新能源汽車用電機(jī)-2024-06-技術(shù)資料

用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，電動汽車電機(jī)符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小,其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。電源為電動汽車的驅(qū)動電動機(jī)提供電能，電動汽車電機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識電動機(jī)俗稱馬達(dá)，是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，并可再使用機(jī)械能產(chǎn)生動能，用來驅(qū)動其他裝置的電氣設(shè)備，圖3-1為電動機(jī)的外情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識,將發(fā)出的電輸送到電池中。因此，電動汽車的驅(qū)動機(jī)情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識械能，它主要包括一個(gè)用以產(chǎn)生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個(gè)旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子。在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識,可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。其中交流電動機(jī)還原理可分為直流電動機(jī)，異步電動機(jī)和同步電動機(jī)步電動機(jī)還可分為永磁同步電動機(jī)、磁阻同步電動磁滯同布電動機(jī)。異步電動機(jī)可分為感應(yīng)電動機(jī)和交流換向器電動機(jī)。感應(yīng)電動機(jī)又分為三相異步電動機(jī)極異步電動機(jī)等。交流換向器電動機(jī)又分為單相串情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機(jī)情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識。情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識YAEBFHC0表3-1電機(jī)絕緣等級情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識）：情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識鐵心長度的字母代號用數(shù)字1、2、3、-------依情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識4、具有良好的效率特性，在較寬的轉(zhuǎn)速/,獲得最優(yōu)的效率，提高一次充電后的持續(xù)行駛里程，;情境一車用電機(jī)基礎(chǔ)知識情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)板沖片疊壓緊固而成。把事先繞制好的勵磁繞組,整個(gè)主磁極再用螺釘固定在機(jī)座的內(nèi)表面上。各主磁極上的勵磁排列，為了讓氣隙磁密沿電樞圓周方向的氣隙空間里直流電機(jī)情境二直流電機(jī)是由鐵心和繞組構(gòu)成。鐵心一般用整塊鋼或情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)置。電刷放在電刷盒里，用彈簧壓緊在換向器上，電刷上有個(gè)銅絲辮，可以引出、引入電流。直流電機(jī)里，常常把若干個(gè)電刷盒裝在同一個(gè)絕緣的刷桿上，在電路連接上，把同一個(gè)絕緣刷桿上的電刷盒并聯(lián)起來，成為一數(shù)表示，刷桿數(shù)與電機(jī)的主磁極數(shù)相等。各電刷桿在換向器外表面上沿圓周方向均勻分布，正常運(yùn)行時(shí)，電刷桿相對于換向器表面有一個(gè)正確的位置，如果電刷桿的位置放得不合理，將直接影響電機(jī)的性能。電刷桿裝在情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī);另一個(gè)是嵌放電樞繞組。由于電樞鐵心和主磁場之間），情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī),上面標(biāo)注著一些叫做額定值的銘牌數(shù)據(jù)，它是正確選(,例如在額定運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩、效率分別稱為額定轉(zhuǎn)矩情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī),電機(jī)不總是運(yùn)行在額定狀態(tài)。如果流過電機(jī)的電流小情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)圖3-7直流發(fā)電機(jī)的原理模型情境二直流電機(jī)），情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可以作為電動機(jī)運(yùn)輸入輸出的條件不同而已。如用原動機(jī)拖動電樞，將機(jī)械能從電機(jī)軸上輸入，而電刷上壓，則從電刷端可以引出直流電動勢作為直輸出電能，電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能而成為在電刷上加直流電壓，將電能輸入電樞，則輸出機(jī)械能，拖動生產(chǎn)機(jī)械，將電能轉(zhuǎn)換成為電動機(jī)。這種同一臺電機(jī)，既能作發(fā)電機(jī)情境二直流電機(jī)勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同,直流電機(jī)可分為下列幾種類型。情境二直流電機(jī),勵磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵直情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī)情境二直流電機(jī),并且在電刷的兩側(cè)，元件中的電流方向是相反的，因情境二直流電機(jī),它們互相交織在一起，所以相當(dāng)復(fù)雜，至今還沒有完情境二直流電機(jī)刷寬度通常為2-3片換向片寬，同時(shí)換向的元件就不止一,這部分能量以弧光放電的方式轉(zhuǎn)化為熱能，散失在空情境二直流電機(jī)反應(yīng)電動勢。目前最主要的方法是在主磁極之間情境二直流電機(jī)在換向元件里產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個(gè)電動勢抵消換向元較順利了，使負(fù)載運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間基本情境三無刷直流電動機(jī)但是由于直流電動機(jī)具有電刷和換向器，其間形,因此長期以來人們都在尋求可以不用電刷和換向器裝情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)域情境三無刷直流電動機(jī),采用永磁無刷電機(jī)替代有刷直流電機(jī)將是一個(gè)趨勢。情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī),模擬量采集等任務(wù)；驅(qū)動電路將控制電路輸出的弱電信號進(jìn)行功率放大,輸出具有一定驅(qū)動能力的強(qiáng)電情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)橋式和非橋式兩種。圖3-15表示常用的幾種電樞繞組連情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī),扇形導(dǎo)磁片的作用是使開口變壓器鐵心接近閉合，減情境三無刷直流電動機(jī)境要求不高、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單和緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但這種傳感器的），情境三無刷直流電動機(jī),使相應(yīng)的定子繞組切換電流。情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī),通過導(dǎo)磁片的作用使信號線圈獲得較大的感應(yīng)電壓，情境三無刷直流電動機(jī)V1開始導(dǎo)通，而晶體管V2、V3截止。這AX有電流通過，電樞磁場Ba的方向如圖中所示情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)樣，電樞繞組BY有電流通過，電樞磁場Ba的方向如圖3-情境三無刷直流電動機(jī),如此循環(huán)下去，無刷直流電動機(jī)在電樞磁場與永磁轉(zhuǎn)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)定子繞組的導(dǎo)通角ABC情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)稱為兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)，即V1V6((B+C-)→V2V4(B+A-)→V4V3(C+A-)→V3V5(C+B-情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)表3-3兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)導(dǎo)通順序表情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī)B相流向C相(符號為A∥BC)時(shí)的磁密向量通角αc=2π/3，位置傳感器導(dǎo)磁扇形片張角αp≥2π情境三無刷直流電動機(jī)是，這種跳躍式前進(jìn)的磁場仍然要與轉(zhuǎn)子磁情境三無刷直流電動機(jī)情境三無刷直流電動機(jī),必須保證定轉(zhuǎn)子磁場在空間保持相對靜止。這種相對瞬時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩，即瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩可以變化，但總體上定大小的平均值，這種電磁轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)變化由具有性的轉(zhuǎn)子起到平滑作用，即轉(zhuǎn)矩波動隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)增大而減小。二是定轉(zhuǎn)子磁場在空間保持相對靜是保持相互之間的絕對靜止，即使瞬時(shí)定轉(zhuǎn)子磁存在相對運(yùn)動，但總統(tǒng)上始終保持同步以產(chǎn)生恒情境三無刷直流電動機(jī)的控制電路同有位置傳感器的情況一樣，它是通情境四異步電動機(jī)機(jī)。異步電動機(jī)是各類電動機(jī)中應(yīng)用最廣、情境四異步電動機(jī)三相交流異步電動機(jī)按結(jié)構(gòu)分為兩種，第一種是鼠籠式三AC3000V或6000V。小功率Y系列籠型電動機(jī)額定電壓為AC380V情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),三個(gè)轉(zhuǎn)動滑環(huán)通過電刷與外設(shè)三相啟動設(shè)備相連接，情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)接法和三角形(△)接法兩種，如圖3-29所示。情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)），），磁場的轉(zhuǎn)速與電源電壓頻率f1成正比與磁極對數(shù)P成反比如圖3-30所/分）表3-5給出不同電源頻率和不同磁極對數(shù)對應(yīng)的電動情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)表3-5不同電源頻率和不同磁極對數(shù)對情境四異步電動機(jī)~3000轉(zhuǎn)/分連續(xù)調(diào)速。這就是變頻調(diào)速原理。情境四異步電動機(jī)對定子磁場有相對運(yùn)動，所以在轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生情境四異步電動機(jī),電動機(jī)額定狀態(tài)下SN＝(2～6)％。,電動機(jī)工作在電動狀態(tài)n≤no,電動機(jī)工作在發(fā)電制動狀態(tài)n>noo。情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)較大、啟動快等優(yōu)點(diǎn)；它主要用于各種起重機(jī)。情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)式中T——電磁力矩，單位N·m情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)。情境四異步電動機(jī)表3-6Y132M-4型三相異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)表Y一系列三相鼠籠型異步電動機(jī)；M—機(jī)座長度代號(S為短機(jī)座，M為中機(jī)）；表3-7常用三相異步電動機(jī)產(chǎn)品名稱代號及情境四異步電動機(jī)表3-7常用三相異步電動機(jī)產(chǎn)品情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),這就是調(diào)速。根據(jù)三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速表達(dá)式[n=（1-)調(diào)速等三種方法。情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)屬于改變轉(zhuǎn)差率（s)調(diào)速；繞線式三相異步電動機(jī)通過改變轉(zhuǎn)子繞現(xiàn)將改變電源電壓所對應(yīng)的電動機(jī)機(jī)械特性曲線在圖3-35中（a)圖為籠型三相異步電動機(jī)工作在恒力矩負(fù)載狀態(tài)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),此調(diào)速方法具有工作可靠、調(diào)速方法簡單、設(shè)備投資少等優(yōu)點(diǎn)；子繞組接線圖中的KM1、KM2、KM3分別是三個(gè)交流接觸器的常開除轉(zhuǎn)子繞組串接的電阻，電動機(jī)高速正常運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)，若要使轉(zhuǎn)速降低，則可通過改變KM1、KM2、KM3斷電實(shí)KM1、KM2和KM3觸點(diǎn)后，電動機(jī)轉(zhuǎn)速降為最低。由分析可見繞線情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)極改變，從而改變同步轉(zhuǎn)速no實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變。變極率調(diào)速是跳躍式調(diào)速，即速度變化非常大；例機(jī)從兩極調(diào)到四極，轉(zhuǎn)速就從2800轉(zhuǎn)／分跳躍到1450在制造時(shí)定子繞組嵌線就作了特殊安排，而且定子繞組給出了一種常見的四極變?yōu)閮蓸O的調(diào)速電動機(jī)定子繞組情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),圖中的罩極線圈是一個(gè)短路銅環(huán)；實(shí)際單相罩極電動情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),若在U1和V1之間接電感器L,則稱為電感分相，若在U1情境四異步電動機(jī)壓源，當(dāng)其只有工作繞組工作時(shí)，則會在定情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動狀態(tài)下，由于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場在感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流大小相等、方向相反，從而產(chǎn)生正轉(zhuǎn)磁力矩大小相等、方向相反，所以在轉(zhuǎn)子上形成的合成零，轉(zhuǎn)子保持靜止不動，但電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，而且可聽轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)狀態(tài)下，開始接通電源，則正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁情境四異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動狀態(tài)下，由于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場在感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流大小相等、方向相反，從而產(chǎn)生正磁力矩大小相等、方向相反，所以在轉(zhuǎn)子上形成的合成零，轉(zhuǎn)子保持靜止不動，但電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，而且可聽場響聲。這種狀態(tài)不允許存在，應(yīng)及時(shí)斷電，避免燒毀電動正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電磁力矩方向相反，大小也不相等，保持正轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動，而且逐漸接近同步轉(zhuǎn)速，最,電動機(jī)可長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)。情境四異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動狀態(tài)下，由于正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場在感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流大小相等、方向相反，從而產(chǎn)生正磁力矩大小相等、方向相反，所以在轉(zhuǎn)子上形成的合成電零，轉(zhuǎn)子保持靜止不動，但電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，而且可聽保持正轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動，而且逐漸接近同步轉(zhuǎn)速，最,電動機(jī)可長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)。情境四異步電動機(jī)和串電阻器的啟動繞組并聯(lián)后加單相AC220V電壓，電動機(jī)在精圓和串電感器的啟動繞組并聯(lián)后加單相AC220V電壓，電動機(jī)在橢圓情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī),工作繞組和串電容器的啟動繞組，并聯(lián)后加單相AC220V電壓，電動機(jī)在橢圓磁場作用下啟動，當(dāng)電動情境四異步電動機(jī)加單相AC220V電壓，電動機(jī)在橢圓）；），,使啟動繞組只串電容器C2接電源，電動機(jī)定子磁場發(fā)），情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)43(a)中電抗器L串于單相電動機(jī)兩個(gè)繞組,調(diào)速開關(guān)SK的還有一個(gè)觸點(diǎn)和電源線相連接，通過改情境四異步電動機(jī)情境四異步電動機(jī)壓頻率，就會改變電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到改變轉(zhuǎn)速情境五永磁同步電動機(jī),使電動機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單，降低了加工和裝配費(fèi)用，且情境五永磁同步電動機(jī)情境五永磁同步電動機(jī))。圖3-44給出了一個(gè)基本系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。情境五永磁同步電動機(jī)情境五永磁同步電動機(jī)管導(dǎo)通，每1/6周期，開關(guān)管換相一次，而每次情境五永磁同步電動機(jī)會關(guān)系到機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，還有增磁或去磁作機(jī)的運(yùn)行性能會產(chǎn)生很大的影響。該反應(yīng)的,主磁場與電樞磁勢在空間上的相對位置，分析表明該情境五永磁同步電動機(jī)1、Ia與E0同相位(Ψ=0）時(shí)的電樞反應(yīng)（如圖3-47所示）。這樣因?yàn)榻惠S磁勢的存在，會使合成磁勢軸線的位置發(fā)生位移，情境五永磁同步電動機(jī)2、Ia滯后E0相位90電角度(Ψ=90）時(shí)的電樞反應(yīng)（如圖3-48)情境五永磁同步電動機(jī)3、Ia超前E0相位90電角度(Ψ=-90）時(shí)的電樞反應(yīng)情境五永磁同步電動機(jī)4、對于ψ=任意角度時(shí)的電樞反應(yīng)情境五永磁同步電動機(jī)情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)開關(guān)磁阻SRM情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)開關(guān)磁阻SRM變換器檢測器BQ 控制器檢測器BQ圖3-51開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)。其定子和轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，圖示電機(jī)的定子有6個(gè)極 (),轉(zhuǎn)子有4個(gè)極（）。定子極上套有集中線圈，兩個(gè)空間位置相對的極上的線圈順向串聯(lián)構(gòu)成一結(jié)構(gòu)形式及工作原理上，開關(guān)磁阻電動機(jī)與式步進(jìn)電機(jī)并無差別；但在控制方式上步進(jìn)于他控式變頻，而開關(guān)磁阻電動機(jī)則歸屬于;在應(yīng)用上步進(jìn)電機(jī)都用作“控制電機(jī)”而開關(guān)磁阻電機(jī)則是拖動用電機(jī)，因此電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)所追求情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)。情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)阻電機(jī)，常用的有：三相6/4極，三相6/8極，四相8/6極,四相8/10極，三相12/8極等。情境六開關(guān)磁阻電動機(jī),,1212i2LW TTTTT 位置檢測器所區(qū)分的區(qū)域iiiiΦtiθΦti0π2TTTTT 位置檢測器所區(qū)分的區(qū)域iiiiΦtiθΦti0π2π0⑥①②③④⑤⑥①②③θΦta)b)c)d)e)f)g)ΛATΦt0 ΦtT Φt ΦtT0情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)e)導(dǎo)通合成正轉(zhuǎn)矩f)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的電流g)導(dǎo)通合情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)A。53g)；對靜止的電機(jī)則得到與參考方向反向的轉(zhuǎn)電機(jī)反向起動，進(jìn)入反轉(zhuǎn)電動運(yùn)行。反轉(zhuǎn)時(shí)，角是反向情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)用自控式變頻方式的情況下，只要能按位置的邏輯關(guān)系提供電流，控制電流的大小及其流通的區(qū)域就能控制轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而就能控制轉(zhuǎn)速。對其它類型的電機(jī)，分析到這一步很快就可以得出完整的控制策略了，但開關(guān)磁阻電動機(jī)卻不然，其原因是其電流的控制非常困難，這是開關(guān)磁阻電動機(jī)控制的主要難點(diǎn)。討論控制原理與控制策略時(shí)，將主要圍繞如何控制電流的大小及其流通的區(qū)域情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)dtdtuin――電機(jī)繞組兩端的電壓情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)在R把dt=dθ/Φ代入，整理后可得磁鏈方程為U 位置碼ΛA0π2πθU0?U⑥①②③④⑤⑥①②③θ0π2πθ情境六開關(guān)磁阻電動機(jī) 位置碼ΛA0π2πθU0?U⑥①②③④⑤⑥①②③θ0π2πθAugθonθoffθoniAuA⑥①②③⑥①②③④⑤⑥①②③θΛugiAuAU iAuAU θonθoffθon0 ?Ua)b)式情境六開關(guān)磁阻電動機(jī)‘2d2d(電源輸出或)(電阻消)(電感磁場)(輸出或回饋)（吸收的功率)（耗功率)（儲能變化)（的機(jī)械功率)情境七輪轂電機(jī)機(jī)，也有的研究者稱其為輪式電機(jī)、車輪電”側(cè)重于車輪。若從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，我們所界廣泛應(yīng)用的“輪轂電機(jī)”和“in-wheelmotor”稍作修改，以“輪轂電機(jī)系統(tǒng)”和“in-wheelmotorsystem”作為中英文稱謂。輪轂電機(jī)系統(tǒng)在各種交通工具中都有應(yīng)用。不對輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)性能等都提出了情境七輪轂電機(jī)輪轂電機(jī)系統(tǒng)的誕生可以一直追溯到電動汽車誕生的初期，。取得了最好的成績。圖3-58所示為保時(shí)捷研制的輪轂電汽車。值得引起注意的是，保時(shí)捷在1902年就研制出了和輪轂電機(jī)的混合動力汽車，取得山地汽車?yán)惖暮贸煽兦榫称咻嗇炿姍C(jī)情境七輪轂電機(jī)。情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī)菱的Colt、LancerEvolutMIEV，本田的FCXconcept(如圖3-59所示）等新車型。通用自200情境七輪轂電機(jī),外轉(zhuǎn)子型采用低速外傳子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī),體積小，效率高，噪聲小，成本低；缺點(diǎn)是必須采用情境七輪轂電機(jī)輪轂電機(jī)動力系統(tǒng)由于電機(jī)電制動容量較小，不能情境七輪轂電機(jī)鐵心；徑向磁通電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間受力比較均衡，磁路由情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī)采用8個(gè)大功率交流同步輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速要求，KAZ的輪轂電機(jī)系統(tǒng)匹配了一個(gè)傳動比為4.588后輪轂電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。2003年日本豐田汽車公司在東京車展上情境七輪轂電機(jī),大大減輕一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)質(zhì)量，集成化程度相當(dāng)高。該一體化輪轂電機(jī)系統(tǒng)的永磁無刷直流電動機(jī)的額定功率為18.5功率可達(dá)到80kw，峰值扭矩為670Nm，額定轉(zhuǎn)速為950rpm，最高轉(zhuǎn)速為1385rpm，而且額定工況下的平均效率可達(dá)哈爾濱工業(yè)大學(xué)愛英斯電動汽車研究所研制開情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī)AUTOnomyQUARK/情境七輪轂電機(jī),結(jié)構(gòu)緊湊，便于處理電機(jī)冷卻、振動隔振以及電磁干擾等問題；情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī)動，但是電機(jī)不是集成在車輪內(nèi)，而是通過傳動裝置(情境七輪轂電機(jī)情境七輪轂電機(jī),影響不平路面行駛條件下的車輛操控性和安全性。同時(shí)，輪轂電第四部分車用電機(jī)控制技術(shù)情境一車用電機(jī)控制技術(shù)直流電動機(jī)控制技術(shù)交流異步電動機(jī)控制技術(shù)交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)開關(guān)磁阻電動機(jī)控制技術(shù)情境一車用電機(jī)控制技術(shù),圖4-1所示為純電驅(qū)動汽車系統(tǒng)構(gòu)成。情境一車用電機(jī)控制技術(shù)情境一車用電機(jī)控制技術(shù)情境一車用電機(jī)控制技術(shù)情境一車用電機(jī)控制技術(shù)），情境一車用電機(jī)控制技術(shù)過渡后，交流電氣傳動系統(tǒng)至今已經(jīng)占據(jù)了大部領(lǐng)域。以電動汽車動力系統(tǒng)的牽引電動機(jī)為例，a情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)a情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)施轉(zhuǎn)速與電流的雙閉環(huán)控制。其中外環(huán)的AS據(jù)轉(zhuǎn)速指令與傳感器輸出的速度值的情況，DC/DC變換器向電機(jī)電樞繞組提供正向電壓，從而控制電轉(zhuǎn)電動工況；控制VT2的開關(guān)狀態(tài)，可以控制電機(jī)處于工況；控制VT3、VT2的開關(guān)狀態(tài)，可以控制電機(jī)處于反轉(zhuǎn)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)調(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)二般都設(shè)置成PI調(diào)節(jié)器以使系統(tǒng)閉環(huán)控靜差同時(shí)，系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)與外環(huán)的控制側(cè)重點(diǎn)不完,內(nèi)環(huán)強(qiáng)調(diào)電流的跟隨控制效果，情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)％，向強(qiáng)迫通風(fēng)。電機(jī)控制器主電路采用以IGBT功率模塊構(gòu)建的DC/情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)情境二直流電動機(jī)控制技術(shù)采用磁場定向矢量控制()技術(shù)后，可以降低情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)壓來實(shí)現(xiàn)的。但實(shí)際上，施加定子電壓后定流不僅包含電樞電流，同時(shí)還包含勵磁電流統(tǒng)的恒電壓頻率控制方式、轉(zhuǎn)差頻率控制方所以電機(jī)的轉(zhuǎn)矩呈現(xiàn)強(qiáng)烈的非線性特征，轉(zhuǎn)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)效電路。由該電路圖可以推導(dǎo)出電機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為2222]情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)圖4-7交流異步電動機(jī)T形穩(wěn)態(tài)等效電路情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)數(shù)學(xué)中的一個(gè)穩(wěn)定的正弦變化量可以等效成某個(gè)恒定旋轉(zhuǎn)矢量在靜止坐標(biāo)軸上的投影，并且矢量旋轉(zhuǎn)的速度等于正弦變化量的角速度。所以穩(wěn)態(tài)下異步電機(jī)正弦流可以與某個(gè)恒定的電流旋轉(zhuǎn)矢量對應(yīng)起來，如果交流其保持同步運(yùn)動，那么看到的將是一個(gè)恒定的直流電流情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)定子電流矢量與氣隙磁場都在以同步速度旋轉(zhuǎn)，在該坐標(biāo)系中，可正弦值的乘積就可以表示電機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小。與他勵直流電動機(jī)不同的是，異步電動機(jī)的磁場需要定子繞組中的電流來產(chǎn)生。所以上述直流電流與直流磁場一般并不能保持垂直(雖然角度可以調(diào)節(jié))。這個(gè)與直流氣隙磁場平行的11，該電流僅僅與磁場有關(guān)系；另一個(gè)是與磁場垂直的12，正是它與磁場的作用才產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩。這兩個(gè)電流分量分別稱為定子電流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，它們與直流電機(jī)的全可以按照直流電機(jī)的控制規(guī)律去控制交流電機(jī)，并且也應(yīng)該具有情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)找到隱藏在交流電機(jī)里面的直流電機(jī)是磁場定向矢量控制中至關(guān)重要的第一步。其次，如何保證對兩個(gè)直流電流分量施加高效的閉環(huán)控制是矢量控制必須完成的第二個(gè)任務(wù)。下面將通過詳細(xì)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)具體情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)三相交流異步電機(jī)是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合①不考慮鐵心飽和的影響，從而可以利用疊加原理來計(jì)算電機(jī)各個(gè)繞組電流共同作②三相繞組對稱(在空間上互差120°電角度)，繞組所產(chǎn)生的磁動勢沿氣隙圓周在空間按正弦分布，略去③不考慮頻率和溫度變化對繞組電阻的影響，無論繞線式還是鼠籠式，都將它等效為繞線轉(zhuǎn)子，并折算情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)b、c三相旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組都對稱分布(空間各自互差情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)或轉(zhuǎn)子某一繞組交鏈而不穿過氣隙的漏磁通；另一類是穿過氣隙的公共磁通。定子漏磁通所對應(yīng)的電感是定子一相漏感L∽轉(zhuǎn)子漏磁通所對應(yīng)的電感是轉(zhuǎn)子一相漏感L2t。如果用L1m表示與主磁通對應(yīng)的定子電感，用j[，2m表示與主磁通對應(yīng)的轉(zhuǎn)子電感，那么定子、轉(zhuǎn)子的自LAABBCC情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)定子三相繞組A、B,C之間的互感與穿過氣隙的公共主磁通相對應(yīng)，由于定子A、B、C三相繞組軸線在空間情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)?L2m情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)定子與轉(zhuǎn)子之間的互感也是與穿過氣隙的公共主夾角為，故有情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)式中優(yōu)UA、UB、UC、Ua、Ub、Uc——各繞組端電R1、R2——定子、轉(zhuǎn)子繞組的一相電阻。情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受力的基本公式可得AicBia]情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)。。Lepndt情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)止情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)系情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)交流電機(jī)內(nèi)部存在較直流電機(jī)更多的變量，對于磁鏈一項(xiàng)，就有定子磁鏈、氣隙磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈。在針對交流電機(jī)的具體控制方法中，著眼于不同磁鏈的控制相應(yīng)有不同的控制策略。以轉(zhuǎn)子磁場定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型最為簡單，此時(shí)式(7—29)中的程式為情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)2.磁場定向矢量控制規(guī)律分析根據(jù)前面MT坐標(biāo)系異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型可以推導(dǎo)出穩(wěn)態(tài)磁場保持不變的前提下，式(4一40)成立，轉(zhuǎn)子側(cè)無勵磁子的轉(zhuǎn)矩電流大小見式(4—41)可以看出其值與轉(zhuǎn)差頻率成正比，這也說明在理想空載情況下，電機(jī)將運(yùn)行于同情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)表4—1不同輸出轉(zhuǎn)矩情況下異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子勵磁分量（A))勵磁分量轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)矩分量（A))轉(zhuǎn)子磁鏈幅值()產(chǎn)生的電機(jī)轉(zhuǎn)矩()00000000情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)矩情況下，異步電機(jī)定子電流矢量各分量的情況。從中可以清晰地看出，轉(zhuǎn)矩直接與定子電流中的轉(zhuǎn)矩分量成正比；而工作磁場由定子電流的勵磁分量直接決定。由于異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子工作氣隙的存在，電機(jī)的勵磁電流不可忽略。所以在轉(zhuǎn)矩較小的情況下，轉(zhuǎn)矩與定子電流幅值明顯不成比例；而在轉(zhuǎn)矩較大的情況下，勵磁電流情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)從情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)根據(jù)式(4-37)和式(4—38)可以知道，在輸出同情況下，電機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流有不同的組合。異步電動機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩曲線為圖7：14所示的雙曲線的一支(圖中未畫出的另一支對應(yīng)著反向勵磁工況)，在給定的電流限制情況下，電流工作點(diǎn)在曲線ABC上，明顯可以看出不同工作點(diǎn)的定子電流幅值(即原點(diǎn)到曲線上各點(diǎn)的距離，例如線段OB的長度)是不同的，因而不同的工作點(diǎn)對應(yīng)的電機(jī)損耗是不同的。所以在追求較高效率的運(yùn)行場合中，不會將磁場保持在某一恒定值，而是根據(jù)輸出轉(zhuǎn)矩的不同，在相應(yīng)的恒轉(zhuǎn)矩曲線中找到效率較高的工情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)3.典型異步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)采用常規(guī)方法調(diào)節(jié)異步電機(jī)的繞組相電流(ABC系統(tǒng))很難分有效轉(zhuǎn)矩分量和有效磁通分量分離出來，從而便于對轉(zhuǎn)矩和磁通實(shí)施有效的解耦控制，改進(jìn)傳動系統(tǒng)中異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制特性。從可以采用與直流電機(jī)類似的控制方法。交流電氣調(diào)速系統(tǒng)的本質(zhì)是電機(jī)轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式(4—38)可以知道，電機(jī)轉(zhuǎn)矩由定子電流轉(zhuǎn)矩分量與轉(zhuǎn)子磁鏈的乘積決定制好電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。這就意味著，首先需要找到轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶慷ㄏ虻男D(zhuǎn)坐標(biāo)系，然后對定子電流的兩個(gè)分量實(shí)施閉環(huán)控制。圖4-15給情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)變器供電?？刂葡到y(tǒng)首先根據(jù)外部給定信號(如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等)結(jié)合控制對象的信息(如電機(jī)參數(shù))設(shè)定電機(jī)運(yùn)行的磁鏈電流與轉(zhuǎn)矩電流的參考值、請(相當(dāng)于直流電動機(jī)的勵磁電流與電樞電流)——該參考值是MT同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的參考值；然后利用轉(zhuǎn)子磁場角度P進(jìn)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，將參考值變換到三相靜止坐標(biāo)系中，得到三相定子電流的參考值；根據(jù)此電流參考值采用合適的PWM(如電流滯環(huán)PWM)技術(shù)控制逆變器三相輸出電流密切跟隨情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)理想情況下認(rèn)為逆變器的電流響應(yīng)沒有延時(shí)，那么速系統(tǒng)就演化成為直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，這就是矢量控制技術(shù)的思路。虛線框2是將外部給定信號轉(zhuǎn)換成電機(jī)電流指令的單元，它比直流電機(jī)的控制器多了兩個(gè)變換單元,可以認(rèn)為是控制系統(tǒng)的軟件主要部分。實(shí)線框4表示調(diào)速系統(tǒng)中的硬件部分，也是涉及調(diào)速系統(tǒng)功率流的部分。實(shí)線框3表示了控制對象異步電動機(jī)和與其等效的直流情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)可以將異步電動機(jī)按照直流電動機(jī)來進(jìn)行控制了，實(shí)際應(yīng)用效果也表明它可以獲得與直流電動機(jī)相媲美的調(diào)速控制系統(tǒng)最關(guān)鍵的兩個(gè)環(huán)節(jié)，它決定了實(shí)際的矢量控制情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)圖4-16給出了具有較好實(shí)用價(jià)值的間接型磁場定向矢量控統(tǒng)7稱之為“間接型"是因?yàn)閳D中的磁場定向角由轉(zhuǎn)子位置信號和根據(jù)電機(jī)工作指令計(jì)算出的轉(zhuǎn)差角頻率啦的積分合成得到的，采用這種方式進(jìn)行磁場定向可以弱化系統(tǒng)對電機(jī)參數(shù)的依賴性。針對定子電流的閉環(huán)控制，圖中采用了三相定子電流閉環(huán)控制方案。在額定速度以上運(yùn)行時(shí)，圖中的函數(shù)發(fā)生器FG單元將根據(jù)電機(jī)速度適當(dāng)減少勵磁電流，從而在電壓有限的情況下可以繼續(xù)進(jìn)行升速。此外，。電動汽車中的車載儲能器件包括圖中的燃料電池發(fā)動機(jī)(FCE)、超級電容器(SC)及蓄電池(BAT)等，通常情況下，儲能器件最好通過一個(gè)DC／DC變換裝置與逆變器相連接，特別是燃料電池的特性比較軟，大負(fù)載情況下過多的電壓跌落會嚴(yán)重制約電動汽車動力性能的發(fā)揮；對于超級電容器和蓄電池，雙向DC／DC變換器可以將電動汽車制動時(shí)的電能重新儲存一部分，從而改善整車的能耗指標(biāo)。情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù),轉(zhuǎn)子磁場定向角島采用轉(zhuǎn)子磁鏈觀測器模型計(jì)算得到流的勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量進(jìn)行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過解耦單元和2r一2s旋轉(zhuǎn)變換單元后得到兩相靜止坐標(biāo)系中的定子電壓分量，該電壓分量通過SVPWM單元情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)結(jié)構(gòu)，該觀測器基于轉(zhuǎn)子磁鏈坐標(biāo)系，采用測量的電機(jī)定子電流信號和轉(zhuǎn)子位置，經(jīng)過磁場旋轉(zhuǎn)變換觀測出磁情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)二、基于定子磁鏈定向的異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)20世紀(jì)80年代中期，德國魯爾大學(xué)Depenbrock教授異步電動機(jī)的控制，后來逐步推廣到弱磁控制和同步電情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)在采用直接轉(zhuǎn)矩控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)中，利用轉(zhuǎn)矩閉環(huán),經(jīng)典的直接轉(zhuǎn)矩控制是在定子靜止坐標(biāo)系中針對電機(jī)的定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)施獨(dú)立控制，通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻選擇合適的電壓空間矢量(通過查詢電壓矢量表獲得)為配合該控制方法，定子磁鏈與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)調(diào)節(jié)器不再選用PI調(diào)節(jié)器，而是桌用具有繼電器特性的砰砰調(diào)節(jié)器。控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的非線性特征，但系統(tǒng)的響應(yīng)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)①基于靜止坐標(biāo)系對電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，控制系統(tǒng)。②沒有電流調(diào)節(jié)單元，不需要磁場定向矢量控制技③沒有專門的對定子電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的單元，不像磁場定向矢量控制技術(shù)中采用了專門的PWM算法(如④特有的電壓矢量選擇表。這在其他控制技術(shù)中通⑤對定子磁鏈幅值、電磁轉(zhuǎn)矩均通過砰砰滯環(huán)調(diào)節(jié)器實(shí)施閉環(huán)控制，這也是經(jīng)典直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)所特有情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)對交流電氣傳動系統(tǒng)進(jìn)行高性能的控制，必須盡量縮短電機(jī)的電磁暫態(tài)過渡過程。在機(jī)運(yùn)行過程中，如果進(jìn)行合適的控制使電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子或氣隙磁場中有一個(gè)始磁場定向矢量控制盡量保持轉(zhuǎn)子磁場的恒定，而直接轉(zhuǎn)矩控制則是力圖保持定子磁場的恒定，這是直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理之一。具體過程是引導(dǎo)定子磁鏈空間矢量的軌跡沿著一條預(yù)先設(shè)定好的曲線(如準(zhǔn)圓形、六邊形或者十八邊形等軌跡)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且預(yù)先設(shè)定了一個(gè)誤差帶，實(shí)際的定子磁鏈被控制在該誤差帶內(nèi)，是波動的。由于該誤差帶很小，可認(rèn)為其幅值基本不變。同時(shí)應(yīng)當(dāng)看出，定子磁鏈幅值的細(xì)小波動正是驅(qū)動直接轉(zhuǎn)矩控情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)將電壓型逆變器與電機(jī)的控制緊量，可以看出其中有兩個(gè)零矢量在原點(diǎn)(U0與U7)，其余6個(gè)非零電壓矢量在空間內(nèi)占據(jù)固定的位置，它們幅值相110是逆變器三相橋臂上橋臂開關(guān)器件的控制信號(1表的控制信號與之分別互反。圖4—21b把兩相靜止坐標(biāo)系、圓軌跡以及6個(gè)非零電壓矢量疊放在一起，并劃分了情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)圖4—21兩電平電壓型逆變器電壓空間情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)表4-2不同位置的定子磁鏈?zhǔn)茈妷菏噶康挠绊憣Χㄗ哟沛淎BCDEFGH定子磁鏈的幅值↑↑↓↓定子磁鏈的相角↑~↑~↓↓↓~↓~↑↑從表4-2可以知道：當(dāng)定子磁鏈?zhǔn)噶刻幱诓煌恢脮r(shí),即便是同一個(gè)電壓空間矢量，它對定子磁鏈的調(diào)節(jié)作用也是不同的，因此對整個(gè)空間劃分為六個(gè)扇區(qū)是必要的。考慮到六個(gè)非零電壓矢量以后，情況就更加復(fù)雜了S1內(nèi)各電壓矢量對定子磁鏈?zhǔn)噶康淖饔靡姳?-3，其余情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)表4-3扇區(qū)內(nèi)各電壓矢量對定子磁鏈的影響↓↓↑↑↓↑↓↑情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)可用于定子磁鏈的閉環(huán)自調(diào)節(jié)而相角的增加或減小則與綜上所述，要對定子磁鏈進(jìn)行控制，只要知道其當(dāng)前所在的扇區(qū)以及控制的目標(biāo)(使其增大還是減小)即2)逆變器輸出電壓矢量對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制作用參考式情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)圖4—22電壓空間矢量對磁鏈軌跡的控制作用圖情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制的兩個(gè)控制目標(biāo)，同時(shí)針對定子磁鏈幅值與電機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行閉環(huán)控制，圖4-19中的控制器選擇逆變器的電壓矢量時(shí)，需要使得該電壓矢量同時(shí)對定子磁鏈幅值I吼I和電磁轉(zhuǎn)矩L進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，表4—4給出表4—4對定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié)的電壓矢量S2太小或U7情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)表中最后一項(xiàng)與的選擇是根據(jù)前一時(shí)刻所選的電壓注意：表4—4僅對電機(jī)正轉(zhuǎn)起作用，反轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)把電壓矢量的選擇順序倒過來；另外，可以看出該表中電壓矢量的選擇是以轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)為中心，同時(shí)兼顧磁鏈的調(diào)節(jié)。下面對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制變頻調(diào)速系統(tǒng)中電機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動進(jìn)行分析。首先假定定子磁鏈幅值維持在其給定值嚷,略去定子電阻的影響，定子電壓矢量方程式可以表示1情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制(classicaldirecttorque交替作用在電機(jī)定子上的。圖4—23a、b、c給出了電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小的三種工況下，定子電壓矢量對定子磁鏈瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)角速度作用的示意圖，圖7-23d、e、f給出了三種工況對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的示意圖。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行于穩(wěn)態(tài)情況下，定子磁鏈旋轉(zhuǎn)的平均角速度與電機(jī)轉(zhuǎn)子的電角速度是近似這是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近基速一半時(shí)的工況。此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩以較快的速度交替上升與下降，總的說來，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)較大，為了減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動，有多種改進(jìn)方案被提出，下面介采用SVPWM技術(shù)對兩電平電壓型逆變器的基本電壓矢量進(jìn)行線性組合，可以得到相角任意的、幅值較小的電壓空間矢量，采用該技術(shù)可以擴(kuò)充電壓矢量表的矢量個(gè)數(shù)。例如，可以在原有(圖4—24a)電壓空間矢量中擴(kuò)充出6個(gè)幅值較小的同方向電壓矢量(圖4-24b)，也可以在原有6個(gè)電壓矢量錯開30°的位量(圖4—24c)，這樣就可以得到圖7-24dr扣類似于三電平電壓型逆變器的共19種不同的電壓空間矢量。它與三電平逆變器不同的是情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)圖4—26基于占空比調(diào)節(jié)的交流電機(jī)直接情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)的速度、轉(zhuǎn)矩的誤差量以及定子磁鏈幅值的誤差量來確①占空比連續(xù)可調(diào)，包含了前述方案——合成小幅②在大的情況下，仍然可以對交流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩,該單元需要考慮以下幾個(gè)因素：在定子磁鏈幅值保持速定子磁鏈的過渡過程；注意電磁轉(zhuǎn)矩在暫態(tài)過程中的響應(yīng)速度。合理的設(shè)計(jì)占空比，可以使系統(tǒng)保持較好的情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)都可以針對交流異步電動機(jī)實(shí)施高性能的動態(tài)控制，是目前針對交流電機(jī)的兩種最為典型的控制技術(shù)，表4—6給出了兩者的性能與特情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)性能、特點(diǎn)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)雙閉環(huán)控制定子磁鏈幅值與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的雙閉環(huán)電機(jī)定子勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流的雙閉環(huán)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩直接閉環(huán)控制無轉(zhuǎn)矩的直接閉環(huán)控制電機(jī)磁鏈控制需要定子磁鏈大致位置，定子磁鏈幅值閉環(huán)控制需要轉(zhuǎn)子磁鏈精確定向，轉(zhuǎn)子磁鏈可以開環(huán)或者閉環(huán)控制電流控制無電流的閉環(huán)控制有定子電流的閉環(huán)控制坐標(biāo)變換靜止坐標(biāo)變換旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換閉環(huán)控制調(diào)節(jié)器滯環(huán)調(diào)節(jié)器，典型的非線性環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的PI線性調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)更快快轉(zhuǎn)矩脈動脈動較大較平滑PWM算法電壓矢量表，僅能輸出幾個(gè)有限的離散的定子電壓矢量傳統(tǒng)的SPWM/SVPWM等算法,較容易控制逆變器輸出電機(jī)期望的定子電壓矢量情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的最大特點(diǎn)是其轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的快速性，圖4—27給出了試驗(yàn)測試的D億與R)C控制技術(shù)中電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間對比圖。從圖情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)機(jī)轉(zhuǎn)矩的紋波系數(shù)對比圖。從中可以看出，不同頻率下情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)三、異步電動機(jī)無速度傳感器控制技術(shù)高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)一般需要在電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上安裝機(jī)械式傳感器以測量轉(zhuǎn)子的速度和位置。這些機(jī)械式傳感器通常是光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器和測速發(fā)電機(jī)，傳感器可以提供控制電機(jī)所需的轉(zhuǎn)子機(jī)的空間尺寸和體積，應(yīng)用機(jī)械式傳感器檢測轉(zhuǎn)子的速度和位置需要增加電動機(jī)與控制系統(tǒng)之間的連接線和接口電路，使系統(tǒng)易受干擾，動系統(tǒng)不能廣泛適應(yīng)于各種場合。③機(jī)械式傳感器及其輔助電路增加了傳動系統(tǒng)的成本，某些高精度傳感器的價(jià)格甚至可以與電動機(jī)本身價(jià)格相比。情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)為了克服使用機(jī)械式傳感器給傳動系統(tǒng)帶來的缺陷，許多學(xué)者開展了無傳感器控制技術(shù)的研究。無傳感器交流傳動系統(tǒng)是指利用電動機(jī)繞組的有關(guān)電信號(如電壓、電流等)，通過適當(dāng)方法估計(jì)出轉(zhuǎn)子制。省去速度傳感器進(jìn)行高性能的交流調(diào)速一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，總的說來，無速度傳感器控制技術(shù)中常用的估算方法有：①利用定子端電壓和電流直接計(jì)算轉(zhuǎn)子速度和位置。②基于觀測器的估算方法。③模型參考自適應(yīng)(modelreferencingadapti④擴(kuò)展卡爾曼濾波器(extendedka⑤基于電機(jī)結(jié)構(gòu)特征的速度與位置估算方法。情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度是電機(jī)同步速度與轉(zhuǎn)差速根據(jù)電機(jī)數(shù)學(xué)模型，可根據(jù)下式估算定子磁鏈情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)由于逆變器間隔輸出零電壓矢量和非零電壓矢量，所子瞬時(shí)角速度會有較大的跳變，瞬時(shí)轉(zhuǎn)差角速度甌與轉(zhuǎn)矩的微分關(guān)系密切，也會出現(xiàn)較大的波動薌這兩項(xiàng)需要經(jīng)過情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)從異步電動機(jī)兩相靜止坐標(biāo)系下的電壓和磁鏈方程情境三交流異步電動機(jī)控制技術(shù)冷交流異步電動機(jī)在電動汽車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如日本三菱汽車工業(yè)公司的REBEL。EV小型乘用車采用了20kW/240V的異步電動機(jī)，采用晶體管逆變器和矢量控制kW／300V的異步電動機(jī)，采用了變壓變頻控制的逆變器我國BK6120EV電動公交客車采用了YDBl極交流異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。電機(jī)額定功率為100kW，峰值功率為160kW，額定電壓240V，額定效率93質(zhì)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)交流永磁電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的氣隙磁場的不同可以分為無刷直流電動機(jī)與永磁同步電動機(jī)兩類，前者氣隙磁場呈梯形波，后者則機(jī)的位置傳感器提供電機(jī)的位置信號并依此計(jì)算出電機(jī)的速度，控制系統(tǒng)中的速度調(diào)節(jié)器ASR根據(jù)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度和速度指令得出電流的命令值，根據(jù)式(4—61)可知，控制好電機(jī)的電流也就意味著控制好情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)控制系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器ACR根據(jù)電流反饋值及其命令值計(jì)算出電壓型逆變器輸出的脈沖占空比，經(jīng)過PWM單元后產(chǎn)生O、1開關(guān)信號，并且經(jīng)由邏輯控制單元最終產(chǎn)生動機(jī)工作時(shí)，必須基于轉(zhuǎn)子位置信號，通過逆變器對電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與永磁式轉(zhuǎn)子相互作用，從而驅(qū)動無刷情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4無刷直流電動機(jī)繞組通電原理圖情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)2)逆變器的PWM調(diào)制模式不同PWM調(diào)制模式中電機(jī)換相過程中的轉(zhuǎn)矩脈動是不同的，有文獻(xiàn)指出“ON_PWM"模式對于減小反電動勢電流最為有利；也有文獻(xiàn)得出結(jié)論——只有當(dāng)直流母線電壓大于4倍電機(jī)反電動勢時(shí)，才能通過PWM調(diào)制來消除換相轉(zhuǎn)矩脈動，并且采用“P眥ON"模式最有利于減小換相轉(zhuǎn)矩交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—33不同類型的PWM調(diào)制模式情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)表4—7給出了單側(cè)調(diào)制與雙側(cè)調(diào)制模式下電機(jī)制動時(shí)的電流與轉(zhuǎn)矩脈動比較，從中明顯可以看出，雙側(cè)調(diào)制模式下,電機(jī)的電流與轉(zhuǎn)矩脈動明顯減小，也有利于提高調(diào)速系表4—7不同調(diào)制模式下電機(jī)制動時(shí)的電流與轉(zhuǎn)矩脈動比較雙側(cè)調(diào)制情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)向器的開關(guān)狀態(tài)在電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)60°電角度的范圍內(nèi)保持不變，在此過程中，定子合成磁動勢與轉(zhuǎn)子位置角度的差值從120°減小到60°。從平均值意義上說，可以認(rèn)為定子合成磁動勢與轉(zhuǎn)子磁動勢相垂直，從而可產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩。但是當(dāng)電機(jī)工作速度較高或逆變器直流側(cè)電壓較低時(shí),逆變器難以向電機(jī)提供所需的電流，因此待導(dǎo)通的定子相繞組必須提前導(dǎo)通一段時(shí)間，此時(shí)相電流會超前反電動勢，因而會產(chǎn)生一個(gè)去磁電流分量，即進(jìn)行弱磁調(diào)速。提情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)根據(jù)前述分析可知，轉(zhuǎn)子位置信號對控制逆變器開關(guān)管的切換的獲得是實(shí)現(xiàn)無刷直流電動機(jī)控制的關(guān)鍵之一。一般場合中，通常采用安裝在電機(jī)定子側(cè)的霍爾開關(guān)型磁敏元件提供電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息6但位置傳感器的引入增加了電機(jī)成本，對于容量在數(shù)百瓦以下的無刷直流電動機(jī)，常用的霍爾IC位置傳感器的成本通常為電動機(jī)本體的30％左右；位置傳感器的使用勢必會帶來更多的信號線，當(dāng)電動機(jī)需要封閉運(yùn)行時(shí)，這些連接線都是較多的信號線易受到干擾，降低系統(tǒng)的抗干擾性；在水泵等一些高溫、冷凍或腐蝕性環(huán)境的場合，傳感器的可靠性也會降低，甚至常出錯或根本無法工作。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)為此，研究無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的無傳感器控制技術(shù)是無刷次諧波電壓檢測等多種實(shí)用的無位置傳感器控制技術(shù)，并有國際整流器(IR)等公司開發(fā)的永磁電機(jī)無傳感器控制的商用集成芯片。1)常用的無刷直流電動機(jī)無傳感器控制技術(shù)反電動勢過零點(diǎn)檢測法反電動勢過零點(diǎn)檢測法是目前最常用、實(shí)現(xiàn)最簡單的一種無位置傳感器運(yùn)行方式，尤其是在家電領(lǐng)域。這種方法較適用于三相繞組Y形接法行、忽略電機(jī)電樞反應(yīng)的前提下，通過檢測關(guān)斷相繞組反電動勢的過零點(diǎn)來獲得永磁轉(zhuǎn)子的位置信息，并以此得到電機(jī)的換相信息，從而控制電機(jī)三相繞組相電流的切換，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。反電動勢過零再通過積分器或低通濾波器來得到轉(zhuǎn)子位置信息，電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)測出的定子端部電壓、、包含了PWM電路的斬波信號，積分器不僅可以濾掉電壓毛刺，還可以產(chǎn)生不受限于轉(zhuǎn)子速度的換相信號。換相點(diǎn)通常發(fā)生在反電動勢過零點(diǎn)30°電角度，借助于單片機(jī)或DSP的內(nèi)部計(jì)數(shù)器，可以方便地確定換相點(diǎn)，還可以通過軟件大了該方法的適用范圍。調(diào)節(jié)過零點(diǎn)和換相點(diǎn)之間的時(shí)間，以補(bǔ)償高速情況下電工作可靠，是最為實(shí)用的一種無刷直流電動機(jī)無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測方法。該方法是基于對電機(jī)斷開相端電壓情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)但是，該方法需要引入一個(gè)在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)都要求具有恒定相移的無源低通濾波器，設(shè)計(jì)出完全滿足這說，該方法實(shí)際檢測的是繞組反電動勢，由于反電動勢的幅值大小與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，所以在低速時(shí)，反電動勢信號很難檢測到。在電動機(jī)起動時(shí)，可以首先使用開環(huán)同步電機(jī)模式運(yùn)行以產(chǎn)生一定的初速度，然后切換到基于反情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4-35反電動勢過零法電路中各關(guān)鍵情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)反電動勢三次諧波積分檢測法反電動勢三次諧波積分法適用于120°導(dǎo)通、三相Y形繞組的無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測。圖4-36給出了該方法的電路原理圖，可以看出在Y形電機(jī)繞組上，并聯(lián)一個(gè)Y形電阻網(wǎng)絡(luò)，阻值為的三個(gè)電阻構(gòu)成了星形網(wǎng)絡(luò)，公共端串聯(lián)后連接在直流母線上，構(gòu)成一個(gè)直流母線中點(diǎn)電位參考點(diǎn)h，實(shí)際電機(jī)繞組的中性點(diǎn)記為s。通過電阻網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)n與直流側(cè)中點(diǎn)h之間的電壓銘來獲得三次諧波，省去了電機(jī)繞組與電阻網(wǎng)絡(luò)兩中性點(diǎn)之間的連線。這種位置檢測方法與利用反電動勢過零點(diǎn)檢測方法相比，具有更寬廣的調(diào)速范圍，但也需要采用開環(huán)方式起動。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—36基于反電動勢三次諧波積分檢測情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)換順序。從中明顯可以看出，三次諧波積分值的過零點(diǎn)決定了逆變器各開關(guān)器件的開關(guān)切換時(shí)刻，上升沿的過零點(diǎn)決定了逆變器上橋臂器件的導(dǎo)通時(shí)刻，下降沿的過零點(diǎn)決點(diǎn)檢測法相比，三次諧波積分法和電機(jī)速度、負(fù)載情況無情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)4—37反電動勢三次諧波積分過零法各物理量波形圖情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)寬的調(diào)速范圍，在低速時(shí)，三次諧波信號依然可以檢測到,而反電動勢過零點(diǎn)檢測法在低速時(shí)的性能則大大降低。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)2)無刷直流電動機(jī)常用無傳感器控制．芯片ML4428芯片是MicroLinea控制器，該芯片采用28腳DIP／SOIC封裝，工作電壓12V，可直接驅(qū)動高端MOSFE器件以驅(qū)動無刷直流電機(jī)。該芯片采用反電動勢過零檢測法實(shí)現(xiàn)無傳感器控制，并且可以根據(jù)外部電壓參考值進(jìn)行電ST7MCl芯片是ST公司開發(fā)的用于正弦波和梯形波永磁電機(jī)的控制芯片，該芯片有6路PWM輸出通道，用于轉(zhuǎn)子位置檢測的4路模擬輸入通道可以接受無傳感器／霍爾傳感器／測速發(fā)電機(jī)／編碼器等4不超過8MHz，且芯片具有良好的電磁兼容性能。此外，無刷直流電動機(jī)的無傳感器控制芯片也可選用IRMCK203等用于正弦波無傳感器控鈕l的專用控制芯片。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)二、永磁同步電動機(jī)控制技術(shù)其與圖4—10對比，其定子繞組與異步電動機(jī)一樣都是交流分布式繞組，不同的是轉(zhuǎn)子為永磁體，它可以提供電機(jī)穩(wěn)定工作所需的磁場，從而無需像異步電動機(jī)需要從定子側(cè)感應(yīng)出轉(zhuǎn)子側(cè)電流后才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。圖4—38中坐標(biāo)系的d軸定位于轉(zhuǎn)子永磁體磁場方向上，因此坐標(biāo)系將會隨參考異步電機(jī)MT坐標(biāo)系動態(tài)數(shù)學(xué)模型的矢量方程式情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—39PMSM等效電路情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—40PMSM的矢量圖情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)磁同步電動機(jī)。從電機(jī)轉(zhuǎn)矩公式(4—80)可以看出轉(zhuǎn)矩分為兩個(gè)部分，其一為永磁體產(chǎn)生的磁鏈與定子電流轉(zhuǎn)矩分量作用后產(chǎn)生的永磁轉(zhuǎn)矩，其二為轉(zhuǎn)子的磁凸極效應(yīng)使定子電流勵磁分量與轉(zhuǎn)矩分量產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。這兩部分轉(zhuǎn)矩都與定子電流轉(zhuǎn)矩分量主q成正比，也就是說，可以通過控制定子電流轉(zhuǎn)矩分量的大小來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，這一電流與直流電動機(jī)的電樞電流相對應(yīng)，因此永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制可以轉(zhuǎn)化為定子電流轉(zhuǎn)矩分量的控制。另外，定子電流的勵磁分量主d會影響電機(jī)定子磁鏈的大小，可以通過它產(chǎn)生弱磁升速的效果，這一點(diǎn)與直流電動機(jī)的勵磁電流類似。所以永磁同步電動機(jī)與直流電動機(jī)存在很大的相情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)磁場定向矢量控制技術(shù)的核心是在轉(zhuǎn)子磁場旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中針對定子電流的勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量分別進(jìn)行控制；并且采用的是經(jīng)典的PI線性調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)呈現(xiàn)出良好的線性特性，可以按照經(jīng)典的線性控制理論進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；逆變器的控制采用了較成熟的SPWM、穩(wěn)態(tài)性能較佳，所以得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，其控制原理坐標(biāo)變換使用，另一方面進(jìn)行微分計(jì)算得到電機(jī)的角速度∞,電機(jī)的實(shí)際角速度與角速度。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—41永磁同步電動機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)耦單元，電機(jī)定子電流的解耦控制效果就會明顯提高很多。情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—42基于前饋型解耦的永磁同步電機(jī)矢量情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)4—43前饋單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖，里面除了先前的速度閉環(huán)、兩路電流閉環(huán)以外，還增加了一個(gè)電壓閉環(huán)。新增閉環(huán)可以抵消電機(jī)運(yùn)行時(shí)對定子電壓的額外要求，從而使定子電流調(diào)節(jié)器不進(jìn)入深度飽和，進(jìn)而對定子電流實(shí)施有效的閉環(huán)控情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)4—44含有逆變器直流電壓閉環(huán)的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)直接轉(zhuǎn)矩控制在20世紀(jì)80年代后期提出以后，首先在交流異步電動機(jī)的控制中得到應(yīng)用，后來逐漸推廣到弱統(tǒng)如圖4-45所示，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，它與異步電動機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)比較相似，其控制原理也是基于電壓型逆變器輸出的電壓矢量對同步電機(jī)定子磁場和電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—46扇區(qū)&內(nèi)各電壓矢量在M、T軸的分量情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)表4—8扇區(qū)&中各電壓矢量對定子磁鏈幅值作用表定子磁鏈幅值↓↓↑↑↑情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)在一個(gè)控制周期t內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)矩增量的三個(gè)組成部分與電機(jī)自身的參數(shù)、轉(zhuǎn)子磁鏈的幅值、電機(jī)在前一時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)子的速度、數(shù)字控制系統(tǒng)的控制周期以及定子電壓矢量有影響因素周期壓矢量轉(zhuǎn)矩增量√√√×××××√√√×√×√√×√√×√情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)4)常見永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)定子磁鏈的觀測是直接轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)。各種觀測模型中較簡單的模型是利用定子電壓、電流的電壓模型與利用定子電流和轉(zhuǎn)子位置的電流模型，如圖4—48中兩虛線框所示。但存在開環(huán)觀測帶來的誤差問題，采用圖4—48所示的混合模型，可以改善觀測結(jié)果。相關(guān)文獻(xiàn)指出，在引入了相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的情況下，可以進(jìn)一步改善中高速運(yùn)行時(shí)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)PMSM的轉(zhuǎn)子提供了電機(jī)工作所需的磁場，而直接轉(zhuǎn)矩控制中，需要對電機(jī)的定子磁鏈進(jìn)行閉環(huán),所以定子磁鏈幅值如何選取是需要斟酌的。在基頻以下時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩指令的需求確定所需的最小定子磁鏈，可以保證負(fù)載角不超過其限制值，從而提高轉(zhuǎn)矩的可控性，如圖4—49中的MTPF單元；在基頻以上時(shí)，根據(jù)定子電壓情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)情境四交流永磁電動機(jī)控制技術(shù)圖4—50基于定子電流閉環(huán)