基于模型预测控制策略的电动车用无刷直流电机回馈制动的研究

电动汽车为了延长续驶里程,需要将电动汽车制动时的能量进行回收,而电机的制动效果直接影响着汽车的安全性和舒适性。提出了一种基于模型预测电流控制的恒值电流回馈制动控制策略。首先介绍了无刷直流电机控制系统单管调制的回馈制动原理,推导出了回馈制动的数学模型公式,然后建立了制动电流闭环调节系统,采用模型预测控制策略对回馈制动电流进行调节,控制回馈制动电流和转矩保持恒定。最后搭建了系统实验平台,实验结果验证了所提出控制策略的有效性,制动过程中制动电流和制动力矩保持稳定。     

无刷直流电机回馈制动的PWM调制方式研究

介绍了无刷直流电机回馈制动时的四种PWM调制方式,详细分析了四种不同的调制方式对无刷直流电机换相过程及换相转矩脉动的影响。通过分析得出,当回馈制动时,采用PWM_OFF型调制方式时,无刷直流电机的换相过程最短、换相转矩脉动最小。仿真结果证明了结论的正确性和实用性。     

新型电动车用无刷直流电机回馈制动控制技术

分析了无刷直流电机低速能量回馈制动控制的基本原理;针对回馈电流恒定的制动方式中,电流经功率器件的二极管产生损耗较大的缺点,提出了基于同步整流技术的能量回馈制动控制新方法。该方法在回馈制动的续流阶段和充电阶段,反向导通功率管的开关器件代替二极管作为电流回路,以此降低回馈电路上的通态压降,减小功率损耗,达到高效驱动的目的。通过对该方法的分析,得出了调制导通功率器件的逻辑顺序,并根据工程应用进行了相关简化。仿真和试验结果表明,在制动中采用此方法既能高效回馈能量,又能明显缩短制动时间。     

电动叉车用无刷直流电机混合制动的研究

根据无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,简称BLDCM)的电气制动理论,分析并研究了用于电动叉车上的无刷直流电低速能量回馈制动方式,针对其低速时制动强度不足的缺点,对该制动方法进行了改进,提出了以回馈制动与反接制动相接合的混合制动方式.计算机仿真及电机运行实验证明,提出的混合制动方式不但能实现能量回馈,而且能缩短制动时间,还能有效地实现电动叉车的电气制动.     

电动车永磁无刷直流电机制动及储能的研究

本文对永磁无刷直流电机从电动运行过渡到回馈制动运行的整个过程进行了分析，并且对电容存储的能量进行计算和推导。分析表明：回馈制动可以设置适当的占空比，利用电感的升压作用，向直流侧回馈能量。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了回馈制动方式的特点。     

一种电动车用无刷直流电机混合回馈制动控制方法

在能量回馈制动原理的基础上,详细分析了无刷直流电机的半桥斩波回馈制动和全桥斩波回馈制动。针对半桥斩波非导通相续流的弊端和全桥斩波存在临界转速的缺点,提出采用全桥斩波和半桥斩波相结合的混合回馈制动控制新方法。该方法在临界转速以上采用全桥斩波回馈制动,以避免非导通相的续流,减小转矩脉动,实现平稳制动;在临界转速以下采用半桥斩波回馈制动,以减小能量损失,达到高效驱动的目的。仿真和实验结果表明,在制动中采用该方法既能高效回馈能量,又能实现平稳制动。     

能量回馈制动在电动汽车中的应用

回馈制动是用于电动汽车的电机及其控制系统中的一项关键技术,先以无刷直流电机半桥斩波回馈制动为例说明能量回馈的原理,进而阐述了作为实际应用前提的约束条件和控制策略,最后从试验的角度验证了该控制技术的可行性。     

电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统低速能量回馈制动的研究

本文分析了由蓄电池洪电的逆变器－水磁无刷直流电机系统在作电动汽车动力时实现电气制动的方法，着重研究了当电机转速低于电机空载额定转速时电磁制动及能量回馈的原理．提出了一种低速能量回馈制动的简便控制方法、计算机仿真和样机实验结果表明，采用本文听提出的控制方法，可方便地实现电动汽车的低速电气回馈制动     

无刷直流伺服电机位置控制过程的研究

首先介绍了无刷直流电动机的等效模型和机械特性.详细分析了电机启动、稳速运行和制动的控制过程和控制策略:电动采用三相6状态控制方法,制动采用控制性能好的低速能量回馈制动控制方法,以及电动和制动下PWM调制的主电路工作模态.针对燃料电池供电的伺服电机,研究了一种用来释放多余回馈能量的电压泵升电路.仿真和实验结果证明了文中分析的可行性和正确性.     

永磁无刷直流电机PWM调制方式研究

分析了永磁无刷直流电机电动运行时不同PWM调制方式对电枢电流的影响,得出了采用全桥载波时电流波动最小,转矩脉动最小的结论。又提出了一种能量回馈制动的方法,实现了电机制动时能量的回馈。     

一种再生制动控制策略的实验与仿真分析

再生制动是目前电动汽车的研究热点。以制动时电机制动转矩恒定及启动时超级电容电能优先利用为目的,设计了一种新的再生制动主电路拓扑结构和控制策略。在Simulink仿真环境下搭建系统数学模型,在理论上对再生制动系统进行仿真和研究,最后分析对比实验和仿真数据。结果表明,此再生制动控制策略在车辆制动过程中能够有效地控制电机制动转矩和回收动能,提高了电动汽车的续驶里程。     

基于电池SOC的永磁同步电机能量回馈策略研究

相对于传统的机械制动方法,电动汽车的再生制动能够有效减小能量损耗,在满足汽车减速性能的前提下,提高能量回收效率,保证动力电池安全、可靠工作。通过研究永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的制动性能和动力电池在制动过程中的荷电状态(state of charge,SOC)变化,建立了电动汽车的PMSM动力模型和动力电池SOC能量回馈模型。在此基础上,给出了确定再生制动能量回馈最优工作点的策略,合理分配机械制动和再生制动在电动汽车制动过程中所占的比重。最后搭建了电动汽车动力系统模型,仿真结果表明,所提出的能量管理策略能够在保证减速性能和电池安全的前提下提高能量回收效率。     

一种改善BLDCM调速性能的模糊矢量控制策略

针对永磁无刷直流电机(BLDCM)在方波控制时转矩脉动大、电流畸变程度大以及反电势不稳定造成转速波动的问题,本文在分析BLDCM控制方式的基础上,将这些问题的原因归结于控制时的电流换相以及反电势并非理想方波电势。基于此,针对电动汽车BLDCM提出一种基于模糊控制的无刷直流电机矢量控制调速策略,此策略使用模糊控制器对转速误差进行调节,进而增强系统的调速性能;使用矢量控制取代方波控制,进而克服转矩脉动、电流畸变以及反电势不稳定等问题。实验结果表明,本文提出的控制策略能较好地抑制转矩脉动,并使电流以及转速更加平滑稳定。     

一种开关磁阻电机驱动系统绕组能耗制动方式研究

针对基于整流桥交流供电的小惯量开关磁电机驱动系统,为了避免开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线器件的冲击,本文采用了一种SRM绕组能耗制动方法,将制动产生的能量消耗在电机定子绕组上,通过对SR电机绕组能耗制动深入分析和仿真计算,提出了一种开关磁阻电机绕组两相直通绕组能耗制动控制方法,无需专门制动电阻泄放回路,在保证安全快速制动的前提下,简化了驱动系统的结构。以一台基于整流桥供电的四相8/6开关磁阻电机为应用对象,阐述所提方法的具体实施办法。研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又可以避免制动能量回馈对母线电子元器件的冲击,提高了制动过程的可靠性和安全性。     

变频驱动异步电机再生制动及馈电技术

针对通用变频器不能直接用于快速启动、制动和频繁正反转调速场合问题,探讨了变频调速系统中的再生能量产生机理,尤其是对再生能量回馈状态下惯性体的运动能量、有源逆变回馈能量、制动转矩进行了定量分析,揭示了各物理量之间的关系,设计了一种通用变频器能量回馈控制系统。实验表明,该系统馈送电流谐渡小,功率因数高,能够有效地实现能量回收和精确制动;该系统使得变频器可以实现四象限运行,节能效果明显。     

Optimum design of a regenerative braking system for electric vehicles based on fuzzy control strategy

A regenerative braking system (RBS) can prolong the driving distance of electric vehicles by converting mechanical energy into electric energy. In this paper, an RBS based on fuzzy control strategy is proposed. By analyzing the characteristics of all factors, under the assurance of safety and stability during braking conditions, a fuzzy control model was established in the MATLAB/SIMULINK environment and verified by using simulation software Advisor2002. In order to recover more energy, the control model was optimized by the Taguchi method, and a new fuzzy control model was established and simulated. The simulation results show that by using the optimized fuzzy control system, more braking energy can be recovered and that the energy recovery efficiency can be increased. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电动汽车用高效回馈制动控制策略

为了提高电动汽车再生制动能量的回收和利用效率,在分析电动汽车典型循环工况制动时驱动电机的工作特点,并在同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电机动态数学模型制动时能量转换关系的基础上,提出了基于损耗模型的高效制动效率优化控制策略。根据制动时的车速和制动转矩需求,重新分配感应电机的转矩和励磁电流,并结合给出的电动汽车前后轮制动力分配方案,可实现制动能量的高效回收利用。通过仿真软件ADVISOR中的对比仿真结果验证了控制策略的有效性,制动能量回收率有明显改善,提高了电动汽车电驱动系统效率,有利于合理利用其有限的能量延长电动汽车续驶里程。     

HEV车载复合电源系统控制策略优化研究

HEV车载复合电源是将高比功率的超级电容与高比能量的蓄电池复合使用,通过合理的能量管理策略,以提高HEV汽车能源系统性能的技术。在分析车载复合电源系统的结构、功率需求及电源约束条件的基础上,建立了以车辆燃油消耗率和再生制动能量回收率为优化目标函数的能量管理问题数学模型。然后,根据复合电源系统的工作模式设计了基于模糊逻辑的能量管理控制器,利用遗传算法对功率分配因子的隶属度函数参数进行优化。基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,提高了制动能量回收率。