永磁驱动重构型车载充电机三相DC/DC变流器的研究

提出了一种新型永磁驱动重构型车载充电机三相DC/DC变流器集成系统。该集成系统将永磁驱动的电机绕组和DC/AC逆变器重构成车载充电机实现电动汽车驱动-充电的集成,具有空间利用率高、充电快速和可靠性高等特点。分析了集成系统的结构和工作原理,推导了充电系统的三相DC/DC变换器数学模型。在此基础上,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了驱动-充电集成系统仿真模型,对同步脉宽调制(PWM)控制和交错PWM控制策略进行仿真研究,分析对比了交流侧电压电流、直流侧电机绕组电感电流和直流侧电压波形。仿真结果表明,与交错PWM控制策略相比,同步PWM控制策略下该新型结构充电系统具有更好的运行性能。     

高功率密度双驱动控制器开发与验证

针对新型混合动力机电耦合总成系统开发了一款高功率密度双驱动控制器。详细阐述了该控制器的结构设计方案,并对硬件电气原理和软件控制策略进行了介绍,提出了叠层式七通道的冷却设计方案,并通过有限元仿真对双驱动控制器的散热效果进行了热仿真研究。最后,通过制造样机对双驱动电机控制器进行了台架试验,试验结果表明,所设计的双驱动电机控制器具有高效的冷却效果和稳定的控制性能。     

基于数字控制的双向BUCK-BOOST变换器的研究

数字控制双向BUCK-BOOST变换器在电动车电驱动系统和车载充电系统中得到了广泛的应用并拥有良好的应用前景。设计了一款基于STM32单片机的数字控制双向BUCK-BOOST变换器。研究结果表明，在电压外环和电流内环的双闭环控制策略下，该变换器可满足稳态运行控制要求。采用数字控制的方式有望使得DC/DC变换器的控制与电机的控制能共享控制器资源，有利于实现它们在控制方法上的耦合，进一步提升电动车电机驱动系统控制的灵活度。     

一种往复开关磁阻直线电机的设计与控制

以往复活塞式压缩机为应用背景,提出了一种具有简单结构及单方向力驱动的往复式开关磁阻直线电机,并基于有限元方法进行了电机的参数化设计。针对开关磁阻电机的非线性电磁力及磁链特性,基于三维有限元方法分析了电机的位置/电流/电磁力和位置/电流/磁链特性。针对此单方向力驱动的电机提出了一种综合控制策略,其由"推秋千"控制器、PI电流控制器、行程控制器及平衡位置控制器组成。"推秋千"控制器控制电机电流的导通时刻,以保证电机动子在其机械谐振频率上运行,PI电流控制器通过脉宽调制开关功放控制电机电流,行程控制器及平衡位置控制器分别控制行程和平衡位置。在有限元分析和参数测试的基础上,在Matlab/Simulink环境中建立了电机、压缩机及控制系统的仿真模型,并以此分析了给定行程下,控制系统控制直线电机驱动压缩机的动态性能。最后进行了实验测试,并与仿真结果进行了比较,结果相一致,验证了所设计的电机及所提出的控制策略的可行性和有效性,其中的"推秋千"控制器能够使电机动子在其谐振频率上运行。     

小型无人地面车辆驱动电机建模与仿真

针对小型无人地面车辆对驱动电机的要求,选用永磁无刷直流电机。简要分析了永磁无刷直流电机的工作原理,在建立电机物理和数学模型基础上,采用PI控制对控制器进行设计,然后结合小车动力学模型进行仿真、分析,获得了较为理想的结果,为小型无人地面车辆驱动系统设计提供了依据。     

电动车动力系统测试平台的设计与实现

采用模块化设计方法研制了一套大功率、宽转速的电动车动力系统测试平台,可针对不同类型的电动汽车驱动电机、控制器和动力总成等进行单部件及系统测试,可适应不同通信协议的电机CAN通信配置,且可进行自定义路况试验（包含电惯量模拟）。主要从测试平台总体设计原理,测试平台测控系统设计和试验结果分析3个方面进行分析。结果表明,该测试平台能够满足不同类型的宽转速范围的电机及控制器的测试需求。     

节能型电动车驱动系统的研究

提出了一种将能量双向流动的Boost DC／DC变换器与变频调速器结合驱动鼠笼型异步电机的节能型电动车驱动系统，它实现了在下坡减速或刹车时能量向电源的回馈，延长了车辆的行驶里程，易于维护，造价低于使用永磁电机的驱动系统。对该系统进行了仿真和实验，结果证明了系统的可行性。     

带式输送机永磁驱动系统自抗扰同步控制策略

针对带式输送机永磁驱动系统采用PID控制器进行控制时电机的控制性能差和采用多电机驱动时电机间转速不同步、稳定性差等问题,提出了带式输送机多永磁电机驱动系统自抗扰同步控制策略。基于自抗扰控制(ADRC)技术设计了2种调速控制策略,并搭建仿真模型进行了对比试验;随后结合模糊PID控制技术对传统偏差耦合控制进行结构改进,并以矿用带式输送机多永磁电机驱动系统为控制对象,开展基于主从、传统偏差耦合和改进型偏差耦合同步控制结构的仿真。结果表明,基于二阶ADRC和改进型偏差耦合控制结构的带式输送机多永磁电机驱动系统同步控制策略具有更好的抗干扰能力、控制精度和同步性,有利于带式输送机平稳高效的安全运行。     

开关磁阻电机转矩控制策略研究

给出了一种开关磁阻电机驱动系统转矩控制方案,通过对SRM电动机转矩的实时观测,利用模糊神经网络设计了一种SRM转矩闭环控制器.理论分析和仿真结果表明,该SRM电动机转矩闭环控制策略能够有效地控制SRM电动机相转矩按期望相转矩变化,从而实现了开关磁阻电机驱动系统高性能、低脉动转矩控制.     

一种简单的电动自行车用无刷电动机控制器

以无刷电动机为驱动电机的电动自行车控制系统以89c2051单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号,通过软件编程PWM信号输出三相六路控制无刷直流电动机,其中LM324还实现过流欠压保护。分析了控制器电路中的DC/DC变换器工作原理,给出了该电路的仿真波形。     

电动汽车异步电机变频驱动系统的自抗扰控制

电动汽车异步电机电驱动系统通常采用效率优化策略以节约电能,但效率优化异步电机变频驱动系统存在磁链、负载变化以及电机参数时变等多种不确定因素,对闭环系统的控制器设计提出了较高的要求.为提高电驱动系统的运行性能,设计了效率优化异步电机变频驱动系统的自抗扰控制器,根据在不同负载时电机磁链变化大的特点,给出了自抗扰控制器的参数整定方案.实验结果表明,采用自抗扰控制器的效率优化异步电机变频驱动系统与传统的采用PI调节器的效率优化异步电机变频驱动系统相比,具有更好的抗干扰性能和快速的转速跟踪性能.     

开关磁阻电机驱动新型功率变换器分析与设计

设计了一种新型功率变换器,它在最少开关器件不对称半桥电路的基础上,加入了DC/DC开关电源模块,其目的是有效地改善开关磁阻电机驱动(Switched Reluctance-motor Driving,简称SRD)系统的性能.而且,该变换器能最大限度地支持系统的各种调速方案,实现多种调速控制模式.仿真和实验结果与理论分析完全吻合,验证了该功率变换器设计的合理性和有效性.     

音圈电机伺服系统模糊PID控制

以音圈电机工作原理分析为基础,给出其动态数学模型.采用模糊推理方法对PID参数进行修正,设计了一种参数自整定模糊PID控制器,并应用于音圈电机驱动摆扫反射镜系统.通过对伺服系统进行仿真分析,验证了所设计的模糊PID控制器是可行的,且显示出其较好的自适应性和鲁棒性.     

电动汽车集成车载大功率充电器的研究

将电动汽车的电机驱动系统重构成蓄电池充电系统,能够省去车载充电器,同时实现大功率快速充电。研究了一种基于12/10极电励磁双凸极电机(DSEM)的集成化充电系统。驱动模式时,采用前级DC/DC变换器与后级逆变器级联的方式驱动电机;充电模式时,该电机的三相电枢绕组作为三相桥式整流器的三个电感,励磁绕组作为前级DC/DC变换器中的滤波电感,由于该电机各绕组自感较大且保持恒定,易于实现小电流纹波充电,且电机在充电模式下仅产生微小脉动转矩,充电效率相对较高。针对所提系统,搭建了基于ANSYS和MATLAB软件的电机本体有限元模型和变换器模型,采用了正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种控制方式,对比分析了充电模式下的电流、电压等特性,验证了该集成化拓扑结构的可行性。     

基于非隔离型高效率开关电源的研究与实用设计

伴随着电子系统功能多元化、结构小型化的发展趋势,要求开关电源在满足体积的条件下,能够实现多路输出以满足系统使用要求。本文介绍了一种基于TI公司的TPS40055PWP控制器及LMZ14203电源模块,开发的多路非隔离DC/DC变换器工作原理及设计方法,重点阐述了该型变换器在研制过程中的技术难点及解决办法。采用该方案设计了一个实验电路。仿真和实验电路测试结果表明,分析设计满足要求。     

直线电机的PID控制与模糊控制

通过对直线电机驱动带式高速包刷分拣系统PID控制器的设计和应用 ,在为了求得更好的控制特性的情况下 ,提出并设计了应用于该系统的模糊控制器。文中对这两种控制器在该系统中应用的情况作了比较分析 ,指出了直线电机在驱动类似于这种系统的情况下 ,在控制精度要求更高的条件下 ,采用模糊控制将会更适合。     

电池组直接供电对电动汽车驱动性能的影响

为了给电动汽车驱动系统的参数匹配和电机控制器的技术改进提供理论依据,通过分析动力电池组直接供电的电机驱动系统特性,研究其对电动汽车整车性能的影响。依据动力电池的简化等效模型,从负载角度分析讨论了电池的放电特性;并以由奥拓车改装成的纯电动汽车运行工况为例,研究得到48 V电池组放电特性的仿真与实测结果。结合异步电机机械特性和驱动系统特性实例分析,深入讨论了电池组直接供电的驱动系统对整车性能的影响。研究结果表明,由于电动汽车运行工况复杂多变,电池组直接供电存在控制器电压波动频繁、系统大功率需求时电压跌落与供电能力不足等问题,致使电机驱动系统的最大转矩输出与效率的恶化,以及整车最高车速、爬坡及加速能力的降低。     

基于RTW的直线电机伺服系统自抗扰控制研究

竖直方向由直线电机驱动的伺服系统,没有传动误差和反向间隙,但是由于其自身结构特点致使系统模型变化,影响了系统的控制性能.在分析了俯仰向采用直线电机控制的伺服平台的非线性因素,继而在辨识的系统标称模型的基础上,进行了自抗扰控制器设计.通过基于RTW和xPC的半实物仿真平台的实验,验证了设计的控制器和半实物仿真设计的有效性.     

基于DSP的混合动力车用电机控制系统设计

为了满足混合动力车对电机驱动系统功能的要求,采用电机控制专用芯片TMS320F2812对混合动力车电机驱动系统硬件电路进行设计,详细分析了驱动电路及功率变换电路的设计过程,并给出软件部分的部分流程图。通过仿真分析证明该系统具有良好的静、动态性能。     

基于谐振补偿策略的少稀土类齿轭磁势互补型双凸极永磁电机的驱动控制研究

该文以少稀土齿轭磁势互补型双凸极永磁电机为研究对象,提出一种有效的谐振补偿控制策略,以实现转速脉动的抑制和电机驱动性能的提升。首先,对电机空载反电动势和定位力矩进行谐波频谱分析,并根据分析结果,针对电机转矩方程和运动方程的数学模型进行进一步推导。然后,在电机转速脉动呈近似正弦变化特点的基础上,提出一种将PI控制器与谐振控制器相结合的电流调节方法并确定控制系统的改进方案,尽可能地提升转速脉动抑制的效果。在Matlab中搭建基于谐振补偿控制策略的系统仿真模型,并针对补偿策略实施前后的转速脉动特性进行仿真分析。使用加工的原理样机,对仿真分析结果进行相应的实验验证。最后,仿真分析和实验结果均表明,所提出的谐振补偿控制策略可以有效的抑制电机的转速脉动,提升电机运行性能。