体介绍了。总结能源问题和环境污染问题是现在社会日益突出的问题，深受国家的重视。因此寻找新能源汽车可以减少废气排放，让能源可以更好的利用在汽车电子设计行业是当务之急。电动汽车正是因为具有上面

变频器常用的几种控制方式

变频器常用的几种控制方式 Prepared on 22 November 2020

变频器常用的几种控制方式变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差

纯电动汽车传动系统知识分享

第一章绪论 1.1 课题的目的意义： 1.1.1 纯电动汽车的背景当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。 1.1.2 纯电动汽车的意义近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、锂电池、镍镉电池、飞轮电池、燃料电池等，尽管这些新电源投入应用，但是短时间内还是无法解决纯电动汽车电源充电缓慢，电量存储低续航里程短的问题。纯电动汽车整车控制策略的开发研究一直在紧锣密鼓的进行着，整车控制系统是纯电动汽车实现整车控制和管理的关键，是实现和提高整车控制功能和性能水平的一个重要技术保证。其核心技术主要体现在整车控制软件的架构设计、转矩控制策略以及对整车和各系统得能量管理上。尽管控制策略的开发研究一直没有间断，但是，系统开发较为复杂，进度较慢。

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配

新能源汽车 6　结语纯电动乘用车的总布置设计工作是个系统工程,需要协调车身、动力系统、电池、内外饰、造型等相关部门。如何在确保整车性能的基础上,提高空间利用率,避免各部件的干涉,加快项目进行,需要进行科学的论证,同时,总布置工程师也需要对整车性能、驱动电机、动力电池、高压安全等相关知识相当熟悉,才能合理进行布置,推动项目进展。参考文献 1　Mehrdad Ehsani,Yi m in Gao,A li Emadi .Modern electric \hy 2bird electric and fuel cell vehicles .CRC Press,2009. 2　王刚,周荣.电动汽车充电技术研究[J ].农业装备与车辆工程,2008,(6). 3　徐性怡.电动汽车用电机控制器的设计方法与实践[J ],2009,(6). 4　姬芬竹,高峰.电动汽车传动系参数设计及动力性仿真[J ].北京航空航天大学学报,2006. 5　赵云.电动汽车结构布置及设计[J ].汽车电器,2006. 收稿日期:2010-05-05 纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配张　珍　陈丁跃　刘　栋　(长安大学,西安　710064) 【摘要】　文章系统地介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车性能要求进行主要参数的设计及匹配,并通过对具体车型的计算,进一步探讨了主要参数的确定。【Ab s trac t 】　Choice of the main components of the power train syste m of electric vehicle and de 2 sign and matching of the main para meters according t o require ment of main perfor mance are intr o 2duced .Confir mati on of the main para meters is further discussed thr ough the calculati on t o the s pecific vehicle . 【主题词】　纯电动汽车　驱动系统　参数设计 0　引言纯电动汽车(EV )是当前研制取代内燃机汽车的首选车型,前景广阔。目前,我国的EV 大都建立在改装车基础上,其设计是一项机电一体化的综合工程[1] 。改装后的EV 高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和燃油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的,它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹配。鉴于目前国内对EV 研究的现状,本文研究是建立于传统汽车驱动系统基础上。 1　电动汽车的驱动系统的基本结构 1.1　电力驱动的结构形式采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式E V 。本文研究的E V 的电力驱动结构形式如图 1[2] 所示。1.2　储能装置的结构形式 ? 7?　上海汽车　2010108

变频器对矢量控制的给定及要求

1.矢量控制的给定现在大部分的新型通用变频器都有了矢量控制功能，如何选择使用这种功能，多用下面两种方法： 1）在矢量控制功能中，选择“用”或“不用”。 2）在选择矢量控制后，还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、额定电压、额定功率等。由于矢量控制是以电动机的基本运行数据为依据，因此电动机的运行数据就显得很重要，如果使用的电动机符合变频器的要求，且变频器容量和电动机容量相吻合，变频器就会自动搜寻电动机的参数，否则就需重新测定。很多类型的变频器为了方便测量电动机的参数都设计安排了电动机参数自动测定功能。通过该功能可准确测定电动机的参数，且提供给变频器的记忆单元，以便在矢量控制中使用。 2．矢量控制的要求若选择矢量控制模式，对变频器和电动机有如下要求： 1）一台变频器只能带一台电动机。 2）电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极电动机为最佳。 3）电动机容量与变频器的容量相当，最多差一个等级。例如，根据变频器的容量应选配11kW的电动机，使用矢量控制时，电动机的容量可是11kW或7.5kW，再小就不行了。 4）变频器与电动机间的连接线不能过长，一般应在30m以内。如果超过30m，需要在连接好电缆后，进行离线自动调整，以重新测定电动机的相关参数。 3．使用矢量控制的注意事项在使用矢量控制时，一些需要注意的问题如下： 1）使用矢量控制时，可以选择是否需要速度反馈。对于无反馈的矢量控制，尽管存在对电动机的转速估算精度稍差，其动态响应较慢的弱点，但其静态特性已很完美，如果对拖动系统的动态特性无特殊要求，一般可以不选用速度反馈。 2）频率显示以给定频率为好。矢量控制在改善电动机机械特性时，最终是