新能源汽车功率电子基础 第2版第8章 交流电驱动控制.ppt

8.2三相交流异步电机的控制原理－稳态等效电路图8.9三相笼型异步电机的T型等效电路+--定子每相电压与感应电动势的关系8.2三相交流异步电机的控制原理－变频变压控制方程气隙磁通方程定子每相电压相量近似方程气隙磁通近似方程恒磁通控制弱磁调节8.2三相交流异步电机的控制原理－恒磁通控制方程图8.1理想的驱动电动机系统转速-转矩特性曲线恒转矩区，要求恒磁通控制恒转矩区变电压，变频率图8.1理想的驱动电动机系统转速-转矩特性曲线恒功率区，要求弱磁调节恒功率区8.2三相交流异步电机的控制原理－弱磁调节方程电压恒定，弱磁升速8.2三相交流异步电机的控制原理－VVVF案例（1.1）Udc图8.10三相笼型异步电机VVVF开环控制的逆变器功率电路模型图8.11三相笼型异步电机VVVF开环控制的SPWM信号发生电路模型8.2三相交流异步电机的控制原理－VVVF案例（1.2）图8.12三相笼型异步电机的VVVF开环控制波形SPWM信号发生器（1）线电压参考信号Ulref:幅值1V，频率30Hz，初始相位角0°；（2）载波信号Ucar:幅值1V，频率5000Hz，占空比50%；（3）线电压有效值Ulnom:380V；（4）线电压参考频率fref:30Hz；（5）直流母线电压：650V。时间控制参数（1）步长：10ms；（2）时间：4s。8.2三相交流异步电机的控制原理－模型等效方法图8.13三相异步电机的动态数学模型简化流程定转子磁链是转子转角的三角函数，且定转子磁链耦合三相静止坐标系定转子磁链解耦两相旋转坐标系8.2三相交流异步电机的控制原理－坐标变换Clarke变换（3/2坐标静止变换）Park变换（2/2坐标旋转变换）图8.14坐标变换:a）Clarke变换b）Park变换θ=ωt8.2三相交流异步电机的控制原理－dq动态数学模型任意转速dq坐标下定转子电压方程任意转速dq坐标下定转子电压方程任意转速dq坐标电磁转矩方程鼠笼式感应电动机转子电压方程转子磁链定向方程8.2三相交流异步电机的控制原理－转子磁场定向dq两相同步旋转坐标系任意转速dq坐标电磁转矩方程解耦控制MT坐标系励磁电流方程转矩电流方程转差频率方程8.2三相交流异步电机的控制原理－间接矢量控制MTMT8.2三相交流异步电机的控制原理－间接矢量控制框图图8.15基于同步转速的间接转子磁链定向的三相IM矢量控制系统原理框图8.2三相交流异步电机的控制原理－IRFOC案例（1.1）图8.16三相IM间接矢量控制系统仿真模型8.2三相交流异步电机的控制原理－IRFOC案例（1.2）图8.17三相IM间接矢量控制系统的仿真波形:a)转速b)定子电流c)转矩IRFOC（1）SPWM滞环比较器；（2）载波信号频率：10kHz；（3）直流母线电压：500V;（4）d-q轴PI电流调节器。时间控制参数（1）步长：1us；（2）时间：2s。8.3永磁同步电机的控制原理－动态数学模型定子电压方程定子磁链方程图8.22正弦波永磁同步电机的两相同步旋转坐标系物理模型电磁转矩方程永磁转矩磁阻转矩转子磁链定向于d轴8.3永磁同步电机的控制原理－零电流矢量控制方程图8.22正弦波永磁同步电机的两相同步旋转坐标系物理模型汽车功率电子基础—第8章交流电驱动控制1.新能源汽车电驱动系统的技术要求主要有六个方面的内容：（1）?转速范围宽，包括低速恒转矩区和高速恒功率区，提高汽车加速能力、满足一级减速要求。（2）高效区广，尽可能扩大转速和转矩的高效率区，提高汽车运行效率。（3）?再生回馈电制动高效且范围宽，提高汽车运行效率。（4）高转矩密度和高功率密度，可减小汽车整备质量，布置空间要求小。（5）过载能力强，为汽车提供优秀的加速能力。（6）?高可靠性和耐久性，汽车保养成本低、维护少。*主电路：（1）维修开关MSD，（2）预充电电路，（3）过电压保护电路，（4）功率电子电路拓扑，（5）交流驱动电机电子控制单元：（1）驾驶员操作信号接口，（2）通信接口，（3）传感器信号接口，（4）主电路开关门极驱动与监测信号接口动力蓄电池直流母线接口*图中，Sc、Rc和C构成了电容预充电回路，避免动力蓄电池电压对电容C的冲击。VTk截止时，电容C预充电开关Sc导通，开关Sk保持截止，直至电容C的电压达到预设值而导通，电驱动装置高压上电完成。电驱动装置馈电运行时，Sk导通，Sc截止，若检测到UBAT超过高限阈值范围，则VTk导通，通过