Ohjausperiaatteen virtasilmukan esittely
uusien energiaajoneuvojen käyttömoottorista
Uusissa energiaajoneuvoissa moottorinohjain (MCU) toteuttaa käyttömoottorin vääntömomentin ja nopeuden säädön (kuten kestomagneettisynkroninen moottori, PMSM). Sen yleiset ohjausstrategiat ovat:
• Vektoriohjaus (Field Oriented Control, FOC): Tämä strategia on yleisin ohjausmenetelmä nykyisissä ajoneuvosovelluksissa. Se voi ohjata itsenäisesti moottorin viritysmagneettikenttää (kestomagneettisynkronisen moottorin viritysmagneettikenttä saadaan kestomagneettista, eikä magneettikentän muodostamiseen vaadita ylimääräistä viritysvirtaa. Tässä se viittaa järjestelmän vakauden ylläpitämiseen magneettivuon kytkentä Id) ja vääntömomentin magneettikentän kautta, jolloin saavutetaan tarkka vääntömomentin ja nopeuden säätö.
• Suora momentinsäätö (Direct Torque Control, DTC): Tämä menetelmä ei vaadi monimutkaista koordinaattimuunnosta, mutta saavuttaa ohjauksen tavoitteen mittaamalla ja ohjaamalla suoraan moottorin sähkömagneettista vääntömomenttia ja staattorivuon kytkentää.
Tässä, vektoriohjausstrategian virtasilmukan ohjaus esimerkkinä, käyttömoottorin ohjausprosessi on tiivistetty seuraavasti:
1. Moottorin roottorin asennon ja nopeuden mittaus.
MCU saa moottorin roottorin asento- ja nopeustiedot pyörivästä anturista, joka on asennettu moottorin akselin toiseen päähän tai integroitu moottorin sisään ja on kytketty moottorin akseliin kytkimen kautta varmistaakseen, että ne voivat pyöriä koaksiaalisesti.
Pyöriviä antureita on pääasiassa kahta tyyppiä: absoluuttiantureita ja inkrementtiantureita. Esimerkkinä inkrementaalisten kooderien sovelluksesta se koostuu yleensä kahdesta A:n ja B:n pulssisekvenssistä, joiden vaihe-ero on 90 astetta ja referenssikohta on merkitty Z-vaihepulssilla, jota yleensä kutsutaan nollapaikaksi tai origoksi. signaali.
Kun moottori pyörii, vaihe A ja vaihe B lähettävät vuorotellen neliöaaltopulsseja. Tällä hetkellä MCU voi määrittää moottorin pyörimissuunnan vertaamalla 90 asteen vaihe-eroa kahden vaiheen välillä ja määrittää kulman tai etäisyyden, jonka moottori on pyörinyt kirjaamalla pulssien lukumäärän ja pulssien lukumäärän muutoksen. aikayksikköä kohden ja laske moottorin nopeus. Saatujen roottorin asento- ja nopeustietojen avulla MCU voi suorittaa lisäohjausta, kuten virtasilmukan tai nopeussilmukan.
Esimerkiksi kun moottori pyörii tietyssä kulmassa, kooderi tuottaa vastaavan määrän pulsseja. Moottorin pyörimissuunta määritetään vertaamalla A- ja B-vaiheen pulssien järjestystä ja nopeus lasketaan pulssien lukumäärän perusteella aikayksikköä kohti. Olettaen, että MCU vastaanottaa 10,000 pulssia 1 sekunnissa ja kooderi tuottaa vain 1,000 pulssia per kierros, moottorin nopeus on 10 rpm/s (moottorin nopeus ω).
Anturi tuottaa Z-vaiheen pulssin jokaiselle kierrokselle. Kun MCU vastaanottaa Z-vaiheen pulssin ensimmäistä kertaa, se käyttää tätä asentoa nollavertailupisteenä ja laskee sitten A-vaiheen pulssien määrän määrittääkseen moottorin roottorin asennon suhteessa nolla-asentoon. Jos havaitaan 300 A-vaiheen pulssia, moottorin roottorin kulma-asento nolla-asemaan nähden on 300/1000 kierrosta tai 108 astetta (muunnettu radiaaneiksi θ=3π/5).
