电动摩托车用开关磁阻电机控制策略研究

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1、电动摩托车用开关磁阻电机控制策略研究SERVOTECHNIQUE曹志亮，冬雷,朱学忠(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要:以lkW开关磁阻电机驱动的电动摩托车为控制对象。分析和对比开关磁阻电机的三种主要控制方法。结合电动车辆的实际工作状况，提岀了一种适用的复合控制方法，以提高开关磁阻电机的电动模式系统效率。其次，结合电动车辆的工况标准对开关磁阻电机的再生制动进行了分析,提出了以PWM控制为主的优化角度控制策略。关键词:开关磁阻电机;电动摩托车;控制模式中图分类号:TM352文献标识码:A文章编号:1001-6

2、848(2000)06-0013-03StudyofControlStrategySwitchedReluctanceMotorUsedinMotorcycleCAOZhi-liang,DONGLei,ZHUXue-zhong(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics’Nanjing2100：16,China)Abstract:ThispaperfocusonpropulsionofthemotorcyclebasedonalkWswitchedreluctancemo

3、tor.Anovelcompoundcontrolmethodispresentedtoenhancesystemefficiencybyanalyzingandcomparingthreecontrolmeth-odsinpracticalmotoringcondition.Secondly,regenerativebrakecontrolstrategyisanalyzingherewithelectricve-hiclesworkingstandards^andPWMoptimizingcontrolstrate

4、gyisimplementedinthismotorcyclesystem.Keywords:switchedreluctancemotor;motorcycle;controIstrategy1引言开关磁阻电机（SwitchedReluctanceMotor简称SRM）是20世纪70年代开始迅猛发展的一种较为新型的电机。开关磁阻电机以其调速性能好、结构简单、效率高、成本低等特点正日益广泛地应用于各种调速系统。车辆牵引也是其典型应用之一。本文以lkW>24V（电瓶）、8/6结构、四相8管主电路形式、80C296KB单片

5、机为控制核心的开关磁阻电机为电动摩托车的驱动电机，研究车用开关磁阻电机的驱动控制策略，包括电动控制及再生制动控制。为恒转矩输出，高速段为恒功率输出,因此在相同额定功率下开关磁阻电机的机械特性曲线可以完全包含汽油机加变速机构的特性曲线（见图1）。因此，电图1开关磁阻电机与汽油机特性对比2开关磁阻电机电动模式控制策略在电动摩托车应用中，充分发挥机电一体化的特点及单片机控制灵活的优势，使电动摩托车驾驶起來比汽油发动机更加舒适、安全、平稳，而口更加智能化、个性化。传统的汽油发动机的控制主要是油门控制。而油门的调节主要是调节发动

6、机的输出功率的大小，同时，通过辅助改变变速比来最终调节发动机的输出转矩。开关磁阻电机作为电动车辆的驱动系统核心，其性能具有比传统汽油机更多的优越之处。其中最重要的是,由于开关磁阻电机的低速段收稿日期：2000-14动车辆的驱动系统的设计可以省略传统的离合器和变速器，这样不仅大大降低了驱动系统的重量，而口大大提高了驱动系统的效率，这些对于电动车辆所携带有限的能量是极为重耍的。开关磁阻电机作为电动车辆的驱动系统与传统的通用调速应用的要求有所区别。传统的调速系统一般以转速为目标，因此速度闭环控制是必须的。在电动车辆应用中，为

7、了能够适应不同的负载，以及不同的路况条件，因此电机的输岀功率或输出转矩成为控制的目标。同时,由于电动车辆的速度并不需要进行严格的控制，所以不需要进行复杂的闭环控制⑵。开关磁阻电机的特点是控制参数多、控制灵活，驱动车辆的开关磁阻电机不应釆用单一控制方微电机2000年第33卷第6期（总第117期）式，而是釆用多种方式的混合控制模式。开关磁阻电动机的控制方法有如下几种:⑴电流斩波控制1、电流斩波控制即保持电机的开通角??关断角2不变，通过主开关的导通与关断，将相电流限制在?？此电流的斩波频率也在变化。为此，也可采用给定斩波上

8、限，并固定斩波关断时间的方法。通过调节斩波限lc的大小，就可以调节电机的输出转矩,见图3O在相同条件下，由于斩波控制的相电流更接近于脉冲方波电流，因此电机输出的转矩脉动也较小（见图4）o但是由于主电路长期工作在斩波状态下,开关频率较高，因此，开关损耗较大，需要采取措施加以改善。给定的上、下限之I'可,并以此来控制电机的转矩。典型的