矢量控制變頻器在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中的應(yīng)用
介紹了如何使用普傳PI7000矢量控制變頻器的主板端子功能、保護(hù)功能等實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的低頻大轉(zhuǎn)矩及通過汽車油門信號(hào)的大小進(jìn)行調(diào)速的工藝要求。
同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保;著重介紹了變頻器在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車系統(tǒng)中的工作原理,變頻器矢量控制的功能參數(shù)設(shè)置及調(diào)試方法,變頻器常見故障及排除措施三菱伺服電機(jī)代理。
1、引言
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是指以蓄電池組作為動(dòng)力源,用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛電動(dòng)機(jī)不排放有害氣體并且和發(fā)動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)可以大大減少有害氣體的排放量三菱伺服驅(qū)動(dòng)器。
目前城市大氣污染總量的半數(shù)以上來自燃油汽車尾氣,從大氣環(huán)保出發(fā),自20世紀(jì)60年代開始,以電力電子為基礎(chǔ)的電氣傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步,為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的開展提供了先進(jìn)的物質(zhì)基礎(chǔ);機(jī)電一體化技術(shù)的興起與發(fā)展,為燃油汽車這一典型的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化方向演變提供了十分豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的機(jī)電一體化配置模式,控制方法,還處在百花齊放的階段,既不成熟,也未定型為了保證混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和諧有序發(fā)展,國家已創(chuàng)造了一個(gè)良好的政策環(huán)境、市場(chǎng)環(huán)境和消費(fèi)環(huán)境,因?yàn)榘l(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車對(duì)節(jié)約能源、緩解環(huán)境污染具有重要意義,并且汽車工業(yè)是耗油大戶,目前我國汽車工業(yè)的耗油量占石油消耗的1/42004年,我國產(chǎn)油1.7億噸,進(jìn)口突破1億,石油消耗量占世界石油消耗量近20%,但GDP只占世界GDP的4%,在這種情況下,發(fā)展取代燃油型交通工具的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車對(duì)我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要另外,汽車業(yè)的發(fā)展給環(huán)境保護(hù)帶來比較大的壓力,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車廢氣排量少之又少,噪音污染很小,發(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可大大減輕環(huán)境污染方面的壓力普傳PI7000矢量控制變頻器已成功應(yīng)用到混合動(dòng)力環(huán)保、節(jié)能型電動(dòng)汽車系統(tǒng)中,已通過長期的各種試驗(yàn)與檢驗(yàn),現(xiàn)已在澳門的公路上穩(wěn)定行駛,達(dá)到了環(huán)保、節(jié)能的效果三菱變頻器。
2、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)
汽車是一種在陸地露天運(yùn)行、結(jié)構(gòu)緊湊、具有車載能源的走行機(jī)械,工礦復(fù)雜既要能適應(yīng)高速飛弛、又要能頻繁起制動(dòng)、上下坡快速超車緊急剎車;既要能適應(yīng)雪天、雨天、盛夏嚴(yán)冬、雪后灑鹽等惡劣天氣條件,又要能承受道路的顛簸振動(dòng),還要保證司乘人員的舒適與安全混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的核心,是要用變頻器控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)取代其機(jī)械據(jù)推進(jìn)系統(tǒng),用電池代替汽油作為車載能源,在實(shí)現(xiàn)零排放或少排放的前提下,滿足燃油汽車各項(xiàng)性能、價(jià)格指標(biāo)的要求據(jù)此可將混合動(dòng)力電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)歸納為以下幾點(diǎn):
(1)基速以下大轉(zhuǎn)矩以適應(yīng)快速起動(dòng)、加速、負(fù)荷爬坡、頻繁起停等要求,基速以上小轉(zhuǎn)矩、恒功率、調(diào)速范圍寬以適應(yīng)最高車速和公路飛弛超車等要求,上述要求可通過PI7000矢量變頻器功能參數(shù)的簡(jiǎn)單設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)。
(2)整個(gè)轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi)的效率最優(yōu)化、以謀求電池一次充電后的續(xù)弛距離盡可能長一輛燃油汽車帶50kg汽油約可行駛700km,如改裝為帶400kg鉛酸電池的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,則只能行駛100km最近報(bào)導(dǎo),采用最新研制的燃料電池可達(dá)到450km開發(fā)比能量更高的新型電池是最根本的解決辦法,但降低電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的損耗也是重要的一環(huán),使用PI7000矢量變頻器控制電動(dòng)機(jī),可達(dá)到高效節(jié)油、節(jié)能。
(3)電動(dòng)機(jī)及電控裝置結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、體積小、重量輕、免維修或少維修、抗顛簸振動(dòng)PI7000矢量變頻器將PLC及信號(hào)裝置等集成到一體。
(4)操縱性能符合司機(jī)駕駛習(xí)慣,運(yùn)行平穩(wěn)、乘坐舒適,電氣系統(tǒng)換效保障措施完善例如,當(dāng)電壓命令信號(hào)線、電流反饋或速度傳感器線斷或短路時(shí),可能引起振幅達(dá)正負(fù)最大輸出轉(zhuǎn)矩的振蕩必須具備能及時(shí)發(fā)現(xiàn)此類事故的措施,并在一旦發(fā)現(xiàn)事故時(shí),立刻切斷電動(dòng)機(jī)的電源PI7000矢量變頻器和PLC配合使用,具有快速的過流、過載、過壓、PG線斷等多種保護(hù)功能,一旦保護(hù)立即停止輸出電壓,司機(jī)按復(fù)位按鈕即可復(fù)位恢復(fù)正常工作狀態(tài),司機(jī)可通過觸摸屏非常直觀地監(jiān)視電池電量、運(yùn)行轉(zhuǎn)速、工作電流等,司機(jī)也可通過觸摸屏查詢故障時(shí)的電流、頻率、電壓及故障時(shí)的狀態(tài)等,操作及排除故障方便快捷。
3、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及其工作原理
工作原理:混合動(dòng)力系統(tǒng)主要有能源供給系統(tǒng)、電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)三大部分組成。
(1)能源供給系統(tǒng):由動(dòng)力電池組、發(fā)動(dòng)機(jī)一直流發(fā)電機(jī)組組成。
(2)電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):由變頻器和電動(dòng)機(jī)組成。
(3)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng):將內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸出通過離合器和減速器送給輪軸。
如果電池組電量不足,則啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過直流發(fā)電機(jī)給蓄電池組充電,以保證有足夠的能源供給變頻器控制電動(dòng)機(jī)通過減速器及差動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)前(或后)輪軸,內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通過自動(dòng)離合器與電動(dòng)機(jī)同軸安裝在車輛起動(dòng)時(shí)或在市區(qū)內(nèi)行駛時(shí),只由蓄電池組通過變頻器向電動(dòng)機(jī)供電,即純電動(dòng)驅(qū)動(dòng);在公路上行駛時(shí),離合器接通,由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪軸,此時(shí)電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行,通過變頻器給電池補(bǔ)充充電;高速重負(fù)載行駛時(shí),電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)輪軸,即混合驅(qū)動(dòng),以提高驅(qū)動(dòng)功率,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。
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