電動(dòng)汽車開關(guān)磁阻電機(jī)再生制動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)研究
王維平，張磊，宋錦，朱敏
（南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京210046）
摘要：文章首先分析了開關(guān)磁阻電機(jī)的再生制動(dòng)發(fā)電模式的控制策略，由于srg的高度非線性，所以根據(jù)srg轉(zhuǎn)速、母線電壓、開通角、導(dǎo)通角和母線電流的關(guān)系建立起三維點(diǎn)圖，通過圖形分析的方法來確定開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的****問題，并進(jìn)行了仿真，最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了結(jié)果的正確性。
關(guān)鍵詞：srg;再生制動(dòng)；****開關(guān)角
中圖分類號：tm36+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a 文章編號：1001-6848（2010）06-0063-03
0引 言
伴隨著能源危機(jī)以及嚴(yán)重的環(huán)境污染，電動(dòng)汽車的研究和發(fā)展已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的新趨勢，電動(dòng)汽車具有高效率、低排放的特性，它基本上都不以汽油為直接燃料，能源的利用效率高、環(huán)境污染度低。而電機(jī)的驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)汽車的核心，開關(guān)磁阻電機(jī)既可為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)又可為汽車蓄電池的發(fā)電機(jī)，是集起動(dòng)、發(fā)電、助動(dòng)力，是電動(dòng)汽車行業(yè)具有很強(qiáng)競爭力的電機(jī)。本文主要分析splg的再生制動(dòng)模式，對src發(fā)電效率的優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究。
1 sr電機(jī)發(fā)電控制策略
sr電機(jī)再生制動(dòng)發(fā)電模式是在開關(guān)磁阻電機(jī)的電感下降區(qū)，電流產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能反饋給電源，在任何發(fā)電系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)換效率都是十分重要的一項(xiàng)指標(biāo)。尤其是在汽車的電氣系統(tǒng)中，低效率會導(dǎo)致更高的燃油消耗、更短的蓄電池壽命。這時(shí)的控制目標(biāo)是得到所需要的發(fā)電功率，利用開通角和關(guān)斷角來優(yōu)化能量轉(zhuǎn)換過程，使轉(zhuǎn)換效率****。傳統(tǒng)的隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提前開通角的方法不能得到理想的性能。因?yàn)閮H僅控制開通角還不夠，關(guān)斷角也成為影響src發(fā)電性能的關(guān)鍵激勵(lì)因素之一。
在基速以上恒功率區(qū)，src工作在apc單脈沖控制方式下。相電流在該相功率器件關(guān)斷后由于電動(dòng)勢的影響會繼續(xù)升高，這給控制帶來一定困難，因?yàn)橄嚯娏鞣逯导捌涑霈F(xiàn)的位置與多個(gè)激勵(lì)參數(shù)有關(guān)，主要為勵(lì)磁電流ih、開通角θon、關(guān)斷角θoff，它們直接影響src的再生制動(dòng)性能，而由于功率變換器的開關(guān)器件容量的原因，一般限制了勵(lì)磁電流ih的大小，因此，開通角θon、關(guān)斷角θoff成為主要的控制對象。得到相同的母線電流會存在許多不同的組合。從而可以得到****激勵(lì)的開關(guān)角。
在額定工作狀況下，銅損是開關(guān)磁阻電機(jī)的主要損耗，約占總損耗的百分之50. 6，而銅損正比于相電流，電流有效值即均方值相電流。當(dāng)sr電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，繞組銅耗可用下式計(jì)算：
式中irms為繞組電流的有效值即均方值，m為srg相數(shù)、rp每相繞組電阻。
若相電流波形已知，則
式中，θ為磁鏈和續(xù)流電流均達(dá)到零時(shí)的轉(zhuǎn)子位移角，np轉(zhuǎn)子極數(shù)，θon是開通角。
因此可以認(rèn)為在得到相同功率的眾多激勵(lì)參數(shù)中，誰的均方值相電流最小，誰就是****激勵(lì)，最小化均方值相電流就是最小化sr電機(jī)銅損、最小化功率變換器的開關(guān)和導(dǎo)通功率損失，從而獲得所需母線平均電流下的****開通角和導(dǎo)通角組合，這樣就簡化為不同組合對于母線平均充電電流、平均均方值相電流究竟有何影響的問題，開通角θon和導(dǎo)通角θcond作為控制srg的激勵(lì)參數(shù)進(jìn)行分析。關(guān)斷角θoff為了保證輸出功率，合理的選擇控制參數(shù)是十分重要的，所以優(yōu)化開通角θon和導(dǎo)通角θconc,使src在其整個(gè)速度范圍內(nèi)能提供
所需的能量。
由于src的高度非線性使它的控制運(yùn)行非常復(fù)雜，通過反饋控制很難獲得****，而根據(jù)src轉(zhuǎn)速、母線電壓、開通角θon、導(dǎo)通角θcon。和母線電流的關(guān)系建立起三維點(diǎn)圖，通過圖形分析，卻簡化并能很好的解決這一問題，可以從中獲得****的開通角θon、和導(dǎo)通角來產(chǎn)生給定轉(zhuǎn)速和給定母線電壓丁所需的母線電流，控制目標(biāo)是效率****，因此主要分析母線充電電流的平均值而不是瞬時(shí)值，利用srg -個(gè)電循環(huán)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行平均，這是控制參數(shù)最小的變化步長。
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