电动车用无刷直流电机回馈制动控制技术研究

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石惠兴

南京森宇机电科技有限公司,江苏南京 210000

摘要

无刷直流电机低速能量回馈控制制定的基本原理为,针对回馈电流为恒定的要求,在此过程中完成制动,电流在经过功率器件的二极管产生耗损,这也是较的缺点之一,所以在此过程中提出了同步整流技术的能量回馈方式,并且也制定全新的控制方法。此方法主要使用在回馈制动方面与充电阶段,在此过程中能够完成通态压降,以此来减少功率损耗,尽可能地达到高效驱动的目的。


关键词

直流无刷;能量回馈;回馈制动

正文

引言:随着能源供应条件越来越紧张,当前燃油的价格在不断地提升,所以在此过程中使用电能作为汽车的功能将会汽车行业主要的发展趋势。但是目前车用的动力电池储电能力较低,同时充电的时间也比较长,受到此问题的影响,电动车行业的发展也无法得到提升,全面的遏制了电动车的整体发展,但是在实际研究当中是,会用能量回馈方式,可以将电动汽车刹车时的能来全面的回馈给电池,这样一来能够增加动力电池的储能大小,尽可能地延长电池充电之后的形势流程,有着较为现实的意义。

1系统构成

1.1整车动力系统组成

对于电车来说,整车的动力系统都是由蓄电池、直流无刷电机和电机控制器等设备组成。蓄电池是整个车当中主要的电量存储设备,可以为电瓶车的运行提供电能,在设备运行的过程中,同个多个设备的相互配合,可以将产生的直流电转变为设备使用的交流电,以此来带动整车动力系统进行工作。对于整车的动力系统来说,按照实际的要求进行工作开展,通过电池储电来为整个车提供动力,各个设备的相互工作完成对于整车电力系统的转变,使得汽车可以正常地运行。

1.2回馈控制方式的分类

按照回馈的不同方式,将直流无刷的能量回馈分为自然回馈、全桥回馈和半桥回馈三种类型。

1.2.1自然回馈方式

在车辆处于下坡位置的时候,受到重力加速度等因素的影响,其速度在不断地不断地加快,受到车辆本身速度的影响,电机也在不断地不断地加快,电机速度加快,结合直流无刷电机设备运行的特点,其能够将产生的能量直接回馈到电池当中,这样一来完成了电池电量的回馈,对电动汽车的运行效果进行了有效地提升。因此也满足电池自然回馈的状态。

1.2.2全桥回馈方式

在电动汽车的运行过程中,由于其运行与刹车能够产生部分能量,但是刹车的能量可以作为回馈来进行使用,简单来说,在汽车运行过程中,其会完成两种状态的切换,而在对其进行识别后,尽可能地将刹车所产生的能量回馈完成收集,同时用全桥的PWM波形来对能量进行回收,更好的提升养护效果,综合的满足有关的要求,在电路设计过程中并未包含回路,但是能够完成能量的回路馈赠,在一定的周期之内可以满足充电的要求,尽可能的提升电池的续航能力。

1.2.3半桥调制

对于半桥调制来说,其主要在能力回馈的过程中,对于上半桥或者是下半桥来进行调制,以此形成回馈的方式,通过升压斩波将电圈产生和电势能量回馈到电池当中。

在进行制动的过程中,如果保证上半桥电路导通,电路的流向为从a项圈开始向着b项圈流动。而在其余设备的运行当中,按照同样的线路流向完成设计与操作,同样可以完成能量回馈,在电流设备的工作当中,如果不能够形成完整的回路,最终将不会出现相关的能量回路情况,所以在设计回路过程中,根据模式要求完成合适的调整,尽可能地符合各种通路要求,将续流电流方向等按照基础要求完成控制,可以保证回馈电流可以稳定的回收,在半桥回馈运行当中,不仅仅可以使用上半桥的运行方式,同时可以使用下半桥来形成回路完成能量的回收,通过系统操作能够完成模式的自动调整,按照所需要的电流流向来形成能量回路,采用下桥能量回馈的时候,可以将按照情况不同进行模式的划分与安排,这样可以保证不需要使用的线圈可以不参与能量回馈,如此不产生转矩脉动,在各种能量回馈当中,应当结合相关内容进行布置与规划,形成稳定的能量回馈流动效果,在此过程中需要防止出现线圈电流不同的情况,针对产生的转矩脉动噪声问题,有效地进行调整与处理。

2结论

对于各种回馈方式来说,不同的形式有着不同的特点,对于自然回馈来说,这是不受控制的,在电机高速运转的情况下才能够完成能量的回馈,但是此能量回馈较大,各种设备在运行过程中需要考虑长时间工作的状态问题,由于二极管长时间的工作,最终会出现发热的情况。第二对于全桥回馈来说,其不会与第三指导通产生的转矩脉动,对于设备频繁的开关来说,由于长时间工作还是会出现设备过热的情况,设备使用效果会受到影响,而在此方式的回馈当中,电池都要参与在当中进行放电。半桥回馈会产生第三指导通引起的转矩脉动,出现噪音,针对以上各种能量回馈方式特点,为了能够发挥出不同回馈方式的优势,尽可能地减少各种负面效果,所以针对直流无刷电机的能量回馈制动采用相关的策略。

针对三种回馈方式来说,在实际的发展当中按照具体模式开展相关工作,以此来减少二极管上的功率损耗,尽可能的提高回馈效率。在电车正常行驶与运行当中,需要按照实际回馈的方法来对相关的设备进行合理的布置与安排,将电机内容续流的电能通过全桥整流的方式回馈到电池当中,这种算法能够减少使用上下桥方法之间存在的功能损耗,在一定程度上已经降低了电机的噪声。而针对目前的刹车踩脚踏来说,在其进行制动的之后,能够完成能量回馈模式的自动调整和转变,这种算法可以降低转矩得脉动,尽可能的提高回馈的效率,在电机的那种增加半桥回馈控制算法,使用上半桥调制和下半桥调制交替进行,这样算可以降低转矩脉动,同时可以提高能量回馈的效率。根据以上的情况完成系统化的分析,将各种能量回馈的特点和控制策略进行细致化的结合,尽可能的提高能量回馈的,根据实际情况制定全面的管理系统,对于不同情况使用不同的回馈模式,以此来提升电车的整体运行情况,保证控制器的效率以及汽车的行驶里程能够得到较大的提高。

3新型控制方法分析

在目前的能量回馈当中,其存在控制续流阶段与充电阶段,此阶段回馈的电流会流经二极管当中,由于二极管的通态压降低较大,所以回馈的电流也会在逐渐地减少,而在此过程中也会产生较大的功率损耗。为了能够减少回路压降,实现高效的驱动,在此过程中需要对电阻完成合理的操作与控制安排,在制动的时候通态电阻较小的特点,对于回路设计来说,可以对二极管完成电流回路的代替,以此来降低制动时电流回路的压降,尽可能地减少各种功率的损耗,提高能量回馈的系统效率。通过使用全新的系统方案来完成各种问题的实际处理,尽可能地满足相关要求,将二极管进行替换以提升工作状态,按照全新的电路回路系统进行运转,保证能够作为充电回路进行系统化的工作,电流回路要满足实际的条件,提升整体使用效果。

使用全新的控制方法,在充电阶段完成系统化的管理与安排,全面提升能量回馈的效果,将各种设备的运行状态都提升到最高,在充电阶段要对系统的各种部件都完成升级处理,使用二极管虽然能够满足具体要求,但是工作效率会受到一定的影响,所以使用全新的反向电流,保证不会手打偶电磁转矩的制动影响,根据有关的条件来完成具体的分析,不断地对电流条件进行布置与调整,更好地完成快速性和回馈效果的提升,起到整体简单控制的作用,对有关的导通顺序完成简化。仍以A、B指导通时进行制动为例,在0~2π/3的续流阶段,可以调制导通VT6,代替VD6作为续流回路;而充电阶段对应在2π/3~4π/3和4π/3~2π,与续流区间0~2π/3相邻的区间为2π/3~4π/3,制动的快速性决定了在区间4π/3~2π的回馈效果甚微,因此在充电阶段可只针对2π/3~4π/3区间进行同步整流。此时仍然需要实时检测泵升电压并同直流母线电压相比较,以保证制动性的电磁转矩。

4总结:

综上所述,在当前的电动车使用无刷直流电机高效回馈制动控制,整个技术都得到有效的发展和提高。提出相关同步整流技术作为能力回馈制动的控制方式。对于目前的能量回馈制动来说,在此过程中存在多种方法来满足其实际的使用要求,但是根据不同的使用特点需要制定不同处理方案,尽可能地满足相关的发展条件,采用不同的方式来作为电路结构和软件编程的实现,对系统完成开环与闭环控制正常,制方式能够有效地实现无刷直流电机的回馈制动,取得较佳的制动和节能效果,为实际工程应用提供了新的方法和思路。

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