近几十年来,资源缺少和环境维护成为国际轿车工业面对的两大应战。石油资源缺少,轿车尾气对大气的污染日趋严重,因而,各国轿车工业都加大了研讨和开发其它燃料轿车和电动轿车的力度。
1 混合动力电动轿车体系结构
图1为串联式混合动力体系拓扑结构图,整个混合动力体系选用串联式结构,主要由动力供应体系、电气驱动体系和机械传动体系三大部分构成。动力供应体系由动力电池组、发动机-发电机机组组成;电气驱动体系由逆变器和电动机组成;机械传动体系将电动机的机械输出经过减速器送给驱动桥。整车体系选用can总线传输信息和指令,通讯介质选用屏蔽双绞线。
图1 串联式混合动力体系拓扑结构图
2 电机驱动体系主电路结构
2.1 主回路元件挑选
图2 驱动体系主回路电路图
电机驱动体系主回路原理如图2所示,选用三相桥式逆变器,根据牵引电机的参数:额外功率50kw; 额外电流167a; 额外电压240v;额外频率200hz; 峰值频率400hz。功率器材可选600v/600a,开关频率10khz。
直流侧支撑电容选用4个3300μf的电解电容并联而成,并联在高压直流母线两头。因为直流侧电压udc=336v,所以支撑电容的耐压等级应高于336v,取450v。
3 操控电路
3.1 驱动体系操控部分规划
图3 电机驱动体系操控框图
图3为电机驱动体系操控框图,它由传感器丈量与信号处理电路、操控板以及驱动板等组成。
电机操控电路分为电机电压操控电路 ( 功率放大电路和 H 型双极驱动电路 ) 和 P W M 脉宽调制电路 。抗干扰电路和过 、 欠电压检测与维护电路已别离嵌入到了电机电压操控电路和 P W M 脉宽调制电路两大模块内 。
P WM脉宽调制电路
图 4 P W M脉宽调制电路原理图
规划根据如下 : U C 3 637 的操控电压 ( 16 端 ) 在± 5V 改变时 , 经 U C 3 637 内部份额放大器处理后的电压( 即引脚 9、1 1两头 ) 在 2 ~ 8V 之间改变且线性较好 。
3. 2 H 型双极功率电路
H 型双极功率电路原理图如图 5 所示 。它由 4个大功率管 V T 1 ~ V T 4 和 2 个新式双极续流二极管D V 1、D V 2 构成 。
图 5 H型双极功率电路原理图
3. 3 I R 21 10功率放大电路规划
根据大功率管 I R F 6 40容量较小 , 接受反压才能较低的长处 , 选用 4 个大功率管作为功率驱动电路开关元件,一起用 2 个 I R 21 10作为基极驱动器对称地驱动每侧大功率管 I R F 6 40, 如图 6 所示。图 6 是左边 I R 2110 功率放大电路原理图 。
图 6 左边 I R 211 0 功率放大电路原理图
I R 2110 功率放大电路主要由电容 C 205 和二极管 D 201 构成 的自举 电路 来完成 功率 驱动 。因而I R 2110 功率放大电路参数规划重点是自举%&&&&&%和自举二极管的选取 。
4 电机的作业原理
操控电路功能可经过检测电机的功能好坏来点评 。电机的功能实验经过混合动力电动轿车体系来完成 , 如图 7中的虚线框所示 。 混合动力电动轿车体系操控计划为 : 和电机操控电压相对应的转速 n 1与转速传感器反应转速 n 2 之差的电压信号 , 经 P I D外环操控器后与角位移传感器反应的角位移信号组成且经内环 P I 操控器后构成操控电压 , 来操控电机滚动某个视点 θ , 最终经发动机输出转速 n 。
图 7 混合动力电动轿车体系操控计划图
修改点评:本文规划了一种新式混合动力电动轿车的电机操控电路, 操控电路由电机电压操控电路和 P W M脉宽调制电路构成 。使用所规划的电机操控电路 , 进行了电机的线性度和助动转矩等功能实验 。
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