电动汽车开关磁阻电机再生制动发电系统研究
王维平,张磊,宋锦,朱敏
(南京信息职业技术学院,南京210046)
摘要:文章首先分析了开关磁阻电机的再生制动发电模式的控制策略,由于srg的高度非线性,所以根据srg转速、母线电压、开通角、导通角和母线电流的关系建立起三维点图,通过图形分析的方法来确定开关磁阻发电机的****问题,并进行了仿真,最后通过实验验证了结果的正确性。
关键词:srg;再生制动;****开关角
中图分类号:tm36+1 文献标志码:a 文章编号:1001-6848(2010)06-0063-03
0引 言
伴随着能源危机以及严重的环境污染,电动汽车的研究和发展已经成为世界汽车工业发展的新趋势,电动汽车具有高效率、低排放的特性,它基本上都不以汽油为直接燃料,能源的利用效率高、环境污染度低。而电机的驱动是电动汽车的核心,开关磁阻电机既可为汽车发动机的起动机又可为汽车蓄电池的发电机,是集起动、发电、助动力,是电动汽车行业具有很强竞争力的电机。本文主要分析splg的再生制动模式,对src发电效率的优化进行了深入的研究。
1 sr电机发电控制策略
sr电机再生制动发电模式是在开关磁阻电机的电感下降区,电流产生负转矩,将机械能转换为电能反馈给电源,在任何发电系统中,能量转换效率都是十分重要的一项指标。尤其是在汽车的电气系统中,低效率会导致更高的燃油消耗、更短的蓄电池寿命。这时的控制目标是得到所需要的发电功率,利用开通角和关断角来优化能量转换过程,使转换效率****。传统的随着电机转速的不断提前开通角的方法不能得到理想的性能。因为仅仅控制开通角还不够,关断角也成为影响src发电性能的关键激励因素之一。
在基速以上恒功率区,src工作在apc单脉冲控制方式下。相电流在该相功率器件关断后由于电动势的影响会继续升高,这给控制带来一定困难,因为相电流峰值及其出现的位置与多个激励参数有关,主要为励磁电流ih、开通角θon、关断角θoff,它们直接影响src的再生制动性能,而由于功率变换器的开关器件容量的原因,一般限制了励磁电流ih的大小,因此,开通角θon、关断角θoff成为主要的控制对象。得到相同的母线电流会存在许多不同的组合。从而可以得到****激励的开关角。
在额定工作状况下,铜损是开关磁阻电机的主要损耗,约占总损耗的百分之50. 6,而铜损正比于相电流,电流有效值即均方值相电流。当sr电机稳态运行时,绕组铜耗可用下式计算:
式中irms为绕组电流的有效值即均方值,m为srg相数、rp每相绕组电阻。
若相电流波形已知,则
式中,θ为磁链和续流电流均达到零时的转子位移角,np转子极数,θon是开通角。
因此可以认为在得到相同功率的众多激励参数中,谁的均方值相电流最小,谁就是****激励,最小化均方值相电流就是最小化sr电机铜损、最小化功率变换器的开关和导通功率损失,从而获得所需母线平均电流下的****开通角和导通角组合,这样就简化为不同组合对于母线平均充电电流、平均均方值相电流究竟有何影响的问题,开通角θon和导通角θcond作为控制srg的激励参数进行分析。关断角θoff为了保证输出功率,合理的选择控制参数是十分重要的,所以优化开通角θon和导通角θconc,使src在其整个速度范围内能提供
所需的能量。
由于src的高度非线性使它的控制运行非常复杂,通过反馈控制很难获得****,而根据src转速、母线电压、开通角θon、导通角θcon。和母线电流的关系建立起三维点图,通过图形分析,却简化并能很好的解决这一问题,可以从中获得****的开通角θon、和导通角来产生给定转速和给定母线电压丁所需的母线电流,控制目标是效率****,因此主要分析母线充电电流的平均值而不是瞬时值,利用srg -个电循环的数据来进行平均,这是控制参数最小的变化步长。
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