電動汽車開關磁阻電機再生制動發(fā)電系統(tǒng)研究
王維平，張磊，宋錦，朱敏
（南京信息職業(yè)技術學院，南京210046）
摘要：文章首先分析了開關磁阻電機的再生制動發(fā)電模式的控制策略，由于srg的高度非線性，所以根據(jù)srg轉速、母線電壓、開通角、導通角和母線電流的關系建立起三維點圖，通過圖形分析的方法來確定開關磁阻發(fā)電機的****問題，并進行了仿真，最后通過實驗驗證了結果的正確性。
關鍵詞：srg;再生制動；****開關角
中圖分類號：tm36+1 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848（2010）06-0063-03
0引 言
伴隨著能源危機以及嚴重的環(huán)境污染，電動汽車的研究和發(fā)展已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的新趨勢，電動汽車具有高效率、低排放的特性，它基本上都不以汽油為直接燃料，能源的利用效率高、環(huán)境污染度低。而電機的驅動是電動汽車的核心，開關磁阻電機既可為汽車發(fā)動機的起動機又可為汽車蓄電池的發(fā)電機，是集起動、發(fā)電、助動力，是電動汽車行業(yè)具有很強競爭力的電機。本文主要分析splg的再生制動模式，對src發(fā)電效率的優(yōu)化進行了深入的研究。
1 sr電機發(fā)電控制策略
sr電機再生制動發(fā)電模式是在開關磁阻電機的電感下降區(qū)，電流產(chǎn)生負轉矩，將機械能轉換為電能反饋給電源，在任何發(fā)電系統(tǒng)中，能量轉換效率都是十分重要的一項指標。尤其是在汽車的電氣系統(tǒng)中，低效率會導致更高的燃油消耗、更短的蓄電池壽命。這時的控制目標是得到所需要的發(fā)電功率，利用開通角和關斷角來優(yōu)化能量轉換過程，使轉換效率****。傳統(tǒng)的隨著電機轉速的不斷提前開通角的方法不能得到理想的性能。因為僅僅控制開通角還不夠，關斷角也成為影響src發(fā)電性能的關鍵激勵因素之一。
在基速以上恒功率區(qū)，src工作在apc單脈沖控制方式下。相電流在該相功率器件關斷后由于電動勢的影響會繼續(xù)升高，這給控制帶來一定困難，因為相電流峰值及其出現(xiàn)的位置與多個激勵參數(shù)有關，主要為勵磁電流ih、開通角θon、關斷角θoff，它們直接影響src的再生制動性能，而由于功率變換器的開關器件容量的原因，一般限制了勵磁電流ih的大小，因此，開通角θon、關斷角θoff成為主要的控制對象。得到相同的母線電流會存在許多不同的組合。從而可以得到****激勵的開關角。
在額定工作狀況下，銅損是開關磁阻電機的主要損耗，約占總損耗的百分之50. 6，而銅損正比于相電流，電流有效值即均方值相電流。當sr電機穩(wěn)態(tài)運行時，繞組銅耗可用下式計算：
式中irms為繞組電流的有效值即均方值，m為srg相數(shù)、rp每相繞組電阻。
若相電流波形已知，則
式中，θ為磁鏈和續(xù)流電流均達到零時的轉子位移角，np轉子極數(shù)，θon是開通角。
因此可以認為在得到相同功率的眾多激勵參數(shù)中，誰的均方值相電流最小，誰就是****激勵，最小化均方值相電流就是最小化sr電機銅損、最小化功率變換器的開關和導通功率損失，從而獲得所需母線平均電流下的****開通角和導通角組合，這樣就簡化為不同組合對于母線平均充電電流、平均均方值相電流究竟有何影響的問題，開通角θon和導通角θcond作為控制srg的激勵參數(shù)進行分析。關斷角θoff為了保證輸出功率，合理的選擇控制參數(shù)是十分重要的，所以優(yōu)化開通角θon和導通角θconc,使src在其整個速度范圍內能提供
所需的能量。
由于src的高度非線性使它的控制運行非常復雜，通過反饋控制很難獲得****，而根據(jù)src轉速、母線電壓、開通角θon、導通角θcon。和母線電流的關系建立起三維點圖，通過圖形分析，卻簡化并能很好的解決這一問題，可以從中獲得****的開通角θon、和導通角來產(chǎn)生給定轉速和給定母線電壓丁所需的母線電流，控制目標是效率****，因此主要分析母線充電電流的平均值而不是瞬時值，利用srg -個電循環(huán)的數(shù)據(jù)來進行平均，這是控制參數(shù)最小的變化步長。
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