关键字 |
| 开关磁阻电动机(SRM),前端变换器,Buck开关型整流器模式,电池。 |
介绍 |
| 开关磁阻电动机(SRM)具有许多优点[1]和[2],如电动机结构简单,鲁棒性和转换器电路、高功率密度、高加速度的能力,是否适合高速运行。因此,SRM在许多特定的应用程序,非常适合在汽车就是一个典型的例子。然而,SRM患有高转矩脉动的缺点,高振动和声学噪声和非线性动态转矩。公认,电动车(电动车)具有许多优点,如化石燃料驱动能源转换效率高,motor-regenerative制动能力,减少当地的废气排放,和更少的噪声和振动。驱动器的磁阻电动机(SRM和转换器)的效率高于一个实现使用一个转换器的感应电动机。是基本的重要性最小化能量消耗和电力驱动车辆。有一些现有的特定前端转换器为srm [3], [6]。在[3]中,前端单端初级电感变换器(SEPIC)开发实现直流母线电压提高和获得高ac线路功率因数。至于前端与直流电源转换器[4]——[6],巴克类型转换器及其在[4]提出了开关控制。它只能提供可变的直流环节电压低于输入电压,和减少退磁电压导致更长绕组尾电流,从而降低了平均转矩。 |
| 开关型整流器鼻中隔黏膜下切除术后()[7]-[9],被越来越多地用来取代传统整流器为前端变换器对许多电力设备。通过适当的控制,鼻中隔黏膜下切除术后的输入线绘制电流可以控制满意的电能质量和提供可调,井然有序的直流输出电压。 |
美联储与SRM驱动前端变换器 |
| 前端转换器是用来调节和/或提高SRM驱动的直流环节电压的电动机驱动方式。在空闲模式下,提出前端变换器安排作为一个开关型整流器鼻中隔黏膜下切除术后()从电源给电池充电。利用电动机变频器组成的四个二极管整流器的,和两个电动机绕组的电感是用作输入滤波器组件在每个交流周期的一半。良好的充电性能满意线画的电能质量 |
| 图1显示了前端变换器与SRM驱动。Sf1、Df1 Sf2和Df2图1构造一个二象限前端变换器。电路图中两种操作模式排列为: |
| 1)电池放电模式 |
| 2)电池充电模式 |
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| 1)电池放电模式 |
| •SWf:关闭;Sf2 Df1:永久。 |
| •Sf1 Df2:构造一个直流-直流转换器提高到让直流环节电压调节和提高。 |
| 2)电池充电模式 |
| •SWf:打开;Sf1 Df2:永久。 |
| •Sf2 Df1和D1 ~ D4, L1, L2 (SRM的嵌入式组件及其转换器):构建一个鼻中隔黏膜下切除术后buck-type充电的效用。嵌入四个功率二极管D1 ~ D4和绕组电感L1, L2形成整流器和鼻中隔黏膜下切除术后的输入滤波器组件。 |
电池供电的SRM驱动电池放电模式 |
| 在电池放电模式,前端电源转换器作为提高转换器。电池是给供应SRM驱动源。因此电池放电。当开关Sf1打开时,电池电压电机。否则能量得到存储在电感L。 |
| 图2所示。显示了放电的电池供电的SRM驱动模式。直流-直流提升前端变换器使用L,形成Sf1和Df2提出前端变换器。 |
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| 转换器的设计参数 |
| 为提高转换器使用法拉第定律 |
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| 直流电压传递函数的结果 |
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| 峰-峰值电流纹波可以被计算 |
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| 滤波电容器必须提供输出直流电流负载时,二极管D。最小值滤波电容的电压纹波Vr给出了结果 |
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| 通过使用这些,L和C的值计算前端变换器。 |
| L = 19.73 e-6h |
| C = 4700 e-6f |
在电池充电电池供电的SRM驱动模式 |
| 在闲置的电池充电模式下,汽车插入交流电源。交流电压整流的直流开关模式整流器鼻中隔黏膜下切除术后()。电机的四个二极管转换器是利用鼻中隔黏膜下切除术后形成的桥式整流器和鼻中隔黏膜下切除术后两个电动机绕组是用巴克输入滤波器电感在每个交流周期的一半。那么整流直流 |
| 图3所示。显示了电池供电的线路图SRM驱动在充电模式。直流-直流形成巴克前端变换器使用L, Sf2和Df1提出前端变换器。 |
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| 答:开环控制方案 |
| 图4所示。显示了开环电路配置充电电池供电的SRM驱动的模式。在这种情况下,开关科幻2和图4中的二极管Df 1排列是活跃的设备。 |
| 交流电压,休假从电源整流的直流电压,Vd。整流器的开关模式。然后给出了整流直流电压作为buck变换器的输入。开关Sf2和二极管Df1受聘下台电池电压的整流电压Vd Vb然后电池得到指控。 |
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b .闭环控制方案 |
| 图5所示。显示了闭环电路配置的电池供电的SRM充电模式。在这种情况下,开关科幻2和图5中的二极管Df - 1。设备排列的活跃。 |
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| 在闭环控制方案中,实际的电池电压乘以电压增益,KV然后它与参考电压。错误给电压控制器(PI) GCV(年代)。控制器的输出电压乘以参考正弦波信号发生器生成的参考。实际电感电流乘以电流增益,KI然后与参考电流。错误给当前控制器(PI)、快(年代)。电流控制器的输出是与斜坡信号相比,脉冲将生成。这个生成的脉冲作为开关脉冲开关Sf2闭环电路。 |
| 1)电流控制器:充电控制器的反馈是选为: |
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| 和当前传感比例因子Ki = 0.12 v /设置。 |
| 2)电压控制器:由于电池浮充电电压控制器的响应速度并不是一个重要的有关问题,为简单起见以下选择PI控制器: |
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仿真结果和结论 |
| 介绍了模拟2.3千瓦,SRM 8/6。表1给出了电机的规格和前端变换器用于MATLAB仿真。 |
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| 图6和图7显示了开环输出电压的波形和闭环输出电压的电池供电的SRM驱动分别在充电模式。 |
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| 得到开环输出电压是51 v。 |
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| 获得闭环输出电压是48 v。输出电压监管得力的闭环控制方案。 |
| 图8和9显示了开环闭环电感电流的感应电流和电池供电的SRM驱动在充电模式。 |
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| 获得了开环电感电流的值是10。 |
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| 的价值获得闭环电感电流是12。 |
| 图10所示。显示的速度特征SRM驱动在放电模式。速度稳定在1000转。 |
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| 图11所示。显示电流源的THD (Iac)。测量总谐波失真(THD)源电流(iac) = 30.21% |
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结论 |
| 在本文中,一个电池供电的SRM驱动配有二象限前端变换器提出了。在收费模式下,提出前端变换器是安排作为buck-type充电电池具有良好的电能质量。发达的不同特征四个二极管的电路汽车转换器和有效地使用两个电动机绕组的电感形成了整流器的输入滤波器,分别。开环和闭环方案的仿真结果为电池供电的方法,使用MATLAB / SIMULINK SRM在充电模式。输出电压监管得力的闭环控制方案比开环控制方案。 |
引用 |
- t·j·e·米勒,开关磁阻电机及其控制。牛津大学,英国:克拉伦登出版社,1993年。
- r·克里希,开关磁阻电机驱动器。波卡拉顿,FL: CRC出版社,2001年。
- t . Gopalarathnam和h·A·Toliyat”高功率因数变换器拓扑结构开关磁阻电机驱动器,“IEEE工业应用会议,3卷,第1652 - 1647页,2002年。
- p . Vijayraghavan r·克里希,“前端为SRM驱动设计部和控制buck变换器拓扑,“在Proc。IEEE IECON相依,2003,pp。3013 - 3018。
- a . k . Jain和n Mohan SRM功率转换器操作消磁电压高,“IEEE反式。印第安纳州,众多。,vol. 41, no. 5, pp. 1224–1231, Sep./Oct. 2005.
- k·t·翁和c·波洛克,”低成本电池开关磁阻驱动与整体batterycharging能力,“IEEE反式。印第安纳州,众多。,vol. 36, no. 6, pp. 1676–1681, Nov./Dec. 2000.
- Hung-Chun Chang和畅明Liaw”,在前端变换器及其控制电池供电的开关磁阻电机驱动”,IEEE电力电子vol.23,问题。4,ppp - 2143 - 2156, 2008年7月。
- Hung-Chun Chang和畅明Liaw”,一个电池供电的开关磁阻电机驱动建立使用三相电源模块”,在2009年,pp.643 proc.PEDS - 648。
- Hung-Chun Chang和畅明Liaw,“发展紧凑的开关磁阻电机驱动的电动汽车推进Voltage-Boosting和PFC充电能力”,IEEE车辆技术卷58岁的问题。74 - 3198 - 3125页,2009年9月。
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