电动汽车永磁同步电机最优弱磁控制策略EI北大核心CSCD

本文中提出了一种适用于电动车辆的以转矩为控制目标的弱磁控制策略,通过离线计算获得电机最大转矩特性曲线和策略切换转矩特性曲线,并以此为基础在电机d-q轴坐标系下根据反馈转速和目标转矩不断更新电机弱磁工作点,使其在以最大转矩电流比曲线、电流极限圆和最大转矩电压比曲线为边界的区域内移动,从而在复杂的运行工况下提高了电机转矩响应速度和运行效率。通过Matlab/Simulink仿真验证了整个控制策略的可行性和性能优势。     

电动汽车永磁同步电机最优弱磁控制策略

本文中提出了一种适用于电动车辆的以转矩为控制目标的弱磁控制策略,通过离线计算获得电机最大转矩特性曲线和策略切换转矩特性曲线,并以此为基础在电机d-q轴坐标系下根据反馈转速和目标转矩不断更新电机弱磁工作点,使其在以最大转矩电流比曲线、电流极限圆和最大转矩电压比曲线为边界的区域内移动,从而在复杂的运行工况下提高了电机转矩响应速度和运行效率。通过Matlab/Simulink仿真验证了整个控制策略的可行性和性能优势。     

多自由度球形感应电机创新设计及其参数化仿真分析

为满足多自由度驱动单元对全向汽车车轮、智能车多方位摄像头的功能需求,弥补集成多个传统电机来实现多自由度驱动所带来的结构复杂、控制困难和动态性能差等不足,在直线感应电机理论的基础上,提出一种多自由度球形感应电机,由3个弧面定子和球形转子组成,可实现两个自由度的驱动;与传统电机通过主轴输出转矩不同,球形感应电机因其特有的定子结构,直接由转子表面输出转矩。首先,对多自由度球形感应电机的尺寸参数进行设计;然后采用ANSYS Maxwell软件对多自由度球形感应电机进行建模和电磁瞬态仿真;同时对多自由度球形感应电机进行参数化分析,获得其在不同电压、不同频率下的特性曲线,揭示电机的转矩和转速控制机理。结果表明:多自由度球形感应电机的转矩和功率随着电压的升高而增大,而随着频率的升高,其转矩和功率下降,但转速范围变宽;所设计的球形感应电机,各项性能满足预期要求。     

基于QPR的十二相永磁同步飞轮电机控制方法

本文围绕基于十二相永磁同步电机的高转速、大功率飞轮储能技术展开研究.文章研究了中性点相互隔离的十二相永磁同步电机的模型,为了对电机进行解耦控制,将传统解耦方式下四个d-q子平面的定子电压、电流、磁链等变量,投影到了新的基波和3个谐波子平面.为了更好地抑制飞轮储能系统充放电过程中的定子谐波电流,在外环转速内环电流的双闭环...     

轴向磁通轮毂电机新型冷却系统涡流损耗优化

针对定子无磁轭轴向磁通电机内部冷却系统存在涡流损耗,导致电机效率降低、温升高的问题。本文以车用轮毂电机为研究对象,对一种定子无磁轭轴向磁通电机冷却系统进行建模;通过对电机运行过程中冷却系统涡流损耗进行仿真分析,并对电机进行二维有限元等效,研究翅片涡流损耗产生机理。在此基础上,从3个不同角度对涡流损耗进行优化,通过优化定子齿形以降低翅片处磁场强度,通过磁热耦合分析优化翅片高度,通过对翅片开槽以增大电涡流路径电阻,最终将涡流损耗降至原来的32.7%。通过对试制样机进行实验测试,结果表明:有限元仿真和实验测试一致性较高,通过优化后的电机在不同转速下效率均有所提升,转速4 000 r/min下优化后的电机效率较未优化高出3.1%。     

基于卷积神经网络的逆变器故障诊断方法

针对车用永磁同步电机驱动系统在长期运行过程中存在的逆变器故障风险,本文中提出了一种基于卷积神经网络的逆变器故障诊断方法.首先,对三相定子电流数据进行标幺化和单位电周期电流数据筛选处理,降低电机驱动系统变转矩、变转速工况对故障诊断效果的影响;然后,结合卷积神经网络,发挥其提取故障特征和抗噪优势,实现逆变器故障诊断.在MA...     

车用IPMSM调速系统控制关键技术

基于矢量控制技术的IPMSM双闭环调速系统能实现电压电流限制下的目标转速调节。在说明不同转速区域下电机运行特性的基础上,结合控制框图,指出了影响转速调节快速性、稳定性及抗扰性的关键技术,说明了关键技术的影响及研究现状,为工程实施和进一步研究提供参考和方向。     

转速-力-热耦合下驱动电机轴承放电击穿特性研究

为明确驱动电机轴承的放电击穿特性（放电电压、放电电流、放电能量、放电电流密度等）及其影响因素，从而减轻轴承表面的电蚀损伤，通过建立某驱动电机集中参数共模等效电路提取轴电压，依据弹流润滑理论确定最小油膜厚度下的阈值电压，结合放电击穿模型分析了轴承放电击穿特性，明确了不同转速、温度及受力条件下放电击穿特性的变化规律，结果表明，随着转速的降低与温度、径向力的升高，放电击穿特性相关参数逐渐减小，同时，转速、温度对轴承放电击穿特性的影响较径向力的影响更显著。     

新能源汽车发卡电机交流电阻研究

为研究新能源汽车发卡电机绕组交流电阻的影响因素,引入交流电阻系数,建立发卡交流电阻、涡流电阻的计算公式,并以8极48槽电机为例,分析电机转速、电流、发卡温度、磁钢、硅钢片性能、发卡截面尺寸、定子槽尺寸及发卡槽内位置等因素对发卡交流电阻的影响,并对比不同因素下的发卡电流密度分布.结果表明:转速是影响发卡电机交流电阻的最主...     

基于模糊数学的电动汽车电机性能评价

为解决纯电动网约车电机性能状态实时评价的问题,文章建立了电机模糊综合评价模型。根据电机的运行特性以及模糊评价输入集的要求,提出了评价模型输入参数选取的两个原则,并选取电机温度、电机控制器温度和电机转速作为评价参数。基于电机性能的状态评价,提出了模糊综合评价的步骤,详细阐述了模糊关系矩阵与模糊输入集的建立,求得目标模糊关系矩阵以及隶属度函数,并结合实验数据对模糊综合评价模型进行验证,电机评价模型的评价结果与电机实际性能相符,验证了文章建立的综合评价模型的有效性。     

燃料电池轿车驱动电机电磁噪声的实验研究

为研究燃料电池轿车驱动电机的电磁噪声,在调查了燃料电池轿车驱动电机的类型、功率和转矩等参数的基础上,选择感应电机为对象,测得了电机不同输入电压和转速下的电磁噪声频谱图,并进行对比分析.结果表明,在选定频率范围内,输入电压和转速对电机电磁噪声的均值和峰值均有影响,为采取降低燃料电池轿车驱动电机电磁噪声的措施提供了依据.     

现代汽车混合动力技术概述(二)

混合动力驾驶模式下产生的不同驾驶状况:负荷交替车速频繁波动用作电机和发电机相对较高的性能要求的实际设计比图示设计复杂得多。例如,为了倒转旋转方向或操作发电机,电源电子装置必须确保对转子和定子线圈的各种切换。即使车辆中高压蓄电池的直流电流无法转换为交流电流或三相电流,仍必须调整电压以获得不同的转速和扭矩。而且,在驾驶模式中还会遇到由碳刷和滑环的磨损和摩擦造成的其他问题。总之,正因为上述原因,不应在混合动力车辆中选用直流电机。     

混合动力汽车技术基础知识(三)

<正>(接2019年第3期)(3)串联式电机如图28所示,串联式电机中的励磁线圈和电枢绕组以串联的形式连接。必须尽量降低励磁线圈的内阻。以交流电压为例,在每一个半波下励磁场和电枢电流的方向都会改变,因此电机也可以在交流电压下使用。为了避免出现涡流,定子的铁芯必须由一个叠板制成。串联式电机的转速主要取决于其负荷的大小(串联特性曲线)。     

基于随机梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制

为提高永磁同步电机的额定转速,并解决电机在弱磁区域输出电压方向递减信息存在的大纯滞后问题,文章提出一种随机基于梯度下降的永磁同步电机弱磁扩速控制方法。首先,分析永磁同步电机稳态运行原理,并建立永磁同步电机数学模型,采用静止三相/两相方法进行坐标变换;然后,在此基础上提出一种提高电机在额定转速、克服输出电压方向信息大纯滞后的方法;最后,与最大转矩/电流控制方法进行对比,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验测试算法的性能。实验结果表明,该控制方法可以提高电机的额定转速,有利于克服电机在弱磁区域输出电压方向递减信息大纯滞后所导致的控制精度低等问题。     

特斯拉Model S驱动系统的结构与工作原理解析(二)

<正>(接上期)四、特斯拉Model S驱动电机感应电动机又称“异步电动机”,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转动的装置。特斯拉Model S采用三相感应电机,即三相交流异步电机,可以通过超高电压及弱磁驱动,实现超10 000r/min的高转速,同时通过驱动变频器等电机控制系统,可实现电机600N·m的大扭矩运行,由此保证特斯拉电机输出高功率,从而提升特斯拉动力性能。特斯拉ModelS选择的感应电机是更可靠(没有退磁风险)、     

基于随机加权自适应容积卡尔曼的电池SOC估计

准确估计锂离子电池荷电状态（SOC）对于突破电动汽车发展瓶颈，推动电动汽车商业化至关重要。针对动力电池模型参数辨识问题，提出基于遗忘因子的递推最小二乘法（FRLS）的模型参数在线识别方法。实时测量动力电池电流和电压数据，在线辨识模型参数并实时更新，实时反映电池内部参数的变化过程，对电池动态特性进行实时模拟。针对容积卡尔曼（CKF）滤波过程中对噪声敏感的问题，提出一种基于随机加权思想的自适应容积卡尔曼滤波（ARWCKF）方法。相比于常规CKF容积点权值始终不变，通过引入随机加权因子，自适应调整容积点权值并对系统噪声、状态向量及观测向量进行预测，抑制系统噪声对状态估计的干扰，避免因容积点权重值固定所带来的误差。针对CKF算法在容积点计算过程中由于状态方差矩阵失去正定性导致的平方根分解无法使用的问题，提出基于奇异值分解的容积点计算方法，克服由于先验协方差矩阵负定性变化而导致的滤波精度下降等问题，并进行多种工况、温度下不同SOC初值的对比验证。结果表明：所提出的基于遗忘因子的递推最小二乘法的在线参数辨识及ARWCKF滤波方法具备良好的估计精度及收敛能力，最大电压估计误差不超过40 mV，SOC估计误差不超过1%。     

EPS用直流电机转速估计最小观测器的设计与实现

利用最小观测器的基本理论,对EPS用永磁有刷直流电机进行了建模,提出了一种通过测量的电压和电流估计电机转子动态转速的算法。与实测转速的对比表明,合理配置最小观测器的极点位置,可以估计出电机的转速。研究了利用转速估计的反馈控制在EPS电机控制中的应用,结果表明,使用具有电机转速估计反馈的阻尼控制算法可以明显改善转向盘转矩的波动。     

基于直接转矩驱动的电动车动态特性分析

根据异步电机直接转矩控制原理,在Matlab/Simulink软件环境下建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和定子磁场定向下的DTC控制系统模型.以实际电动汽车用电机为例,对电动汽车的几个典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,该电机及控制模型具有良好的稳态、动态性能,是一个很好的电动车驱动选择方案.     

智能化车用预警式安全带系统PI控制研究

预警式安全带采用电机实现动作,对电机电流的控制策略采用了PI控制,确定了PI控制的相关参数,使用PI算法控制电流反馈信号和电机旋转。控制方案采用手动控制与自动控制,手动控制主要为系统测试和硬件调试仿真时使用,自动模式为模拟真实行车情况。确定了行车不同状态下的三个安全等级和每个等级下的距离、制动踏板力的初步阈值,和触摸液晶屏结合通过其自带功能实现了阈值在液晶屏上的手动更改、自动存储的功能。根据不同等级状态,控制器发出相应控制指令,控制电机完成相应动作,实现多级预警功能。     

四轮毂电机驱动电动汽车动力系统优化匹配

为了研究四轮毂电机驱动电动汽车电机功率在各轴之间的匹配与回收能量多少之间的关系,采用理论分析和仿真相结合的方法,对不同匹配方案下的能量回收效果进行了对比分析。基于相关标准要求,确定了整车和动力性参数,计算整车额定功率、峰值需求功率和轮毂电机额定转速、峰值转速等,并建立了整车需求功率的二次再分模型。该模型对整车需求功率先在前/后轴之间按一定比例分配,再将各轴需求功率在左右车轮间平均分配。通过对整车制动动力学的分析,对前/后轴制动力按照理想制动力分配策略的情况,提出了电机功率在各轴之间匹配的推荐方案。基于Matlab/Simulink和CarSim软件搭建四轮毂电机驱动电动汽车联合仿真模型,采用分层取样得到多个前/后轴轮毂电机功率分配方案,研究在理想制动力分配策略下,制动强度分别为0.1,0.2和0.3,以及新欧洲运行循环(NEDC)、中国城市乘用车工况(CCDC)和纽约城市运行循环(NYCC)3种典型循环工况下不同分配方案时制动回收能量的差异,得到前/后轴轮毂电机功率最优匹配,并对最优方案动力性进行了验证。理论和仿真结果表明:当前/后轴轮毂电机功率分配比与前/后轴静态垂直载荷比相近时,电动汽车将获得最好的能量回收效果。