开关磁阻电机是近年来随着现代微机控制技术、电力电子技术和计算机辅助设计技术发展起来的一种新型电机,该电机结构简单、可控参数多、容错性好、效率高、成本低,在牵引运输、通用工业、家用电器等领域得到了较广泛的应用。
针对车用开关磁阻起动/发电机工作环境恶劣(高温、高湿、振动、多灰尘)和软件控制抗干扰能力较低的特点,以CPLD为基础的纯硬件电路实现了对开关磁阻起动/发电系统的控制。由于纯硬件控制电路简单可靠,可以适应复杂的工作环境,因此可以有效地简化车用开关磁阻起动/发电机控制系统的结构并提高其容错能力。
开关磁阻电机起动/发电控制策略开关磁阻电机的控制策略较为灵活,具有三种控制模式:角度位置控制、电流斩波控制和脉宽调制控制。针对车用开关磁阻电机的工作要求和汽车电源的特点,对车用开关磁阻起动/发电机采用分段控制策略。
当电机的转速升到汽车发动机的怠速(约800r/min)时,电机将从起动状态转到助力状态或发电状态,助力状态运行于电动模式,发电状态则运行于发电模式,此时电机仍然采用电流斩波控制。当汽车发动机的转速达到某一较高转速(约2000r/min)时,一方面相电流周期缩短,另一方面运动电势较大使得电流峰值较小,因此为大系统的出力和提高发电效率,不宜再采用电流斩波控制,应改为角度位置控制。
控制系统的组成及其优化基于CPLD的开关磁阻起动/发电控制系统结构主要由汽车发动机、三相SR电机、24V低压蓄电池组、功率变换电路和CPLD控制器及其外围电路构成,其中CPLD控制器及其外围电路为系统的核心部分。窗口比较器用于提取电压范围信号,滞环比较器用于提取相电流信号及油门位置信号的上限值,以控制磁阻电机的运行状态,并实现过压过流保护。
新思界
产业研究人员表示,以单片CPLD为基础的纯硬件电路可以有效地实现开关磁阻起动/发电控制系统。随着开关磁阻电机的广泛应用和CPLD控制技术的不断发展,应用于电机控制的纯硬件控制方案必将得到进一'步完善。