矢量变频器系统在混合动力电动汽车中的应用
基于DSP的混合动力汽车永磁同步电机的矢量控制系统
基于DSP的混合动力汽车永磁同步电机的矢量控制系统夏若飞;祝龙记;朱红;陆康【摘要】为了使混合动力汽车的永磁同步电机获得快速的转速响应和稳定的静态特性，介绍了一种基于数字信号处理器（DSP）的矢量控制方案，将矢量控制方法引入电动汽车的电机控制中，改善了系统的动态性能和静态性能。
系统仿真和实验结果表明，这种矢量控制系统动态和静态性能好，可以满足混合动力电动汽车对控制系统的要求，达到了预期的设计目标，使永磁同步电机获得了快速的转速响应和稳定的静态特性。
%In-this-paper,for-achieving-fast-speed-response-and-stabily-statical-characteristics-in-permanent-magnet-synchronous-motor,a-vector-control-system-based-on-digital-signal-proces-sor-(DSP)-is-introduced.-The-vector-control-is-embedded-into-the-control-systerm,and-the-math-ematical-mode-and-driving-principle-is-given.-The-simulation-and-experiment-result-show-this-vector-control-syserm-is-highly-dynamic,meeting-the-requirements-of-control-system-for-hybrid-electric-vehicles,achieving-the-desired-design-goals,making-the-permanent-magnet-synchro-nous-motor-gets-fast-speed-response-and-stabily-statical-characteristics.【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P79-82)【关键词】电动汽车;矢量控制;数字信号处理器(DSP);永磁同步电机【作者】夏若飞;祝龙记;朱红;陆康【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】TP271+.51 前言由于当今社会所面临的能源和环境双重压力，要求人类必须更加合理的利用能源，减少污染气体的排放，因此开发新能源汽车得到了全世界的关注[1]。
矢量控制在电动机控制系统中的应用
矢量控制在电动机控制系统中的应用电动机是现代工业中常用的动力设备，广泛应用于汽车、机械、电力等领域。
为了实现对电动机的精确控制和高效运行，矢量控制在电动机控制系统中的应用得到了广泛关注和研究。
一、矢量控制概述矢量控制是一种通过对电动机电流和磁通的直接控制，实现对电动机转速和转矩精确控制的方法。
与传统的感应电机控制方式相比，矢量控制能够更加准确地控制电机的转速和转矩，并且在低速和零速运行时依然能够提供较高的转矩输出。
在矢量控制中，需要通过对电动机的输入电流进行独立控制。
通过测量电动机的电流和磁通，可以将电机的矢量表达为速度和转矩分量。
通过调整控制电流和磁通的幅度和相位，可以实现对电动机的准确控制。
二、矢量控制的优势1. 高效可控性：矢量控制能够实现对电动机的高效控制，可以在各种工况下实现精确的转速和转矩控制。
尤其在低速和零速运行时，能够提供较高的转矩输出，适用于许多需要高启动转矩的场合。
2. 响应速度快：矢量控制能够实时调整电机的电流和磁通，使得电机能够快速响应控制指令。
这在需要频繁调整工作状态的应用中尤为重要，如机器人、CNC加工设备等。
3. 能耗低：矢量控制能够实现对电动机的精确控制，避免了传统控制方式中产生的能量损耗。
通过提高控制精度，减少能量的损耗，节约了能源并降低了环境的压力。
三、矢量控制的应用领域1. 汽车工业：矢量控制在电动汽车和混合动力汽车中得到了广泛应用。
通过对电动机转速和转矩的精确控制，可以提高汽车的驱动性能和能效，实现更好的车辆加速性能和自动换挡控制。
2. 机械制造：在机床、印刷机、纺织机械等领域中，矢量控制在电机的运动控制中起到了重要作用。
通过对电机的精确控制，可以提高机械设备的定位精度和运动平稳性，提高生产效率和产品质量。
3. 电力工业：矢量控制在电力系统中的应用主要集中在变频调速领域。
通过对电动机的矢量控制，可以实现电力系统的节能运行，提高电动机的效率，并且可以应对电力网络的不稳定性。
变频器技术在电动汽车中的应用研究
变频器技术在电动汽车中的应用研究随着科技的进步和环保意识的增强，电动汽车越来越受到人们的关注和青睐。
而作为电动汽车的核心装置之一，变频器技术在其中发挥的作用也越来越重要。
本文就来介绍一下变频器技术在电动汽车中的应用研究。
一、变频器技术概述变频器技术是一种能够控制电机旋转速度的电子装置。
它将直流电源转换成能够控制交流电机转速的交流电源。
通过以定量方式改变输出电压和电频来调节电动机的运转，以达到驱动电动汽车的目的。
在电动汽车中，变频器技术是驱动电机的核心技术，控制电动机的速度和扭矩，以满足汽车行驶所需要的各种工况，如起步、加速、行驶、超车等。
二、变频器技术在电动汽车中的应用1. 高效节能相比于直流电机，交流电机更加高效，且交流电机的效率随着转速的变化而变化。
而变频器技术可以通过控制交流电机的频率和电压，使其保证在各种转速下都运行在最佳状态，从而提高电机效率，减少能源消耗。
2. 驾驶平稳电动汽车的启动和加速必须考虑到驾驶的平稳性，而变频器技术正是能够实现驾驶平稳性的关键所在。
通过控制交流电机的频率和电压，使得汽车在不同的车速下都能实现驾驶平稳，避免由于启停时的冲击和剧烈加速时的抖动等问题。
3. 负荷适应能力强在电动汽车行驶过程中，常会遇到路况不同、负荷变化、载重不同等因素引起的电机负载突变问题。
变频器技术能够有效地适应各种负荷变化，将电流调节得适当，使电动机保持稳定运行。
4. 兼容性强在电动汽车中，变频器技术既能支持三相异步电机，也能支持永磁同步电机，且适用于不同型号、不同品牌的电动机。
这使得汽车制造商在生产时可以灵活选择不同的电动机和变频器，以满足不同用户需求。
三、变频器技术发展趋势1. 集成化趋势随着电动汽车的进一步发展，变频器技术将朝着集成化趋势发展，将变频器与电机、电控等系统进行集成，以提高整体的性能和效率。
2. 数字化趋势目前，电动汽车中的变频器技术已经具备了数字化的设计和制造能力，这意味着它可以更好地实现功率控制和故障诊断，提高了电动汽车的可靠性和安全性。
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。
变频器在电动车辆中的高效驱动
变频器在电动车辆中的高效驱动随着环保意识的增强和新能源汽车市场的蓬勃发展，电动车辆已经成为未来出行的重要选择。
电动车辆的核心部件之一是电机驱动系统，而变频器作为电动车辆电机的驱动器，在提高车辆性能和效率方面起着关键作用。
本文将探讨变频器在电动车辆中的高效驱动技术。
一、变频器的基本原理变频器作为变换电源频率和控制电机工作的装置，通过改变电机的供电频率与电压来调节电机转速和扭矩。
变频器通常由整流器、逆变器和控制电路组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，逆变器将直流电源转换为交流电源，并通过控制电路对电机供电频率和电压进行调节。
二、变频器在电动车辆中的作用1.提高驱动效率：传统的电动车辆驱动系统通常将电机与电池直接连接，电机只能以电池电压的固定频率、固定电压工作。
而使用变频器可以根据路况和驾驶需求实时调节电机的工作频率和电压，提高驱动效率并降低系统能耗。
2.提高动力响应：变频器可以实现电机的快速启停，通过调节电压和频率，可以使电机立即达到额定扭矩，提高电动车辆的动力响应能力，提升驾驶体验。
3.增强能量回收：电动车辆在制动或行驶过程中会产生大量的能量，传统的驱动系统并不能充分回收和利用这些能量。
而变频器可以通过控制电机的电磁制动和能量回收功能，将制动时产生的能量转化为电能储存在电池中，提高能源利用率。
4.优化驱动系统控制：利用变频器的控制功能，可以实现对电机转速、扭矩、加速度等参数的精确控制。
通过智能化的控制算法，可以使电动车辆在不同路况下实现最佳的驱动性能和能效。
三、变频器在电动车辆中的应用案例目前，变频器在电动车辆领域的应用已经取得了一系列成功。
例如，某电动汽车制造商在其新车型中采用了先进的电机驱动系统，其中的变频器能够根据驾驶情况和车辆需求动态调节电机的输出频率和电压，从而实现车辆动力的优化和能量的高效利用。
这一技术的应用不仅提升了车辆的性能，还延长了电池的寿命。
四、变频器在电动车辆中的挑战和未来发展虽然变频器在电动车辆中的应用带来了一系列的好处，但同时也面临一些挑战。
【汽车行业类】矢量变频器系统在混合动力电动汽车中的应用
（汽车行业）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且且和发动机混合驱动能够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之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。
我国也已和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；机电壹体化技术的兴起和发展，为燃油汽车这壹典型的机械产品向机电壹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壹体化配置模式，控制方法，仍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，国家已创造了壹个良好的政策环境、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,且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和检验，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壹种在陆地露天运行、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，仍要保证司乘人员的舒适和安全。
PMSM矢量控制系统在PHEV中的应用_张京明
Application of PMSM vector control system in PHEV
Zhang Jingming1 ，Ren Dianbo1 ，Niu Xiaojing1 ，Cui Shumei2
( 1． School of Automobile Engineering，Harbin Institute of Technology at Weihai，Weihai，Shandong 264209 ，China; 2． School of Electrical Engineering and Automation，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang 150001，China)
， 如图 1 所示．
( 6)
图 1 PMSM 的向量图 Fig． 1 PMSM vector diagram
( 7) ωe = ωm pn ， 式中 T e 为电磁转矩; T L 为 负 载 转 矩; B 为 粘滞 摩擦
第2 期
张京明等: PMSM 矢量控制系统在 PHEV 中的应用
159
因数; J 为 转 动 惯 量; p n 为 极 对 数; ω e 为 电 机 角 速 度; ω m 为机械角速度．
槡
dOq 轴的转矩方程为 Te = 3 3 p ( i － q i d ) = p n［ f + 2 e d e 2 ( L d － L q ) i d］ iq ， 式中 T e 为电磁转矩． 电机运动的数学模型为 d ω m ( T e － T L － Bω m ) = ， dt J ( 5)
Abstract : In order to make fully use of the electric motor in the PHEV， PMSM mathematical model is established and vector transformation method is used to achieve current direct decoupling control in both torque component and excitation component． This method controls the torque of PMSM effectively，and makes AC motors comparable with DC motors． Two kinds of PMSM vector control mode that fits for HEV are proposed，and different driving speeds are compared． MATLAB / SIMULINK simulation model based on above analysis is established． The results show that the control system is fast in response，has little fluctuations in output parameters and high efficiency． The vehicle has good dynamic characteristics and high recovery rate of braking energy，and the fuel economy is improved． Key words: hybrid electric vehicle; vector control; PMSM; mathematical model; simulation 虽然电动汽车 具 有 很 多 优 点， 但是 由 于电池技 术的瓶颈以及充电设 备 不 完 善 等 原 因， 仍 不 能取 代 传统的燃油动力模式， 而 混合动力 作为 一 种 汽车工 业的新技术， 是目 前 清 洁 动力汽车中 最 具 产 业 化和 市场化前景的车型， 已 成 为 国 内 外 汽车 发 展 的 新 热 ［1 － 2 ］ ． 点 电机 系统 作为 混合动力汽车的 一 个 子系统， 在 混合动力汽车中 起 着 至 关 重要 的 作 用， 对其 进 行研 究具有重要的理论 和 现实 意义． 永磁 同 步 电机 具 有 ［3 ］ 高效、 高功 率 密 度 以 及 良 好 的 调 速性能 ， 正 逐步 成为混合动力汽车传动中所使用的首选电机． 目前， 虽然对永磁同步电机的 应 用 研究 十 分 活 跃， 但在混
矢量控制在电动汽车中的应用
矢量控制在电动汽车中的应用电动汽车作为新能源汽车的代表，具有环保、经济、低噪音等优点，受到越来越多消费者的青睐。
其中，矢量控制技术的应用使得电动汽车具备出色的驾驶性能和操控效果，成为推动电动汽车发展的关键技术之一。
一、矢量控制技术简介矢量控制技术，即电机矢量控制技术，是指通过对电机的电流和电压进行精确控制，实现对电机各个参数的精确调节，从而达到最佳的驱动效果。
与传统的电机驱动技术相比，矢量控制技术可以实现对电机转矩、速度和位置等参数的精确控制，提高电机的响应速度和控制精度。
二、矢量控制技术在电动汽车中的应用1. 动力系统优化矢量控制技术可以使电动汽车的动力系统更加高效。
通过对电机的转矩和速度进行精确控制，可以实现电动汽车在不同驾驶工况下的最佳动力输出，提升整车的加速性能和行驶稳定性。
2. 制动系统改进矢量控制技术可以改进电动汽车的制动系统。
通过对电机的电流和电压进行精确控制，可以实现电动汽车的回馈制动，即将电动机作为发电机，将制动能量回馈给电池，提高制动效率，延长电池寿命。
3. 车身稳定性提升矢量控制技术可以提升电动汽车的车身稳定性。
通过对电机的转矩分配和控制，可以实现电动汽车的主动力矩分配，使得左右两侧的电机实现差速控制，进而实现转向力的调节和车辆的稳定性控制。
4. 能量回收利用矢量控制技术可以实现电动汽车的能量回收利用。
通过对电机的控制，将制动回馈的能量存储到电池中，再利用这部分能量供电给电机，以减少电池的充电次数，提高能量利用率，延长整车的续航里程。
三、矢量控制技术面临的挑战和发展方向尽管矢量控制技术在电动汽车中的应用带来了许多优势，但也面临一些挑战。
首先，矢量控制技术的实现需要对电机的控制算法进行优化和改进，以提高控制精度和响应速度。
其次，还需要解决电机驱动系统的热管理问题，以确保电机长时间高效工作而不发生过热现象。
未来，矢量控制技术在电动汽车中的发展方向主要包括以下几个方面。
一是继续提高电机的控制精度，通过改进控制算法和硬件设计，实现更高的转矩精度和动态响应性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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340A2 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。