开关磁阻电机制动性能及能量回收的研究--王旭

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1、开关磁阻电机制动性能及能量回收的研究商高高王旭何仁罗石（江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013）摘要：分析了开关磁阻电机的转矩特性，以及城市中低速工况下的制动特性和ECE法规要求。分析开关磁阻电机作为电磁制动器运用于制动系统中的可行性；通过仿真实验验证了开关磁阻电机在城市中低速制动工况下的制动性能，并与法规要求进行比较。最后进行制动能量回收仿真实验，对其结果进行了分析。【关键词】：制动开关磁阻电机ECE工况能量回收AStudyonBreakingPerformanceandRegenerativeofSwitchedReluctanceMotorsShanggaogao1，Wan

2、gxu2，Heren3,Luoshi4JiangsuuniversityAutomobileandtrafficengineeringSchoolZhenjiang212013Abstract：ThearticleanalyzesthecharacteristicofSRM,andrequestofECEinlowspeedatcity.AnalyzingthefeasibilityofSRMinbreakingsystem,whichisusedasaelectricalbreak.Thoughtthestimulationandtest,thearticlevalidatesth

3、ebreakingcapabilityofSRMinlowspeedrunningstatus,andcompareswithECErequest.Last,dothetestofregenerative,andanalyzetheresult.Keywords：BrakingSRMECE-RunningstatusRegenerative0.前言9开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor，简称SRM）由于其结构简单，工作可靠，控制灵活，运行效率高，其调速系统(SwitchedReluctanceDrives，简称SRD)具有交、直流传动系统所没有的优点，在电动车

4、上得到应用。目前，国内外对SRM在电动车或混合动力车上应用的研究主要集中在SRM用于驱动。本文着重研究SRM用于汽车制动能量再生，结合汽车制动性能分析和SRM的制动状态下的转矩特性，9用SRM制动部分代替传统的摩擦制动，分析了SRM提供的制动力是否能够满足制动性能要求，并对其制动能量回收性能进行了分析。1.制动的特性分析1.1SRM转矩特性分析SRM的转矩为：（1）式中：——转子位置角，；——绕组电流，。SRM相绕组电感与转子位置关系如图1所示。在电感下降区域内，因旋转电动势为负，产生制动转矩，SRM运行于发电状态。由式（1）可知，此时。因此在适当的时候给SRM供电，就可以得到需要的

5、电磁转矩。而SRM转矩的控制主要是通过控制主开关器件导通角，即起始开通角和关断角实现的。在制动能量回收系统中，需要SRM运行在制动状态下，控制和在电感下降区域即可。SRM在制动时的转矩为：（2）式中：——外加电压，；——最大相电感，H；——最小相电感。均为常数，所以，调节和是调整电流波形和峰值的主要手段。由此，可以通过调节和可调整制动转矩。9图1角度位置控制方式典型相电流波形1.2SRM制动特性分析前置前驱动轿车，前轴可以进行SRM制动和摩擦制动，SRM独立控制，后轴仅能进行摩擦制动。SRM制动原理是由SRM提供制动力矩。由ECE制动法规，M1类（8座以内乘用车）车辆制动强度=0.1

6、~0.61之间。且实际制动时的关系。实际制动中，要求制动力线不能落在该线所确定的曲线下方。则当制动强度：（1）.时：判断为缓慢制动，由SRM提供纯电制动，制动力即为：（3）因为只有SRM进行制动，所以整车所需的制动力即为SRM制动力，制动力要求如式（10）（4）所以当：（5）即可认为缓慢制动下，SRM可以提供足够制动力。（2）：判断为中等强度制动时，混合制动模式，则前轴为电磁制动，后轴为摩擦制动力。9(6）前轴制动力：（7）后轴制动力：（8）式中：——摩擦制动器制动力，N——附着系数。——前轴制动力，N——后轴制动力,N，——前后轴法向反作用力，N——汽车总质量，kg——质心高度，m

7、——轴距，m式（7）为SRM制动，式（8）为SRM所在的前轴所需的理论制动力，所以，只要：（9）即可认为中等强度制动下，SRM可以提供足够制动力。式（8）为后轴摩擦制动器提供制动力，本处不作讨论。（3）：判断为高强度制动，前后轴均为摩擦制动。SRM不参与制动，制动能量回收系统不运行。在此状态下，车辆制动系和传统制动系一样。本文不作讨论。0.SRM在能量回收系统中的研究SRM在制动状态下，具有发电功能，其发出的电流为（10）9式中，其余各量含义与上文相同。均