一种再生制动控制电路的设计
升压斩波(boost+chopper)电路设计
电力电子技术课程设计报告题目：升压斩波（boost chopper）电路设计学院：专业：学号：姓名：指导老师：时间：目录前言******************************************************* ****2MATlAB仿真设计***********************************************6硬件实验******************************************************* **14参考文献******************************************************* **19附录一设计任务书*************************************20 附录二PROTEL简介****************************************21 附录三MATLAB简介****************************************24升压斩波电路（Boost Chopper ）设计 一、前言1.Boost Chopper 工作原理：图 1.1升压斩波电路图图 1.1中假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I 1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压u o 为恒值，记为U o 。
设V 通的时间为t o n ，此阶段L 上积蓄的能量为E I 1t o nV 断时，E 和L 共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为t o f f ，则此期间电感L 释放能量为()o f f o t I E U 1- 稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等()off o on t I E U t EI 11-=化简得：E t T E t t t U offoffoffon o =+=（1）1/≥off t T ，输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。
电机驱动与再生制动工作原理与控制
研究 内容
最大回馈效率控制 检测车辆行驶阻力，对电枢 电流进行控制。此控制方式回收 能量最多，但车速也是按照抛物 线规律下降，且制动距离较长。
恒定充电电流控制 通过对电枢电流控制，保证恒 流充电。但电机会获得一个变化 的制动力矩，不符合驾驶习惯， 且随车速降低，实现能量回收是 以降低充电电流限定值为代价。
3 个电人机简再介生制动工作原理-恒定回馈电枢控制
4 控个制人器简硬介件电路-整体结构
4
个控制人器简硬介件电路-功率驱动电路
三相半桥式、三相全桥式、C-Dump式、H桥式、四开关式
4 个控制人器简硬介件电路-某开发板
4 个人控简制介器硬件电路-单片机/DSP？
4 个控人制简器介硬件电路-MOSFET参数与结构
2 个人电简机介工作原理-驱动
3 个电机人再简生介制动工作原理-BOOST升压
3 电个机人再简生介制动工作原理-斩波控制
图2.5 一个 PWM 调制周期内电流波形
ua
ub
uc
Raia Rbib Rcic
La Lb Lc
dia
dt dib
dt dic
dt
ea eb ec
3 个人电简机介再生制动工作原理-半桥调制 调制方式主要有两种：半桥调制和全桥调制
3 个人简电介机再生制动工作原理-充电 调制方式主要有两种：半桥调制和全桥调制
3 个人电简机介再生制动工作原理-全桥调制 调制方式主要有两种：半桥调制和全桥调制
3 个人电简机介再生制动工作原理-半桥调制换相
3 个人电简机介再生制动工作原理-半桥调制换相
CN中断结束
5 个软人件简编介程-换向OVDCON
新能源车辆制动系统方案范本（四篇）
新能源车辆制动系统方案范本____年新能源车辆制动系统的方案第一部分：电动汽车制动系统1. 制动能量回收技术由于电动汽车在行驶过程中存在能量损耗的问题，制动能量回收技术成为了一项重要的创新内容。
通过引入制动能量回收装置，将制动时产生的能量转化为电能储存起来，以供驱动电动汽车使用。
这种技术不仅提高了能源利用效率，也减少了对电池的依赖，延长了电池使用寿命。
2. 制动力分配系统由于电动汽车的动力系统与传统车辆存在一定的差异，制动力分配系统需要进行相应的调整。
根据电动汽车的动力性能和质量分布等因素，合理分配前后轮制动力，提高制动效果和稳定性，并减少制动过程中的能量损耗。
3. 制动辅助系统为了提高电动汽车的安全性和稳定性，制动辅助系统也需要进行改进。
包括提供制动效果的预警系统、自动刹车系统等，以确保驾驶员在遇到紧急情况时能够及时做出反应并减少事故的发生。
第二部分：氢燃料电池汽车制动系统1. 高效制动液氢燃料电池汽车的制动系统液压系统对制动液的要求更加严格，需要使用高效制动液。
这种制动液具有较高的沸点和阻尼性能，能够更好地适应高速制动和长时间制动，提高制动稳定性和耐久性。
2. 制动力调整系统氢燃料电池汽车的动力系统与传统汽车有所不同，制动力调整系统应根据氢燃料电池汽车的特性和行驶状态进行调整，以提高制动效果和稳定性。
3. 制动信号传输系统由于氢燃料电池汽车使用的是电子制动系统，制动信号传输系统也需要进行改进。
采用更先进的传输技术，确保制动信号的准确传输，提高制动反应速度和安全性。
结论：随着新能源汽车的快速发展，制动系统作为汽车安全的核心保障之一，也需要进行相应的创新和改进。
____年的新能源汽车制动系统方案包括电动汽车制动系统和氢燃料电池汽车制动系统，通过引入制动能量回收技术、制动力分配系统和制动辅助系统等新技术，提高制动效果、稳定性和安全性，推动新能源汽车的进一步发展。
新能源车辆制动系统方案范本（二）____年新能源车辆制动系统方案一、引言二、背景分析1. 新能源车辆市场需求增加：随着环境保护要求的提高和汽车市场的竞争加剧，新能源车辆的市场需求有望继续增加。
混联式电动汽车再生制动系统试验台设计
摘要电动汽车的再生制动，就是利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。
对于感应电机来说，电气制动有反接制动、直流制动和再生制动等。
其中，能实现将刹车过程中能量回收的只有再生制动，其本质是电机转子的转动频率超过电机的电源频率，电机工作于发电状态，将机械能转化为电能通过逆变器的反向续流二极管给储能装置充电。
本文简要介绍再生制动系统的种类及其发展过程，分析了国内外再生制动系统的研究动态及发展趋势，掌握其原理，设计出一台再生制动系统试验台。
试验台主要通过一个无级变速装置实现传动比的改变，配合其他装置，实现能量回收。
其中，对核心装置，使用CAD画出其原理图，并使用CATIA等三维软件进行建模。
本文最后对自己所做工作进行总结，探讨了设计方案中可能存在的问题，并对下一步的工作进行了展望。
关键词：再生制动系统、试验台、无级变速器、模型周勐：混联式电动汽车再生制动系统实验台设计AbstractElectric vehicle regenerative braking, reverse torque developed is the use of electric braking of the motor vehicle to slow down or stop. For induction motor, the electric braking is dc braking and regenerative braking, reverse connect braking, etc. Which can achieve the braking energy recovery is only in the process of regenerative braking, its essence is the power of the motor rotor rotational frequency over the frequency, the motor working in power state, convert mechanical energy into electrical energy through the inverter the reverse of the fly-wheel diode recharge energy storage device.This paper briefly introduces the kinds of regenerative braking system and its development process, and analyzes the domestic and foreign research status and development trend of regenerative braking system, master the principle, design a regenerative braking system test bench. Test stand is mainly achieved by a stepless speed change device transmission ratio of the change, cooperate with other devices, to achieve energy recovery. Among them, the core device, use CAD draw its principle diagram, and using CATIA three-dimensional modeling software. Finally to summarize their work, this paper discusses the design scheme of the problem4, and the further work is prospected.Key words: Regenerative braking system, test bench, stepless transmission, model目录摘要 (I)ABSTRACT (II)引言 ................................................ 错误！未定义书签。
电动汽车再生制动系统的设计
电动汽车再生制动系统的设计随着环保意识的增强和可再生能源的广泛应用，电动汽车作为一种清洁能源交通工具正逐渐成为主流。
电动汽车再生制动系统的设计是电动汽车技术领域中的一个重要问题，它可以有效地提高能源利用效率，并且对车辆的行驶安全也有着重要的意义。
一、再生制动原理电动汽车再生制动系统是通过将车辆制动能量转化为电能并进行回馈，以减少能量的损失和浪费。
当车辆制动时，再生制动系统会通过电机将运动的车辆能量转化为电能，并将其发送到电池储能系统中，以实现能量的回收和再利用。
这种技术可以最大限度地减少制动时产生的热量，并且在制动过程中增加电池的充电效率。
二、再生制动系统的主要组成1. 制动能量回收装置：包括电机、逆变器和能量管理系统。
电机负责将制动时产生的机械能转化为电能，而逆变器则负责将电能转化为可储存的电源，并通过能量管理系统进行控制和分配。
2. 储能系统：主要由电池组成，负责接收、储存和释放能量。
电池的种类多样，如锂离子电池、镍氢电池等，选择适合的电池类型和规格是实现有效能量回收的关键。
3. 控制系统：包括制动力控制器和能量管理系统。
制动力控制器根据车速、制动力需求等信息对电机进行控制，确保制动性能的稳定和安全；能量管理系统则负责监控和控制电池的充电和放电过程，以保障电池的寿命和性能。
三、再生制动系统设计要点1. 制动力的精确控制：制动力的控制是电动汽车再生制动系统中至关重要的一环。
通过准确计算电机的参数和电气控制策略，实现制动力的精确控制，可以避免制动力过大或过小带来的安全隐患。
同时，还需要考虑车辆质量、速度等因素的综合影响，对制动力进行校准和优化。
2. 能量回收的效率提升：为了提高再生制动系统的效率，需要选用高效的电机和逆变器，并通过电路拓扑结构的优化，减小转换过程中的能量损失。
此外，还可以采用多级回馈和并联回馈的方式来提高能量回收的效率，尽量减少能量转化过程中的浪费。
3. 电池的合理管理：电池是能量储存和释放的核心部件，对电动汽车再生制动系统的性能和寿命有着重要影响。
三相异步电动机的制动控制
三相异步电动机的制动控制制动：就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。
制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。
机械制动：利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。
机械制动常用的方法有：电磁抱闸和电磁离合器制动。
电气制动：电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。
三相交流异步电动机常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
一、反接制动1.反接制动的方法异步电动机反接制动有两种，一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动，这种方法不能准确停车。
另一种是依靠改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法。
反接制动的优点是：制动力强，制动迅速。
缺点是：制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，制动能量消耗大，不宜经常制动。
因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大，不经常启动与制动的场合。
2.速度继电器（文字符号KS）速度继电器是依靠速度大小使继电器动作与否的信号，配合接触器实现对电动机的反接制动，故速度继电器又称为反接制动继电器。
感应式速度继电器是靠电磁感应原理实现触头动作的。
从结构上看，与交流电机类似，速度继电器主要由定子、转子和触头三部分组成。
定子的结构与笼型异步电动机相似，是一个笼型空心圆环，有硅钢片冲压而成，并装有笼型绕组。
转子是一个圆柱形永久磁铁。
速度继电器的结构原理图速度继电器的符号速度继电器的轴与电动机的轴相连接。
转子固定在轴上，定子与轴同心。
当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。
当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原。
常用的感应式速度继电器有JY1和JFZ0系列。
JY1系列能在3000r/min的转速下可靠工作。
基于车辆再生制动的集能型制动器设计
基于车辆再生制动的集能型制动器设计摘要：集能型制动器是利用电磁力制动并且储存电能的装置。
该装置是在车轮的内侧安装缠绕线圈的转子，并在车体上固定磁铁，确保刹车时线圈闭合，转子旋转从而带动线圈做切割磁感线运动，进而产生制动力进行刹车。
此过程产生的能量则通过储能装置收集，从而达到快速、节能的制动效果。
关键词：再生制动集能型能源中图分类号：u469.7 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-120-021 引言目前，环境问题和能源问题是国民经济发展的关键，是提高国民生活质量的重要因素，解决环境问题，节省能源是近年来国内外学者的研究热点。
交通运输工具是国民生活中不可或缺的重要因素之一。
因此，国内外学者对交通运输工具的节能减排技术非常关注，对车辆的能量回收技术非常重视。
各种车辆在制动过程中均消耗大量能量，通过能量守恒定律，将车辆的动能转换成电能回收，即可消耗车辆动能，使得车辆的速度下降甚至停车，又可将车辆的动能有效地转换成电能等可利用能源，供其它设备使用，有效提高能源的利用率。
再生制动是一种反馈制动，目前主要使用在汽车或铁路列车上。
传统的制动方式是把车的动能通过摩擦直接转化成热能，从而降低车速。
再生制动则是在制动过程中，把车辆的动能转化成电能或其他可再利用能源的形式并储存起来为其他设备提供能源，实现能源的再利用。
2 国内外研究状况国外再生制动技术的研究时间比较早而且比较深入，除了大量的理论研究成果，实车应用技术也比较成熟。
国内再生制动技术研究目前处于起步阶段。
各高校、汽车厂商、科研院所都在这一领域进行研究并有了初步成果，但是大部分研究都停留在理论分析和建模仿真阶段，实车应用不多。
所以此技术在国内具有很大的发展空间。
3 再生制动能量储存装置再生制动能量储存装置的设计方案较多，常用的形式主要有飞轮、液压储能、电化学储能等几种形式。
不同的设计方案，优缺点不同。
飞轮储能系统结构简单、能量损耗小，但体积大、储能不易久存、能量输出的时效性较差而且安全性没有保障；液压储能系统结构紧凑、可持久存储电能、能量输出灵活易控制、安全性较好，但系统结构复杂、储能过程中能量损耗大；电化学储能系统体积小而轻、可持久储能、能量输出迅速而易控制，但系统结构复杂、制造成本相对较高。
再生制动技术
轨道车辆再生制动技术班级：车辆91姓名：宋清华学号：09015017一、目前我国城市轨道车辆制动方式城市轨道车辆不同于铁路传统干线客车，它有其自身特殊的性质。
铁路传统干线客车属于动力集中牵引形式，牵引动力只能由机车提供，而制动则是由机车和车辆的空气制动机来完成，属于自动式空气制动。
并且干线铁路客车运行时停车站间距都比较大（一般情况下普通旅客列车站间距大约在30-70公里，特快旅客列车站间距一般在200-400公里），起动和制动不是很频繁。
其能量主要是用来克服列车运行中的阻力。
能量利用率较高，降低能量也比较困难。
但是城市轨道车辆的运行情况则不然。
城市轨道车辆运行的线路一般站间距都很短，一般是一公里至几公里不等。
由于站间距短，列车的起动和制动都很频繁。
所以，大部分电能是用来提高列车的机械能，而客服列车运行基本阻力的能量所占比率较低。
不难看出，由于城市轨道车辆运行的特殊性，其列车制动系统也不能简单的照搬干线铁路客车的制动系统模式。
而应该是一套操纵灵活，作用迅速，停车平稳、准确和制动力大的一整套复杂的联合制动系统。
为了满足上面提出的要求，近年生产的城市轨道车辆的制动系统都是采用了以电制动为主，空气制动为辅的电空联合制动方式。
列车实施常用制动时，首先进入电制动工况，降低列车运行的速度。
由于低速时的制动力控制起来较为困难，当列车的速度很低时切除电制动，最后通过空气制动，实现对标停车。
而紧急制动时，仅仅是空气制动起作用。
其制动模式与高速动车组的制动形式相类似。
由于城市轨道车辆是由直流600V、750V或者1500V接触网提供电能而驱动列车的，它的动车装有数台牵引电机，这就为采用电制动提供了基本条件。
电制动有再生制动和电阻制动两种形式：再生制动时将列车的动能通过牵引电机（牵引电机工作于发电工况，产生制动转矩）转化成电能，在其反馈电压高于电网电压时，反馈给电网，供给同一供电臂内其他列车使用。
当发电机发出的电能电压低于网压或者网压超出额定上限值不允许反馈时，则无法馈送到电网上去，这部分电能则要通过电阻变成热量散失到大气中，这就是电阻制动。
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一种再生制动控制电路的设计
一种再生制动控制电路的设计
摘要：给出一种泵升电压控制电路的设计方法，将能量再生回馈到电网。
同时给出了主电路、控制电路、主要参数的计算方法及相关波形。
关键词：能量回馈；再生制动；同步控制
1引言
一般情况下,伺服系统主电路结构如图1所示。
能量是由电网经整流器、滤波器、逆变器等传输到电动机的。
当电动机工作于发电状态，即电动机快速制动或者带位势负载时，能量的传输需要反向，能量将在滤波电容上累积，产生泵升电压，如果泵升电压过高，会威胁系统的安全。
控制泵升电压最简单的方法是：泵升电压产生后，在直流母线之间接通一个能耗电阻，将能量释放。
如果电动机制动频繁或长期带位势负载运行，则能量浪费严重；同时，由于电阻发热，导致环境温度升高，将会影响系统的可靠性。
本文设计的这个电路，可以很好地解决这一问题。
2系统工作原理概述
将图1中的三相不控整流器换为可控变流器，并在三相电源输入端串入三个高频扼流电抗器，用以抑制可能产生的双向（电网 伺服系统）电磁干扰，以及在变流器工作于逆变状态时，起到等效直流电抗器的作用，如图2所示。
当电动机工作在电动状态时，可控变流器的大功率开关器件S1～S6全部处于关断状态，而6个续流二极管构成三相不控桥式整流器，工作状况同图1。
当电动机工作在发电状态时，则逆变器工作于整流状态，而可控变流器工作于逆变状态，使电动机工作在再生制动状态。
这时滤波电容贮能，直流母线电压升高，在超过电网线电压值后，二极管D1～D6反向阻断；当直流母线电压继续升高，超过设定的上限允许值UdH时，变流器开始工作，将直流母线上的能量逆变回馈电网。
此时，高频扼流电抗器将平衡直流母线电压和电网线电压之间的差值，以保证逆变状态的
图2回馈变流器主电路
图1一般伺服系统主电路结构
图4电流检测与控制信号产生电路
正常进行。
当直流母线电压回落到下限设定值UdL后，再关闭变流器。
就能量回馈需要考虑的问题有：
1）回馈电流必须满足回馈功率的要求，同时不能大于逆变器所允许的最大电流；
2）只有当直流母线电压高于设定值时，才能启动逆变器进行能量回馈；
3）为了提高回馈功率，尽量在电网电压高时进行回馈，因为如果回馈电流一定，则电网电压越高回馈功率越大。
因此，系统须有电压控制电路，同步控制电路和电流限制电路。
电流和电压的控制由两个迟滞比较器完成，同步控制由同步检测与控制电路完成。
3控制电路设计
3．1电压检测与控制电路的设计
设计电压控制电路的目的是：当电动机工作于发电状态并且使直流母线电压Ud升高到超过设定值UdH后，起动变流器中的开关管，以使直流母线上的能量逆变回馈回电网，迫使Ud回落；当Ud小于另一设定值UdL 后再关闭开关管。
为了避免逆变器过于频繁地起动和关闭，电压控制为滞环控制方式UdL<UdH。
UdL要大于电动机工作在电动状态时可能出现的最高直流母线电压，即必须考虑电网电压的波动。
设三相电网电压波动为±15％，经整流后，直流母线上可能出现的最高电压为：UdM=U（1＋15％）×
式中：U为相电压的有效值。
一般情况下，当电网相电压为220V时，可设定UdL=630V，电压滞环控制的环宽为20V，UdH=650V，采用线性光电隔离器NEC200检测直流母线电压，线性地将直流母线电压转换为弱电压信号，作为电压滞环控制器的反相输入。
电压检测与控制电路如图3所示。
Uv作为控制回馈逆变器主开关通断的条件之一。
3 2电流检测及电流控制信号的产生
由于直流母线上的电流和通过变流器开关管的电流以及回馈电网的线电流是相等的，因此只需在直流母线接变流器端装一个LEM电流传感器，就可以检测能量回馈过程中的所有线电流IL。
当IL低于滞环下限ILL时，UI为高电平，允许逆变器开关管导通；当IL高于滞环上限ILH时，UI为低电平，变流器开关管关断。
关断后，在扼流电抗器的续流作用下，能量回馈线电流方向保持不变，变流器中相应二极管续流，直流母线上的电流反向。
因此需要对LEM输出的电压信号整流，得到能量回馈的线电流反馈信号Iv，Iv作为控制回馈逆变器主开关通断的条件之二。
电流检测及电流控制电路就是由电流传感器电路、精密整流电路和迟滞比较器组成，如图4所示。
3 3相位同步控制电路
变流器工作于逆变状态时，为了获得较大的能量回馈，当回馈线电流一定时，应当尽量在电网的高电压段进行能量回馈。
因此变流器各功率开关器件的开关状态与电网电压的相位应满足如图6所示的同步关系，为此设计了图5所示的同步控制电路。
图5中，ug1～ug6分别为功率开关器件S1～S6的导通允许同步控制信号，将图2和图5中A、B、C对应连接在一起，并将系统接入电网，无论相序怎样变化，图6所示的同步关系不变。
在此同步关系下，理想的相电压和相电流波形如图7所示。
设u1～u6分别为S1～S6的驱动控制信号，高电平导通，低电平关断，驱动控制信号u1～u6可分别由保护信号、电压控制信号Uv、电流控制信号Iv和同步控制信号UTi相与后获得。
图3电压检测与控制信号产生电路
图5同步信号产生电路
图7理想相电压、相电流波形
图6同步输出波形
一种再生制动控制电路的设计
4应用实例分析
在一个DSP控制的同步电机伺服系统中应用时，要求能量回馈功率P=6.5kW，相电压U=220V，变流器的最高开关频率fmax=10kHz，最大允许电流是25A，设定ILH=20A,ILL=10A，UdL=630V,UdH=650V。
4 1扼流电抗器的计算扼流电抗器在此泵升电压控制电路中起很重要的作用。
对它主要有三个方面的要求，即电感量、工作频率和工作电流。
对电感量的要求取决于回馈电流的设定值和变流器额定开关频率。
假设能量回馈过程中，电抗器承受正向电压为：ΔUon=，在ΔUon的作用下，回馈电流由ILL上升到ILH的时间为ton。
每一个电抗器的电感值为L，当IL=ILH时，变流器开关器件关断，则ΔUon=L；ton=L
变流器开关器件关断后的续流过程中，电抗器承受的反向电压值为ΔUoff，在ΔUoff的作用下，电流从ILH 下降到ILL的时间为toff,则ΔUoff=；ΔUoff=L；toff=Lf==；L=；由此可见，电抗器的电感量在UdH、ILH、ILL、L确定后，UdL越小，变流器功率开关的开关频率越高。
当UdL最小、开关频率最大时，需要的电感量最小，此时UdL=××220sin30°=270V为最小值。
电感量的最小值Lmin= 1.34mH。
4 2回馈功率P的估算
当电网电压一定后，回馈功率大小与回馈电流有关，回馈电流为：=；由于三相电压的对称性，能量回馈期间的平均电压为：
U=(ua－ub)d(ωt)=uabd(ωt)=[×Usin(ωt＋)]d(ωt)
=2.34U
则
P=U=2.34U=7.7kW
满足回馈6.5kW的要求。
5结语
通过示波器在上述同步电机伺服系统制动时捕捉到的电压和电流波形如图8所示，与理论分析一致,满足设计要求。
在上述系统中的应用，说明此方法是可行的，有一定的实用价值。
参考文献
[1]赵良炳.现代电力电子技术[M].清华大学出版社.
[2]朱震莲.现代交流调速系统[M].西北工业大学出版社.
[3]李爱文,张承慧.现代逆变技术及其应用[M].科学出版社.
[4]涂从欢.电力拖动系统中能量回馈控制的设计[J].电
气传动,1996(3)。