燃料电池城市客车混合动力测试平台系统设计

燃料电池城市客车混合动力测试平台系统主要由燃料电池、动力蓄电池(铅酸电池)、DC/DC变换器、牵引电机、测功机等部件组成。通过平台控制策略的研究与系统集成,平台实现了负载均衡,能够模拟城市客车工况运行。     

基于模块化的可重构PMSM伺服驱动系统设计与实现

以PMSM电机为控制对象,为提高PMSM伺服驱动系统的扩展性、开放性及灵活性,提出基于模块化、层次化的伺服驱动控制系统设计思想。基于DSP芯片TMS320F28335进行自主开发模块化、可重构PMSM伺服驱动系统的研究;并给出可重构的PMSM伺服驱动控制系统架构规划,以实现根据实际工况快速重构控制系统,最终满足用户多样化和个性化控制需求。在搭建的PMSM伺服驱动系统平台进行速度控制模式和位置控制模式重构实验,实验结果表明所提出的可重构伺服驱动系统设计方法是可行有效的,且设计灵活,可重构性强,易于扩展。     

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机的快速有限集模型预测控制

双向准Z源逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统在兼具Z源逆变器和PMSM优点的同时,还可实现能量的双向流动。针对双向准Z源逆变器驱动PMSM系统的特点,提出一种快速矢量选择有限集模型预测电流控制(FCS\|MPCC)策略。由双向准Z源网络直流链电压闭环与PMSM电磁功率前馈生成电感电流参考值,由电机转速闭环生成电机电流参考值。通过预测直通(ST)及非直通(NST)状态下的电感电流值并引入电感电流子代价函数以确定是否选择ST状态,进而实现对直流链电压的控制。在NST状态下,结合空间电压矢量脉宽调制策略,仅使目标电压矢量所在扇区的4个矢量参与PMSM定子电流预测和代价函数计算,以选择最优的开关状态,在实现对PMSM转速控制的同时减小在线计算量。仿真结果表明,所提控制策略可实现对双向准Z源逆变器的升压及PMSM牵引或制动工况下的转速控制,系统具有良好的稳态及动态性能。     

SMPMSM 系统的无模型反步控制

电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统的参数不确定性以及逆变器非线性,将引起电机转速鲁棒性降低,导致电动 汽车速度剧烈波动。 为了提升电动汽车永磁同步电机驱动系统的快速响应性能和鲁棒性,提出了基于无模型的自适应反步控 制(MF-ABC)。 根据无模型控制的代数估计方法,建立超局部模型干扰估计器,再基于自适应反步控制框架,组建适合 PMSM 驱动系统高可靠性运行的 MF-ABC 控制。 研究结果表明,所提出的控制器能够观测、估计和消除各种不确定性,包括系统未建 模动态和外部干扰。 MF-ABC 估计出的干扰值可以用来描述干扰和分析误差。 所提出的方案实时的提升算法计算效益,实现 矢量控制的 PMSM 驱动系统 MTPA 模式高性能稳健运行的研究目标。 通过 dSPACE 台架测试,证实提出的 MF-ABC 和传统反 步控制相比实现了 PMSM 抗转矩干扰能力提升 22%,阶跃响应的快速性提升 0. 02 s。 实验结果证明,MF-ABC 具有强抗干扰性 和响应快速性。     

基于复合电源的PHEV电驱动控制系统设计

根据并联混合动力汽车(PHEV)的需求,对其电驱动控制系统进行设计.分析了一种基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的矢量控制方法,有效地实现了永磁同步电机(PMSM)驱动系统的控制.整个电驱动系统包括电源模块、控制模块、驱动模块、逆变模块等主要部分,并提出由蓄电池和超级电容器共同组成的复合电源模块,进一步提高电动发电和制动能量回馈的性能.为验证设计的有效性,研制了小型功率平台,该平台TMS320F2812型DSP为主控CPU,基本实现所预期的功能.     

智慧城市·看点

合作
　　西门子为法国柴油混合动力客车提供驱动系统
　　西门子驱动技术集团目前正在为法国东部城市梅茨市公交公司Mettis交通创新项目提供混合动力推进系统,帮助该市缓解中心城区的交通拥堵问题。Van Hool是一家生产大型客车、旅游车和工业车辆的独立制造商,该公司为27辆大型客车配备了由西门子公司提供的驱动电机、发电机、动力电子设备以及控制软件。该款低排放、高燃油效率的柴油混合动力汽车用柴油发电机为电机供电,多余的电能则由电池系统储存起来。所采用的驱动电机保证车辆运行的可靠性和免维护性能。这套驱动系统采用无齿轮电机,可以降低噪声和振动水平,全面提高了乘客的乘坐舒适度。     

永磁同步电机转子位置全数字方案检测

永磁同步电机(PMSM)无需励磁电流,具有较高的运行效率和功率密度,但其高性能控制需要精确的转子位置和速度信号去实现磁场定向。此处提出一种基于IRMCF341的新型位置估计算法,利用IRMCF341电机控制专用芯片,设计了PMSM无位置传感器全数字方案。实验结果表明该系统性能优良,可广泛应用于PMSM的驱动系统。     

单逆变器驱动双PMSM的最大转矩电流比控制

针对单逆变器驱动双永磁同步电动机(PMSM)驱动系统负载不平衡失稳问题,引入加权系数km建立双PMSM的等效加权数学模型,并基于该等效模型设计双PMSM最大转矩电流比(MTPA)控制方法。该方法实现了双PMSM矢量控制系统等效模型的实时修正,包含定向角度、激磁电流和转矩电流。此外,无最大电流约束和电流限幅边界约束两种情况下的双PMSM最优MTPA曲线被分别讨论,同时将系统运行效率与传统id=0方法在全转速、负载范围进行对比分析。最后,基于双15 k W PMSM调速系统实验平台进行验证与分析,包括双PMSM动、稳态及运行效率等多项指标。结果表明,所提双PMSM的MTPA控制方法具有一定的理论意义和现实价值。     

高速永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对普通无速度传感器矢量控制算法无法满足永磁同步电机(PMSM)高速运行问题,设计了一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的矢量控制方案。该方案由I/F控制器和MRAS控制器组成。低转速采用I/F控制器控制电机转速,高转速采用MRAS控制电机转速,特殊处理后使切换过程中电流平滑过渡,以达到高低转速均可正常运行的目的。以磁悬浮PMSM作为驱动对象,电机转子联接风机实现带载。试验结果表明,与传统的无传感器矢量控制相比,所提出的控制方案更有效地驱动PMSM,满足高速运行工况。     

电动汽车驱动一体化系统牵引模式下逆变器的开路容错控制策略

提出了一种电动汽车驱动与充电一体化系统的拓扑结构,该一体化拓扑在牵引模式下等效于一个双向DC/DC变换器和三相3H桥逆变器,PMSM开绕组。为提高电机驱动系统的高可靠性,在分析开绕组PMSM数学模型的基础上,从具有故障容错功能的控制策略方面入手针对三相3H桥逆变器进行了研究,分析了三相3H桥逆变器的故障类型,并针对故障相开路的两相2H桥逆变器提出了一种两相滞环PWM调制策略。实验结果表明,驱动与充电一体化系统在牵引模式下,如果三相3H桥逆变器发生故障,通过逆变器的拓扑重构,能够实现PMSM系统的良好运行性能。