笼型异步电动机能量回馈制动控制

笼型异步电动机能量回馈制动控制
笼型异步电动机能量回馈制动控制

6-6 三相异步电动机的制动控制电路(可打印修改)

电工学(第四版)教案 Ⅰ.复习提问 1、行程开关在自动往返控制电路中的作用是什么? 2、简述自动往返的正反转控制电路的工作过程。 Ⅱ.导入新课 三相异步电动机从切断电源到完全停转,由于惯性的作用,总要经过一段时间。许多生产机械,如铣床、镗床和组合机床都要求迅速停车及准确定位,这就要求对电动机进行强迫停车,即制动。 Ⅲ.讲授新课 §6-6 三相异步电动机的制动控制电路 制动目的:准确、迅速停车;工作安全。 机械制动:机械抱闸 制动分类 电气制动:反接制动、能耗制动、回馈制动等 机械制动:用电磁铁操纵机械机构进行制动(电磁抱闸制动、电磁离合器制动等)。 电气制动:用电气的办法,使电动机产生一个与转子原转动方向相反的力矩进行制动。 一、机械制动(电磁抱闸) 1、电磁抱闸的结构:制动电磁铁、闸瓦制动器 2、机械制动控制电路 1)断电制动控制电路:

特点:断电时制动闸处于“抱住”状态。 适用场合:升降机械 SB2↓—→ KM+ —→ YA+ —→松闸起动 SB1↓—→ KM- —→ YA- —→抱闸制动 2)通电制动控制电路: 特点:断电时制动闸处于“松开”状态。 适用场合:加工机械 SB2↓—→ KM1+———→起动 SB1↓—→ KM1- KM2+ —→ YA+ —→抱闸制动 SB1↑—→ KM2- ——→ YA- —→松闸停止 二、电气制动 原理:制动时使电动机产生与转子原转向相反的制动转矩。 1、能耗制动 原理:制动时,切除定子绕组三相电源的同时接通直流电源,产生静止磁场,使惯性转动的转子在静止磁场的作用下产生制动转矩。 特点:能耗小,需直流电源,设备费用高。 (制动准确度较高,制动转矩平滑,但制动力较弱,制动转矩与转速成比例减小)

制动能量回馈系统协调控制

制动能量回馈系统协调控制 张俊智,张鹏君,陆欣,陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统,该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构的采用,将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分,降低了控制难度,为研究提供了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现,并根据中国城市公交循环工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车,制动能量回馈系统,分层控制结构,协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来,并进一步用于车辆驱动。研究显示,在城市驾驶循环中,发动机发出能量的大约1/3至1/2被制动过程所消耗[1,2]。因此,回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法,有助于缓解能源危机和环境污染。

电动汽车能量回馈的整车控制(1)

2005005 电动汽车能量回馈的整车控制 张 毅,杨 林,朱建新,冒晓建,卓 斌 (上海交通大学汽车电子研究所,上海 200030) [摘要] 以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析,设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式,研究了控制策略,完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明,整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠,且柔顺性良好;利用能量回馈技术,蓄电池能量消耗可减少10%,能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。 关键词:电动汽车,能量回馈,控制策略 The Control Strategy of Energy Regeneration for Electric Vehicle Zhang Yi,Yang Lin,Zhu Jianxin,Mao Xiaojian&Zhuo Bin Instit ute of A utomotive Elect ronic Technology,S hanghai Jiaotong U niversity,S hanghai200030 [Abstract] The energy consumption in four typical vehicle testing cycles(FTP,HWEFT,ECE2EUDC and J P1015)is analyzed for EV.Based on the traditional vehicle braking system,a new regenerative braking scheme and its control strategy are designed.The road testing,calibration and optimization are performed.T est results show that the control scheme and strategy is safe,https://www.360docs.net/doc/c710329943.html,ing the regenerating scheme,the energy consumption of battery can re2 duce by10percent and the driving range of EV in one charge can increase effectively. K eyw ords:Electric vehicle,E nergy regeneration,Control strategy 原稿收到日期为2003年12月29日,修改稿收到日期为2004年3月8日。 1 前言 电动汽车采用了新型的汽车动力,如何充分提 高车辆行驶能量效率,进而延长车辆续驶里程,是电 动汽车需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决 该问题的主要技术措施。 能量回馈包括车辆制动能量回馈与车辆滑行能 量回馈两种。此时,驱动电机按发电机运行,将车辆 行驶动能转化为电能,可以起到3个作用:辅助制 动;回收能量给动力蓄电池充电,从而延长车辆续驶 里程;在车辆有供热需求时,直接利用这部分电能供 热取暖。 能量回馈制动与电动汽车其它电气制动方式 (主要有能耗制动、反接制动[1])比较,无须改变系 统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与 能量回收效果综合最佳。因此,能量回馈是最适合 电动汽车的电气制动方式,其关键是能量回馈的过 程控制。电动汽车的能量回馈控制由整车控制与电 机控制交互作用而实现,作者在电动汽车制动能量 分析的基础上,设计一种能量回馈的整车控制方式, 并进行相应控制策略的研究。 2 制动能量分析 为了进行电动汽车能量回馈控制,需首先探明 其在各种用途中的制动能量回馈潜力。作者分别以 美国F TP工况、高速公路HFET工况、欧洲城市循 环ECE2EUDC工况和日本J P10154种循环工况为 例,进行制动能量的分析。 4种循环工况的驱动与制动能量如图1所示, 可见在这4种循环工况中,制动能量都占了不小的 比例,其中J P1015工况为2517%,ECE2EUDC工况 为18%,HFET工况为6%,F TP为25%。 回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效 率因子有关[2]。电动汽车的制动方式包括:电气制2005年(第27卷)第1期 汽 车 工 程 Automotive Engineering 2005(Vol.27)No.1

笼型异步电动机能量回馈制动控制

收稿日期:1997205204 笼型异步电动机能量回馈制动控制 徐国忠 诸 静 (浙江大学,杭州 310027) 涂筱烈 (安徽医科大学) 徐惠国 (合肥第二十六中学) 【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制 1 引 言 近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。本文提出了一种新颖的能量回馈 控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 2 能量回馈控制策略和能量回 馈电路设计 211 能量回馈控制策略 带能量回馈电路的变频器主电路结构如 图1所示。能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8 和六只晶闸管等组成能量回 图1 带能量回馈电路变频器主电路结构图 馈电路,制动时,控制GTR T 1~T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。 对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换

四象限矢量变频器的能量回馈制动原理

采用了电流追踪型PWM整流器组成方式,这样就容易实现功率的双向流动,且具有很快的动态响应速度,同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换,且效率可高达97%,经济效益较大,热损耗为能耗制动的1%,同时不污染电网。所以,回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合,电动机的功率也较大,这样节电效果明显,按运行的工况条件不同,平均约有20%的节电效果。 四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点 (1)可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。 (2)回馈效率高,可达97%,热损小,仅为能耗的1%。 (3)功率因数约等于1. (4)谐波电流较小,对电网的污染很小,具有绿色环保的特点。 (5)节省投资,易于控制电源侧的谐波和无功分量。 (6)在多电机传动中,每一单机的再生能量可以得到充分利用。 (7)具有较大的节电效果(与电动机的功率大小及运行工况有关) (8)当车间由共用直流母线为多台设备供电时,回馈制动的能量可直接返回直流母线,供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量,甚至可以不用回馈逆变器。 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/c710329943.html,/

纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真_张亚军

第32卷 第15期2010年8月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.32 N o.15 A ug.2010 DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.15.022 纯电动汽车再生制动系统的建模与仿真 张亚军,杨盼盼 (长安大学电子与控制工程学院,西安710064) 摘 要: 为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,通过分析制动系统的工作原理,建立了纯电动汽车制动力分配的数学模型,并根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,设计了基于模糊逻辑的制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用。结合典型道路循环工况,利用电动汽车仿真软件ADV ISOR2002对制动力分配的模糊控制策略进行了整车运行仿真验证。结果表明,该制动力分配控制策略改善了制动能量回收率,有利于合理利用其有限的能量延长电动汽车的续驶里程。 关键词: 纯电动汽车; 再生制动系统; 制动力分配; 控制策略中图分类号: U 469.72 文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2010)15-0090-05 Modeling and S imulation of Regenerative Braking System for Pure Electric Vehicle Z H ANG Ya -j un,YANG Pan -p an (School of Electronic and Contr ol Engineer ing ,Chang .an U niversity,Xi .an 710064,China) Abstract: In or der to enhance the recycling efficiency of reg enerative braking energy for pure electr ic vehicles (PEV ),the br aking system model of P EV is proposed on the basis of analyzing the braking oper at ion principle.T og ether with t he br aking severity and the state of charge (SOC)of energ y storage element,a nov el contro l strateg y of braking force distribution based o n fuzzy log ic is desig ned,which can realize the high efficiency recycling of braking energ y.T he simulat ion of the fuzzy control strategy for br aking force distribution is carried out in typical driving cycle by the electric vehicle simulatio n software A DVI -SOR 2002.T he simulation results show that t he braking force distribution co ntrol strategy can improve the recy cling efficiency of regenerative br aking energ y,and prolong PEV .s driv ing rang e by rational use of the limited energy. Key words: pure electr ic vehicle; regenerativ e braking system; br aking force distribution; control str ategy 收稿日期:2010-02-04.作者简介:张亚军(1982-),男,硕士生.E -mail:zyajun2010@163.co m 电动汽车作为一种新型的交通工具,以其清洁无污染、驱动能量源多样化、能量效率高等优点成为现代汽车的发展趋势[1]。但其续驶里程不足成为阻碍电动汽车商品化的瓶颈,因此,提高电动汽车续驶里程是亟待解决的一个关键问题。再生制动是电动汽车的特有技术,其功能是在保证电动汽车行驶稳定性的前提下,将电动汽车制动时的一部分机械能经再生制动系统转换为电能存储到储能单元中[2] 。因此再生制动对 降低电动汽车的能耗,延长续驶里程,提高其经济性能有重要的作用。文献[3,4]基于制动安全性要求,通过对电动汽车再生制动系统中保留摩擦制动的必要性展开研究,提出了一种新的再生制动控制策略,所提出的控制策略可通过检测电动汽车制动强度的大小,将电动汽车制动时总制动力需求在驱动轮与从动轮之间分配。文献[5]分析了在制动稳定性条件下,电动汽车再生制动系统制动能量回收能力,并从动力学角度建立了驱动轮电气制动力和摩擦制动力制动份额随制动强度变化的模型。但上述文献在分析电动汽车再生制动

三相异步电动机的制动控制线路

三相异步电动机的制动控制线路 某些生产机械,如车床等要求在工作时频繁的起动与停止;有些工作机械,如起重机的吊勾需要准确定位,这些机械都要求电动机在断电后迅速停转,以提高生产效率和保护安全生产。电动机断电后,能使电动机在很短的时间内就停转的方法,称作制动控制。制动控制的方法常用的有二类,即机械制动与电力制动,下面将这两种制动方法介绍如下。 一、机械制动 机械制动是利用机械装置,使电动机迅速停转的方法,经常采用的机械制动设备是电磁抱闸,电闸抱闸的外形结构如图21801所示。 电磁抱闸主要由两部分构成:制动电磁铁和闸瓦制动器。制动电磁铁由铁芯和线圈组成;线圈有的采用三相电源,有的采用单相电源;闸瓦制动器包括:闸瓦,闸轮,杠杆和弹簧等。闸轮与电动机装在同一根转轴上.制动强度可通过调整弹簧力来改变。 一)电磁抱闸制动控制线路之一 电磁抱闸制动控制线路之一如图21802所示: 电磁抱闸制动控制线路的工作原理简述如下: 接通电源开关QS后,按起动按钮SB2,接触器KM线圈获电工作并自

锁。电磁抱闸YB线圈获电,吸引衔铁(动铁芯),使动、静铁芯吸合,动铁芯克服弹簧拉力,迫使制动杠杆向上移动,从而使制动器的闸瓦与闸轮分开,取消对电动机的制动;与此同时,电动机获电起动至正常运转。当需要停车时,按停止按钮SB1,接触器KM断电释放,电动机的电源被切断的同时,电磁抱闸的线圈也失电,衔铁被释放,在弹簧拉力的作用下,使闸瓦紧紧抱住闸轮,电动机被制动,迅速停止转动。 电磁抱闸制动,在起重机械上被广泛应用。当重物吊到一定高度,如果线路突然发生故障或停电时,电动机断电,电磁抱闸线圈也断电,闸瓦立即抱住闸轮使电动机迅速制动停转,从而防止了重物突然落下而发生事故。 二)电磁抱闸制动控制线路之二 采用图21802控制线路,有时会因制动电磁铁的延时释放,造成制动失灵。 造成制动电磁铁延时的主要原因:制动电磁铁线圈并接在电动机引出线上(参见图2-71)。电动机电源切断后,电动机不会立即停止转动,它要因惯性而继续转动。由于转子剩磁的存在,使电动机处于发电运行状态,定子绕组的感应电势加在电磁抱闸YB线圈上。所以当电动机主回路电源被切断后,YB线圈不会立即断电释放,而是在YB线圈的供电电流小到不能使动、静铁芯维持吸合时,才开始释放。 解决上述问题的简单方法是;在线圈YB的供电回路中串入接触器KM

电动汽车制动能量回馈研究开题报告

学院 毕业设计开题报告 学生姓名:学号: 专业: 设计题目:电动汽车制动能量回馈研究 指导教师: 年月日

1.本课题的研究意义,国内外研究现状、水平和发展趋势 目前用于车载的电储能装置主要是蓄电池储能装置,储能装置既可以作为驱动系统提供能量,又可以作为回馈系统回收制动能量。 制动能量的回馈已经应用于少数豪华跑车,作为噱头,真正的效果并不尽如人意。但是这是一个必然的发展趋势,节能减排是整个世界的共同主题。从1990年起,世界各地的大型汽车公司如美国的通用、福特,日本的本田、丰田与日产等都加大了对电动汽车研究的资金投入。这些公司很快就制造出了概念电动汽车及电动汽车,而且很多概念车在当时就配置了制动能量回馈系统。 可持续发展是人类社会的共同目标。为了解决日益匮乏的原油煤炭资源以及尾气排放等问题,混合动力型汽车是现在及以后需大力发展及推广的重要举措。如今混动汽车,纯电动公交车已经推广至社会中的大街小巷。然而电动汽车在频繁的制动过程中有许多能量流失浪费,本次设计的任务就是在现有的技术基础上,研究电动汽车在行车制动时能量的回馈吸收,使能量得到进一步的利用,延长行驶里程。首先阐释如今电动汽车的能量运转方式,分析制动能量回馈的可行性,在现有技术基础上展开研究,阐述先进性。

2.本课题的基本内容,预计可能遇到的困难,提出解决问题的方法和措施 主要内容 1.电动汽车制动能量回馈的研究现状。 2. 电动汽车制动能量回馈的主要关键技术有哪些。 3.现有电动汽车能量回馈系统及回馈控制方法有哪些,各有什么特点。 4.熟悉电动汽车制动能量回馈的工作原理。 5.提出一种电动汽车制动能量回馈系统,阐述所提出系统的先进性。 可能遇到困难: 1. 供电电源的电压必须大于电机的感应电动势。当电机的感应电动势较大时,供电电源的电压较高,使得电源系统体积较大,成本较高。 2. 在电机的转速变化范围较大的场合,从电机的感应电动势到电源电压的变换范围较大,使得变换效率较低。 3. 在制动能量回馈系统中,当制动速度较低时,产生的感应电动势较小,由于功率变换器具有一定的变压比,感应电动势无法升压到电源电压,从而不能回馈能量,在频繁低速制动的城市公交车中,回馈效率低或几乎不能回馈能量。 4. 利用电机绕组电感作为升压电感,使得电感电流波动较大,产生的热量较大,增加了电机本身的损耗,且当电机绕组电感较小时,需要串联电感以平滑电流的波动,使得结构复杂。 5.电池寿命短。 为了解决上述问题,需要我们多多查阅资料,利用相关软件进行模拟设计,在不

能量回馈

变频器能量回馈解决方法 1引言 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。 在通用变频器中,对再生能量最常用的处理方式有两种:(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中,称之为动力制动状态;(2)、使之回馈到电网,则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式,即直流制动,可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。 在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用,尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天,笔者提供一种新型的制动方法,它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点,也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。 2 能耗制动 利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动,如图1所示。 其优点是构造简单;对电网无污染(与回馈制动作比较),成本低廉;缺点是运

行效率低,特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。 一般在通用变频器中,小功率变频器(22kW以下)内置有了刹车单元,只需外加刹车电阻。大功率变频器(22kW以上)就需外置刹车单元、刹车电阻了。 3 回馈制动 实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动如图2所示。 回馈制动的优点是能四象限运行,如图3所示,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是:(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%),才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2ms,则可能发生换相失败,损坏器件。(2)、在回馈时,对电网有谐波污染。(3)、控制复杂,成本较高。 4新型制动方式(电容反馈制动) 4.1主回路原理 主回路原理图如图4所示。 整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流(如图中的VD1——VD6组成),滤波回路采用通用的电解电容(图中C1、C2),延时回路采用接触器或可控硅都行(图中T1)。充电、反馈回路由功率模块IGBT(图中VT1、VT2)、充电、反馈电抗器L及大电解电容C(容量约零点几法,可根据变频器所在的工况系统决定)组成。逆变部分由功率模块IGBT组成(如图VT5—VT10)。保护回路,由IGBT、功率电阻组成。

QCT电动汽车再生制动系统测试和评价方法征求意见稿

QC/T《电动汽车再生制动系统测试和评价方法》 征求意见稿-编制说明 (一)工作简况(包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等: 制动能量回收作为电动汽车提高能源利用效率的重要技术之一,是体现电动汽车优势和特点的重要技术,是决定多种形式电动汽车能耗经济性、整车安全性的一项共性关键技术。2012年国家发布了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,电动汽车将在未来得到长足发展,在此背景下,“制动能量回收”这一基础节能技术也将会得到大力发展和推广应用。为促进电动汽车技术发展,在2013年底,“再生制动系统测试和评价方法”的行业标准由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分委会立项(计划号:2013 - 2106T - QC),开展制定研究。 2013年11月19日,在标准研究计划下达后,全国汽车标准化技术委员会电动车辆分委会电动汽车整车标准工作组在第四次工作会议上启动了《电动汽车再生制动能量回收系统测试和评价方法》的研究和起草工作。 2014年7月29日,电动汽车整车标准工作组换届会议暨第一次工作会议上,标准起草人就《电动汽车再生制动系统测试和评价方法》标准的“背景”、“国内外研究现状”、“制动回收系统评价指标的确定”、“测试评价方法制定”、“试车验证试验”等方面进行介绍,与会专家就测量精度和方法等方面展开讨论,形成标准第一版草案并发到工作组征求意见。 2015年7月23日,结合前期工作组意见反馈情况,起草人完善了标准草案,在本次会议上再次就标准制定的背景、技术内容和计算方法进行汇报,工作组内部达成一致意见。 2015年8月至今,在工作组内部进行了数轮讨论和意见征求,形成标准征求意见稿。 (二)标准编制原则和主要内容(如技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等)的论据,解决的主要问题,修订标准时应列出与原标准的主要差异和水平对比: (1)编制原则 本标准主要根据已有课题研究成果、参考美国加州技术支持文件“轻型电动汽车Ⅲ温室气体非试验循环规定”(“LEV Ⅲ GREENHOUSE GAS NON-TEST CYCLE PROVISIONS”)中关于电动汽车制动能量回收方面的部分技术内容,以及国内现有的电动汽车标准法规GB/T 19596《电动汽车术语》、GB/T《18386电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》、GB《7258机动车运行安全技术条件》、GB《21670乘用车制动系统技术要求及试验方法》中的相关技术内容进行了修改及丰富。 标准编制过程充分调研了国内外相关标准的情况,对制动系统原理、测试方法和评价指标进行了深入对比研究和试验验证,工作组内企业对修订内容进行多次征求意见,并在会上

三相异步电动机常见的制动方法与应用

三相异步电动机常见的制动方法与应用 三相异步电动机切除电源后依惯性总要转动一段时间才能停下来。而生产中起重机的吊钩或卷扬机的吊蓝要求准确定位;万能铣床的主轴要求能迅速停下来。这些都需要对拖动的电动机进行制动,其方法有两大类:机械制动和电力制动。 1.机械制动 采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。 (1)电磁抱闸断电制动控制电路 电磁抱闸断电制动控制电路如图1所示。合上电源开关QS和开关K,电动机接通电源,同时电磁抱闸线圈YB得电,衔铁吸合,克服弹簧的拉力使制动器的闸瓦与闸轮分开,电动机正常运转。断开开关电动机失电,同时电磁抱闸线圈YB也失电,衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开,并使制动器的闸瓦紧紧抱住闸轮,电动机被制动而停转。图中开关K可采用倒顺开关、主令控制器、交流接触器等控制电动机的正反转,满足控制要求。倒顺开关接线示意图如图2所示。这种制动方法在起重机械上广泛应用,如行车、卷扬机、电动葫芦(大多采用电磁离合器制动)等。其优点是能准确定位,可防止电动机突然断电时重物自行坠落而造成事故。 图1 电磁抱闸断电制动控制电路

图2 (2)电磁抱闸通电制动控制电路 电磁抱闸断电制动其闸瓦紧紧抱住闸轮,若想手动调整工作是很困难的。因此,对电动机制动后仍想调整工件的相对位置的机床设备就不能采用断电制动,而应采用通电制动控制,其电路如图3所示。当电动机得电运转时,电磁抱闸线圈无法得电,闸瓦与闸轮分开无制动作用;当电动机需停转按下停止按钮SB2时,复合按钮 SB2的常闭触头先断开切断KM1线圈,KM1主、辅触头恢复无电状态,结束正常运行并为KM2线圈得电作好准备,经过一定的行程SB2的常开触头接通 KM2线圈,其主触头闭合电磁抱闸的线圈得电,使闸瓦紧紧抱住闸轮制动;当电动机处于停转常态时,电磁抱闸线圈也无电,闸瓦与闸轮分开,这样操作人员可扳动主轴调整工件或对刀等。 图3 电磁抱闸通电制动控制电路 机械制动主要采用电磁抱闸、电磁离合器制动,两者都是利用电磁线圈通电后产生磁场,使静铁芯产生足够大的吸力吸合衔铁或动铁芯(电磁离合器的动铁芯被吸合,动、静摩擦片分开),克服弹簧的拉力而满足工作现场的要求。电磁抱闸是靠闸瓦的摩擦片制动闸轮.电磁离合器是

变频器能量回馈制动新思路、新方法

变频器能量回馈制动新思路、新方法 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机也有可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流 回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分 能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时, 这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该认真考虑考虑了。 在通用变频器中,对再生能量最常用的处理方式有两种:1、耗散到直流回路中人为设 置的与电容器并联的"制动电阻"中,称之为动力制动状态;2、使之回馈到电网,则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式,即直流制动,它是用于要求准确停车 的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。 有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用,尤其是近些时间有过许多关于"能量回馈制动"方面的文章。今天仪器仪表世界网提供一种新型的制动方法,它具有"回馈制动"的四象限运转、运行效率高等优点,也具有"动力制动"对电网无污染、可靠性高等好处。 1、回馈制动: 实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变 技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动(如图1)。 图1 四象限运行图 回馈制动的优点是能四象限运行(如图3.2所示),电能回馈提高了系统的效率。其缺点是:1、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%),才可以采用这 种回馈制动方式。因为在发电制动运行时,电网电压故障时间大于2ms,则可能发生换相失败,损坏器件。2、在回馈时,对电网有谐波污染。3、控制复杂,成本较高。 2、动力制动:

制动能量回馈系统协调控制精编版

制动能量回馈系统协调 控制精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

制动能量回馈系统协调控制 张俊智,张鹏君,陆欣,陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统,该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构 的采用,将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分,降低了控制难度,为研究提供 了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现,并根据中国城市公交循环 工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车,制动能量回馈系统,分层控制结构,协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来,并进一步用于车辆驱动。研究显示,在城市驾驶循环中,发动机发出能量的大约1/3至1/2被制

电动汽车再生制动能量回收系统研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c710329943.html, 电动汽车再生制动能量回收系统研究 作者:朱尚功张磊 来源:《山东工业技术》2017年第02期 摘要:电动汽车的续驶里程受电池容量的制约,再生制动能量回收系统是在不增加电池 容量的基础上增加续驶里程的有效方法之一,本文分析了再生制动能量回收系统的结构及原理,论述了制动能量回收系统的控制方式,说明了再生制动能量回收系统的基本要求。 关键词:电池容量;续驶里程;能量回收 DOI:10.16640/https://www.360docs.net/doc/c710329943.html,ki.37-1222/t.2017.02.086 0 引言 能源危机目前是引发全社会广泛关注的重点问题,作为新能源技术的电动汽车的研究越发成为解决能源危机的途径之一。目前,电动汽车技术中对电池技术的研究仍然没有在电池容量上有很大的突破,这也使得人们开始利用各种其他技术来突破电池容量不足的限制。再生制动能量回收系统就是人们利用电磁特性结合汽车制动原理的基础开发而成的,它的出现在一定程度上提高了汽车能量的利用率,对于客服能源危机有着一定的现实意义 [1]。 再生制动制动能量回收,它的主根本理论依据来源于电磁感应原理,主要利用电机转速的变化引起的电磁效应的变化在汽车减速或制动的同时将车辆减速时将一部分动能转化为电能,这部分转化来的电能被存储起来,继续供汽车使用,从而提高电动汽车的续航能力。 1 再生制动能量回收系统结构原理 电动汽车制动能量回收系统是指汽车减速制动时,通过与驱动轴相连的能量转换装置将一部分机械能转化成其它形式的能量,并将转化的能量储存在储存装置中,如各种蓄电池、超级电容和高速飞轮,以供给电动汽车使用[1]。 电动汽车的能量转换装置为电机,储能装置为蓄电池。制动能量回收即是电动汽车制动控制系统通过对相关功率器件开关状态的控制,使具有可逆作用的发电机/电动机的转速、转矩大小与方向发生改变,以此产生的电池效应实现汽车动能与电池电能的转变,当汽车开始制动减速时,电机以发电机的形式工作而生成电能,起到给电池充电的效果,增加续驶里程。 电动汽车制动能量回收时,电机工作于再生制动运行状态,在制动能量回收过程中,驱动轮通过主减速器以及变速箱带动发电机/电动机一体机(ISG)旋转,此时发电机/电动机一体 机(ISG)作为电动机使用,由此产生的交流电先经AC/DC转换器转换为直流电,产生的直流电再经过DC/DC使其变为设计要求的电流状态,以电能形式经过转换器存储到超级电容中[3].

三相异步电动机能耗制动课件

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路 为了避免较大的反接制动电流,三相交流异步电动机常采用能耗制动控制线路。能耗制动是指电动机在刚切除三相电源后,立即在定子绕组中接入直流电源产生一固定磁场,使转动着的转子切割固定磁场的磁力线产生制动力矩,使电动机的动能转换成电能并消耗在转子上的制动的方法。能耗制动按接入直流电源的控制方法,有时间原则控制和速度原则控制,相应的控制元件为时间继电器和速度继电器。

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路 (1)按时间原则控制的单向运行能耗制动线路 下图为三相交流异步电动机按时间原则控制的单向运行能耗制动线路,在电动机正常运行时,若按下停 止复合按钮SB1,接触器KM1线圈断电释放,电动机 脱离电源,同时KM2线圈、通电延时型时间继电器KT 线圈通电并自锁,直流经KM2的主触点接入定子绕组,建立固定磁场,进入能耗制动,当KT整定值到达时, 其延时断开常闭触点断开,切断KM2线圈回路,使 KM2和KT释放,能耗制动结束。线路中电阻Rp用于调 节直流制动电流,直流电流越大,制动力矩就越大, 但电流太大会对定子绕组造成损坏,一般根据要求可 调节其为电动机空载电流的3—5倍。

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路

1.12 三相鼠笼式异步电动机能耗制动控制线路 (2)按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路。 下图为三相交流异步电动机按速度原则控制的可逆运 行能耗制动控制线路。 合上电源开关QS,根据工作需要按下正转或反转起 动按钮SB2或SB3,相应接触器KM1或KM2线圈得电并 自锁,电动机正常运行。此时速度继电器的正转或反 转触点KV1或KV2闭合,为停车接通KM3实现能耗制动 作准备。停车时,按下停止按钮SB1,KM1或KM2失 电,电动机定子绕组脱离三相交流电源。当SB1按到底 时,KM3线圈得电并自锁,电动机定子接入直流电源 进行能耗制动,电动机转速迅速下降,

逆变器_电机系统能量回馈制动问题研究

第19卷第12期 上海铁道大学学报 Vol.19,No.12 1998年12月 J OURN AL OF SHA NGHAI TIEDAO UNIVERSITY Dec.,1998 逆变器电机系统能量回馈制动问题研究 万 艳 徐国卿 陶生桂 (上海铁道大学电气工程系,上海200331) 摘 要 对逆变器电机系统制动过程的有关能量转换的物理本质进行了阐述;提出了在系统设计阶段制 动工况下能量回馈的性能计算的方法,并进行了仿真计算。 关键词 逆变器,能量反馈,制动 分类号 TM464;TM343.3 在铁道干线及城市轨道交通领域,交流传动得到了前所未有的重视。异步牵引电动机作为动力执行单元,需要运行在牵引工况(将电能转化为机械能)或制动工况(将机械能转换为电能)下。这两种工况通过逆变器控制来实现。当逆变器提供的频率所对应的电机同步转速高于电机运行转速时,电机工作于电动(即牵引)工况;当前者低于后者时,电机工作于发电状态(一般称为制动工况)。逆变器电机系统可以回馈电能。在内燃机车交流传动系统中,这部分回馈的能量无法回馈到内燃机一端,因此需要中间直流支路配以制动电阻将其消耗。在电力机车车辆中,出于网压限制与安全性的考虑,大都采用(或配备)电阻制动单元。 本文着重讨论逆变器电机系统的能量回馈制动过程的物理本质及其制动工况的性能计算等。 1 逆变器电机系统在制动工况下的能量转换问题 逆变器电机进行制动时,电机的能量流程可用图1所示的功率流向图[1]来表示: 图1 电机能量流向图 图1中,P1为制动工况下电机的轴端输入功率;P 为机械损耗功率;P 为附加损耗功率;P cu2为转子铜耗功率;P cu1为定子铜耗功率;P fe为电机铁芯基本损耗功率;电机输出功率为P2。则有: P2=P1-P -P -P cu2-P cu1-P fe= (P1-P -P -P cu2)-P c u1-P fe=P e m-P cu1-P fe(1)式中:P e m为电机电磁功率。 电机电磁转矩为:M em=P em/ 1(2)式中: 1=2 n1/60=2 f1/p 电机轴端输入机械转矩为:M1=P1/ (3)式中: =2 n/60,n为电机转速,r/min 21

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