驅動電機及控制技術基本信息

書????名 驅動電機及控制技術 作????者 朱小春
出版社 清華大學出版社 出版時間 2017年09月01日
定????價 45 元 ISBN 9787302465751

第1章緒論

1.1新能源汽車概述

1.1.1新能源汽車的定義及分類

1.1.2電動汽車的關鍵技術

1.2電動汽車電機驅動概述

1.2.1電動汽車用電機的使用環(huán)境與要求

1.2.2電動汽車電機驅動系統(tǒng)的組成與類型

1.3電機控制技術概述

1.3.1電機控制技術的發(fā)展

1.3.2電機控制技術的研究現(xiàn)狀

思考題與練習題

第2章電磁學基礎知識

2.1電磁學基本概念

2.1.1電路的基本概念

2.1.2磁場的基本概念

2.2電機磁路理論基礎

2.2.1磁場與磁能

2.2.2機電能量轉換

2.2.3電磁轉矩的控制

思考題與練習題

第3章電力電子技術基礎知識

3.1電力電子技術概述

3.1.1電力電子器件簡介

3.1.2變換電路與控制技術簡介

3.2電力電子器件

3.2.1電力二極管

3.2.2晶閘管

3.2.3電力晶體管

3.2.4電力場效應晶體管

3.2.5絕緣柵雙極晶體管

3.3電力電子變換電路

3.3.1可控整流電路

3.3.2直流變換電路

3.3.3逆變電路

3.4電力電子器件的驅動電路

3.4.1GTR基極驅動電路

3.4.2MOSFET柵極驅動電路

3.4.3IGBT柵極驅動電路

思考題與練習題

第4章控制技術基礎知識

4.1控制理論基礎

4.1.1自動控制系統(tǒng)的基本概念

4.1.2控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

4.1.3線性系統(tǒng)的時域分析法

4.1.4線性離散系統(tǒng)

4.2微控制器基礎

4.2.1PWM概述

4.2.2PWM結構和原理

4.2.3PWM的操作設置

4.2.4PWM的應用與實例

思考題與練習題

第5章直流電機及控制技術

5.1直流電機的基本原理

5.1.1直流電機的工作原理及結構

5.1.2直流電機的磁場分析

5.1.3直流電機基本方程式及工作特性

5.2直流電機的拖動原理

5.2.1直流電機的機械特性

5.2.2直流電機的起動

5.2.3直流電機的調(diào)速

5.2.4直流電機的電動與制動運行

5.3直流電機的功率變換器

5.3.1功率變換器概述

5.3.2直流電機的PWM變換器

5.4直流電機的控制技術

5.4.1直流電機轉速負反饋單閉環(huán)控制系統(tǒng)

5.4.2直流電機轉速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)

5.4.3直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)實例

思考題與練習題

第6章直流無刷電機及控制技術

6.1直流無刷電機的基本原理

6.1.1直流無刷電機的基本結構及工作原理

6.1.2直流無刷電機的位置傳感器

6.1.3直流無刷電機的電子換相器

6.2直流無刷電機的數(shù)學模型及特性分析

6.2.1直流無刷電機的數(shù)學模型和傳遞函數(shù)

6.2.2直流無刷電機的特性分析

6.3直流無刷電機的控制技術

6.3.1直流無刷電機的控制技術概述

6.3.2直流無刷電機的起停控制和軟起動

6.3.3直流無刷電機的換相控制

6.3.4直流無刷電機的調(diào)速控制

6.3.5直流無刷電機的制動控制

6.3.6直流無刷電機的閉環(huán)控制

6.4直流無刷電機的調(diào)速控制系統(tǒng)實例

6.4.1硬件系統(tǒng)

6.4.2控制系統(tǒng)

6.4.3基本控制方法

思考題與練習題

第7章交流異步電機及控制技術

7.1三相異步電機的基本結構和工作原理

7.1.1三相異步電機的基本結構

7.1.2三相異步電機的工作原理

7.2交流電機的繞組、電動勢和磁動勢

7.2.1交流電機的繞組

7.2.2交流電機繞組的電動勢

7.2.3交流電機繞組的磁動勢

7.3三相異步電機的運行分析

7.3.1三相異步電機的空載運行

7.3.2三相異步電機的負載運行

7.3.3三相異步電機的功率和轉矩平衡方程式

7.3.4三相異步電機的工作特性

7.4三相異步電機的拖動原理

7.4.1三相異步電機的機械特性

7.4.2三相異步電機的起動

7.4.3三相異步電機的調(diào)速

7.4.4三相異步電機的制動

7.5三相異步電機的調(diào)速控制系統(tǒng)

7.5.1常用的幾種驅動變換電路

7.5.2異步電機轉速開環(huán)控制系統(tǒng)

7.5.3異步電機轉速閉環(huán)控制系統(tǒng)

7.5.4異步電機矢量調(diào)速控制系統(tǒng)

思考題與練習題

第8章交流同步電機及控制技術

8.1永磁同步電機的基本結構和工作原理

8.1.1永磁電機的轉子結構

8.1.2永磁同步電機的工作原理

8.2永磁同步電機的電磁關系及特性分析

8.2.1永磁同步電機的磁動勢分析

8.2.2永磁同步電機的電動勢分析

8.2.3永磁同步電機的功率關系與功角（矩角）特性

8.3永磁同步電機的控制技術

8.3.1永磁同步電機的起動和制動

8.3.2永磁同步電機的調(diào)速控制系統(tǒng)

8.4永磁同步電機在電動汽車中的應用

8.4.1電機驅動系統(tǒng)概述

8.4.2電機驅動系統(tǒng)的組成與工作原理

思考題與練習

驅動電機及控制技術造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
（除稅）		 工程建議價
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應商 報價日期
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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價		 含稅
信息價		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
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本書系統(tǒng)地分析了新能源汽車用驅動電機及控制技術，分別為： 直流電機及控制技術、直流無刷電機及控制技術、交流異步電機及控制技術和永磁同步電機及控制技術。在詳細敘述之前還簡要介紹了電磁學、電力電子技術和控制技術的基礎知識。本書注重理論聯(lián)系實際,內(nèi)容較為新穎且豐富,具有鮮明的特色。本書可作為新能源汽車技術、汽車電子技術、機電一體化、電氣工程等相關專業(yè)的教材,也可用作電動汽車維修行業(yè)員工的培訓教材或電機相關工程技術人員的參考書。

驅動電機及控制技術常見問題

  • 電機與電器控制技術

    本書精選了電機及拖動、工廠電氣控制的典型內(nèi)容，并加入了相關實訓。本書主要講解了直流電機及電力拖動、變壓器、三相異步電動機、特種電動機、常用低壓電器、三相異步電動機的電氣控制線路、常用機床電氣控制線路及...

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驅動電機及控制技術文獻

驅動電機性能檢測 驅動電機性能檢測

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頁數(shù)： 5頁

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驅動電機性能檢測

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驅動電機MAP 驅動電機MAP

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頁數(shù)： 11頁

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72V10KW/20KW電機 MAP/外特性數(shù)據(jù) 電機轉速 [rpm] 實際轉矩 [Nm] 系統(tǒng)效率 [%] 電機效率 [%] 驅動 MAP 500 5.3 78.95 86.92 500 10.8 78.4 86.37 500 15.7 77.43 85.63 499 20.6 76.15 84.5 500 25.4 74.63 83.04 500 30.3 73.24 81.82 500 35.1 71.8 80.52 500 40 70.23 78.95 500 44.9 68.91 78.02 500 49.9 67.5 76.55 500 54.8 66.16 75.43 500 59.6 64.73 74.05 500 64.5 63.39 72.87 500 69.5 61.94 71.42 500 74 60.49 69.99 500 79.

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《智能檢測控制技術及應用》全面地介紹了智能檢測控制技術的基本理論及方法。主要內(nèi)容包括：緒論、智能檢測系統(tǒng)基礎、智能傳感器、智能儀器功能的實現(xiàn)、智能檢測系統(tǒng)的控制技術、智能故障診斷、虛擬儀器技術、機器視覺檢測系統(tǒng)和智能檢測與控制技術的工程應用實例，共9個部分。《智能檢測控制技術及應用》內(nèi)容翔實，簡明易懂，實用性強。　《智能檢測控制技術及應用》可作為普通高等院校機械設計制造及其自動化、電氣工程與自動化、機械電子工程、儀器儀表等專業(yè)本科生或研究生的參考教材，也可作為計量檢測與控制技術相關領域的工程技術人員的參考書。

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驅動電機系統(tǒng)是電動汽車三大核心系統(tǒng)之一，是車輛行駛的主要驅動系統(tǒng)，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛動力性、經(jīng)濟性和用戶駕乘感受。

一、驅動電機系統(tǒng)介紹

驅動電機系統(tǒng)由驅動電機、驅動電機控制器(MCU)構成，通過高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接，如圖1所示。

整車控制器(VCU)根據(jù)加速踏板、制動踏板、擋位等信號通過CAN網(wǎng)絡向電機控制器MCU發(fā)送指令，實時調(diào)節(jié)驅動電機的扭矩輸出，以實現(xiàn)整車的怠速、加速、能量回收等功能。

電機控制器能對自身溫度、電機的運行溫度、轉子位置進行實時監(jiān)測，并把相關信息傳遞給整車控制器VCU，進而調(diào)節(jié)水泵和冷卻風扇工作，使電機保持在理想溫度下工作。

驅動電機技術指標參數(shù)，如表1所示，驅動電機控制器技術參數(shù)如表2所示。

1、驅動電機

永磁同步電機是一種典型的驅動電機(圖2)，具有效率高、體積小、可靠性高等優(yōu)點，是動力系統(tǒng)的執(zhí)行機構，是電能轉化為機械能載體。它依靠內(nèi)置旋轉變壓器、溫度傳感器(圖3)來提供電機的工作狀態(tài)信息，并將電機運行狀態(tài)信息實時發(fā)送給MCU。

旋轉變壓器檢測電機轉子位置，經(jīng)過電機控制器內(nèi)旋變解碼器解碼后，電機控制器可獲知電機當前轉子位置，從而控制相應的IGBT功率管導通，按順序給定子三個線圈通電，驅動電機旋轉。

溫度傳感器的作用是檢測電機繞組溫度，并提信息供給MCU，再由MCU通過CAN線傳給VCU，進而控制水泵工作、水路循環(huán)、冷卻電子扇工作，調(diào)節(jié)電機工作溫度。

驅動電機上有一個低壓接口和三根高壓線(V、U、W)接口，如圖4所示。

其中低壓接口各端子定義如表3所示，電機控制器也正是通過低壓端口獲取的電機溫度信息和電機轉子當前位置信息。

2、驅動電機控制器

驅動電機控制器MCU結構如圖5所示，它內(nèi)部采用三相兩電平電壓源型逆變器，是驅動電機系統(tǒng)的控制核心，稱為智能功率模塊，它以IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)為核心，輔以驅動集成電路、主控集成電路。

MCU對所有的輸入信號進行處理，并將驅動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)信息通過CAN2.0網(wǎng)絡發(fā)送給整車控制器VCU。驅動電機控制器內(nèi)含故障診斷電路，當電機出現(xiàn)異常時，達到一定條件后，它將會激活一個錯誤代碼并發(fā)送給VCU整車控制器，同時也會儲存該故障碼和相關數(shù)據(jù)。

驅動電機控制器主要依靠電流傳感器(圖6)、電壓傳感器、溫度傳感器來進行電機運行狀態(tài)的監(jiān)測，根據(jù)相應參數(shù)進行電壓、電流的調(diào)整控制以及其它控制功能的完成。電流傳感器用于檢測電機工作實際電流，包括母線電流、三相交流電流。電壓傳感器用于檢測供給電機控制器工作的實際電壓，包括動力電池電壓、12V蓄電池電壓。溫度傳感器用于檢測電機控制系統(tǒng)的工作溫度，包括IGBT模塊的溫度。

驅動電機控制器上分為低壓接口和高壓接口(圖7)，低壓接口端子定義如表4所示。

二、驅動電機系統(tǒng)功能

通過驅動電機工作狀態(tài)可以了解新能源汽車驅動系統(tǒng)的基本功能，根據(jù)駕駛員意愿驅動電機的工作狀態(tài)：掛D擋加速行駛時、減速制動時、掛R擋倒車時以及E擋行駛時來了解它的工作過程。

1、D擋加速行駛

駕駛員掛D擋并踩加速踏板，此時擋位信息和加速信息通過信號線傳遞給整車控制器VCU，VCU把駕駛員的操作意圖通過CAN線傳遞給驅動電機控制器MCU，再由驅動電機控制器MCU結合旋變傳感器信息(轉子位置)，進而向永磁同步電動機的定子通入三相交流電，三相電流在定子繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降。

由三相交流電產(chǎn)生的旋轉電樞磁動勢及建立的電樞磁場，一方面切割定子繞組，并在定子繞組中產(chǎn)生感應電動勢；另一方面以電磁力拖動轉子以同步轉速正向旋轉。隨著加速踏板行程不斷加大，電機控制器控制的6個IGBT導通頻率上升，電動機的轉矩隨著電流的增加而增加，因此，起步時基本上擁有最大的轉矩。隨著電動機轉速的增加，電動機的功率也增加，同時電壓也隨之增加。

在電動汽車上，一般要求電動機的輸出功率保持恒定，即電動機的輸出功率不隨轉速增加而變化，這要求在電動機轉速增加時，電壓保持恒定，其中永磁同步電機輸出特性曲線如圖8所示。

與此同時，電機控制器也會通過電流傳感器和電壓傳感器，感知電機當前功率、消耗電流大小、電壓大小，并把這些信息數(shù)據(jù)通過CAN網(wǎng)絡傳送給儀表、整車控制器，其具體工作原理如圖9所示。

2、R擋倒車時

當駕駛員掛R擋時，駕駛員請求信號發(fā)給VCU，再通過CAN線發(fā)送給MCU，此時MCU結合當前轉子位置(旋變傳感器)信息，通過改變IGBT模塊改變WVU通電順序，進而控制電機反轉。

3、制動時能量回收

駕駛員松開加速踏板時，電機由于慣性仍在旋轉，設車輪轉速為V輪、電機轉速為V電機，設車輪與電機之間固定傳動比為K，當車輛減速時，V輪K＜V電機時，電機仍是動力源，隨著電機轉速下降，當 V輪K＞V電機時，此時電機由于被車輛拖動而旋轉，此時驅動電動機變?yōu)榘l(fā)電機(圖10)。

BMS可以根據(jù)電池充電特性曲線(充電電流、電壓變化曲線與電池容量的關系)和采集電池溫度等參數(shù)計算出相應的允許最大充電電流。MCU根據(jù)電池允許最大充電電流，通過控制IGBT模塊，使“發(fā)電機”定子線圈旋轉磁場角速度與電機轉子角速度保持到發(fā)電電流不超過允許最大充電電流，以調(diào)整發(fā)電機向蓄電池充電的電流，同時這也控制了車輛的減速度，具體過程如圖11所示。

文章來源：控制與傳動

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《電氣控制技術及實訓教程》以培養(yǎng)讀者電氣控制技術能力為主要目的，理論與實踐相輔相成，重點突出理論與實踐相結合?！峨姎饪刂萍夹g及實訓教程》共分7章、包含22個實訓項目。基礎理論方面：《電氣控制技術及實訓教程》主要介紹常用的低壓電器、電氣控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)、電氣控制線路的分折方法、電氣控制的基本線路。實踐教學方面：主要介紹電動機電器的拆裝及檢修、電氣控制線路基本環(huán)節(jié)及檢修、常用機床電氣控制線路及常見故障的排除?！峨姎饪刂萍夹g及實訓教程》的特點：集教學、實驗、實訓、實習為一體，以電氣控制技術的應用能力、設計能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的?！峨姎饪刂萍夹g及實訓教程》可以作為普通高等工科院校工業(yè)自動化、電氣工程及自動化、機電一體化等相關專業(yè)的教材，也可供高職高專等相關專業(yè)選用，并可作為電氣技術人員的培訓和參考資料。

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