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Kinetix? 350单轴

EtherNet/IP 伺服驱动器

经济实用的协调运动控制系统

罗克韦尔自动化现提供一款单轴 EtherNet/IP 伺服驱动器–Kinetix 350。开

发此驱动器的目的是为了提供运动控制的可扩展性,从而简化整个控制系统在单一网络中的集成。Kinetix 350可以连接全新的CompactLogix?系列控制器 (支持基于EtherNet/IP? 的集成运动控制) 并与之配合工作。二者合并为一个系统后,能够提供经济实用的运动控制解决方案,从而为您带来在当今行业竞争中致胜所需的高性能和可扩展性。

Kinetix 350结构紧凑,

所需的面板空间更少,连接非常简单。此外,在所有机器组合中,您都可以在各Logix 控制平台上重复使用代码,从而缩短设计、安装和调试时间。

可扩展平台

? 针对低轴数系统进行优化? 100V 和200V 单相,200V 和400V 三相级电压型? 400W –3kW 功率范围

? 适用于基于EtherNet/IP 的CompactLogix 和ControlLogix?? 支持在RSLogix? 5000中使用

? 支持标准RSLogix 5000运动控制指令集,

包括Kinematics 技术电机兼容性

可实现对以下电机和执行器的自动驱动识别,缩短调试时间:

? MP -Series?低惯量、

食品级、不锈钢和中等惯量电机? TL -Series? (TLY) 电机? MP 系列重载电动缸? MP 系列和TL 系列电动缸? MP 系列集成直线运动平台

特性和优点

Allen-Bradley? Kinetix 350单轴伺服驱动器提供集成运动控制的可扩展性。它借助单一的网络EtherNet/IP ,简化了HMI 、可编程自动化控制器、I/O 和运动控制的集成。

? 基于单一驱动机组的单轴或多轴协调运动控制系统

? 既符合实际应用规模需求又削减系统成本? 简化系统设计:

– 单一的标准EtherNet/IP 网络– 单一的配置环境? 结构紧凑,

便于连接? 随处部署 – 全球可用的标准产品,可交付到任何地区

? 具有嵌入式安全断开扭矩功能

Kinetix 350为价值导向型应

用项目提供理想的价格、规模、连接性和易用性。

Kinetix 350

技术规范

安全

如今,工作场所的安全意味着生产率的提高。减少机器配置、清洁、清除堵转故障以及其他例行维护任务所需的时间,也就提高了整个机器的生产率。Kinetix 350便符合这一要求,并具备嵌入式安全断开扭矩功能。Kinetix 350符合以下安全标准:? ISO 13849-1安全性能等级 d ? IEC 61508 SIL 2

基于EtherNet/IP 的集成运动控制

EtherNet/IP 运用CIP 同步和CIP 运动控制技术,

通过标准以太网提供实时的闭环运动控制。这种拓扑结构独立的网络能在单一网络中实现整套控制解决方案的简化集成,包括 HMI 、PAC 、I/O 和运动控制。

控制器和软件支持

Kinetix 350使用RSLogix 5000软件编程,

提供可与ControlLogix 和CompactLogix PAC 共同使用的可扩展运动控制系统。运动控制分析器软件可进一步强化您的系统。该软件能 帮助您制造样机和分析各类设计,从而更快、更简单地分析、模拟和选择适当规模的运动控制系统,最终优化您的机器设计

Allen-Bradley 、Kinetix 、TL-Series 、MP-Series 、CompactLogix 、ControlLogix 、RSLogix 5000、Integrated Motion on EtherNet/IP 是罗克韦尔自动化公司的商标。不属于罗克韦尔自动化公司的商标均为其各自公司的资产。

客户服务电话:400 620 6620 (中国地区) +852 2887 4666 (香港地区)

Publication 2097-PP002A-ZH-P February 2012

Copyright 2012 Rockwell Automation Inc. Printed in CHINA.

减速电机驱动电路

一个电动小车整体的运行性能,首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性,而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响,这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。我们所使用的电机一般为直流电机,主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单,性能出众,直流电源也容易实现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。 1.H 型桥式驱动电路 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路,这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示。 全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态,S1、S2为一组,S3、 S4 为另一组,两组的状态互补,一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时,S3、S4关断,电机两端加正向电压,可以实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S2关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。 在小车动作的过程中,我们要不断地使电机在四个象限之间切换,即在正转和反转之间切换,也就是在S1、S2导通且S3、S4关断,到S1、S2关断且S3、S4导通,这两种状态之间转换。在这种情况下,理论上要求两组控制信号完全互补,但是,由于实际的开关器件都存在开通和关断时间,绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路,比如在上桥臂关断的过程中,下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。

因此,为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性,两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系,而实际上却必须相差一个足够的死区时间,这个矫正过程既可以通过硬件实现,即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时,也可以通过软件实现(具体方法参看后文)。 驱动电流不仅可以通过主开关管流通,而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时,电机便工作在发电状态,转子电流必须通过续流二极管流通,否则电机就会发热,严重时烧毁。 开关管的选择对驱动电路的影响很大,开关管的选择宜遵循以下原则: (1)由于驱动电路是功率输出,要求开关管输出功率较大; (2)开关管的开通和关断时间应尽可能小; (3)小车使用的电源电压不高,因此开关管的饱和压降应该尽量低。 在实际制作中,我们选用大功率达林顿管TIP122或场效应管IRF530,效果都还不错,为了使电路简化,建议使用集成有桥式电路的电机专用驱动芯片,如L298、LMD18200,性能比较稳定可靠。 由于电机在正常工作时对电源的干扰很大,如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作,所以我们选用双电源供电。一组5V给单片机和控制电路供电,另外一组9V给电机供电。在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开,以免影响控制部分电源的品质,并在达林顿管的基极加三极管驱动,可以给达林顿管提供足够大的基极电流。图3所示为采用TIP122的驱动电机电路,IOB8口为“0”,IOB9口输入PWM波时,电机正转,通过改变PWM的占空比可以调节电机的速度。而当IOB9口为“0”,IOB8口输入PWM 波时,电机反转,同样通过改变PWM的占空比来调节电机的速度。 图4为采用内部集成有两个桥式电路的专用芯片L298所组成的电机驱动电路。驱动芯片L298是驱动二相和四相步进电机的专用芯片,我们利用它内部的桥式电路来驱动直流电机,这种方法有一系列的优点。每一组PWM波用来控制一个电机的速度,而另外两个I/O口可以控制电机的正反转,控制比较简单,电路也很简单,一个芯片内包含有8个功率管,这样简化了电路的复杂性,如图所示IOB10、IOB11控制第一个电机的方向,IOB8输入的PWM控制第一个电机的速度;IOB12、IOB13控制第二个电机的方向,IOB9输入的PWM控制第二个电机的速度。

电机驱动系统

电机驱动系统 班级:汽电091 学号:091603118 姓名:支双双 日期:2011年10月25日 1

电机驱动系统综述 驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。 一. 电动机 电动汽车电机的三种主要形式是异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机。其中,异步电机主要应用在纯电动汽车,永磁同步电机主要应用在混合动力汽车中,开关磁阻电机目前主要应用在客车中。车用电机的独特要求:与一般工业用电机不同,用于汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高的特性,此外,还要求可靠性高、耐高温及耐潮、结构简单、成本低、维护简单、适合大规模生产等。未来我国电动汽车用驱动电机系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。 在电动汽车上主要用得电动机是无刷直流电动机.其工作原理:无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等 主电路是一个典型的电压型交—直—交电路,逆变器提供等幅等宽5-26khz调制波的对称交变矩形波。 永磁体n-s交替交换,使位置传感器产生相位差1200的u、v、w方波,结合正/反转信号产生有效的6状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生t1—t4导通、t1—t6导通、t3—t6导通、t3—t2导通、t5—t2导通、t5—t4导通,也就是说将直流母线电压依次加在a+b-、a+c-、b+c-、b+a-、c+a-、c+b-上,这样转子每转过一对n-s极,t1—t6功率管即按固定组合成6种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动600电角度,转子跟随定子磁场转动相当于600电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器u、v、w按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进600电角度,如此循环,无刷直流电动机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。 二. 直流有刷电动机系统 直流有刷电机的基本构造的组件包括定子、转子、电刷和换向器。定子和转子磁场相互作用驱动电机旋转。有刷直流电机的类型根据电机定子或外壳中磁场的产生方式来划分。根据有刷直流电机的类型,定子磁场可以由永磁铁或定子中的绕组产生。对于后一种情况,定子绕组与转子绕组可以是并行、串行、或

步进电机 驱动器 控制器三者的关系

电机行业专业求职平台 1.步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况 下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。步进电机必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 提及此知识,希望能给予正在对电机选型的客户有所帮助。 2.力矩: 电机一旦通电,在定转子间将产生磁场(磁通量Ф)当转子与定子错开一定角度,则产生力 F与(dФ/dθ)成正比 S 其磁通量Ф=Br*S Br为磁密,S为导磁面积 F与L*D*Br成正比 L为铁芯有效长度,D为转子直径 Br=N·I/R N·I为励磁绕阻安匝数(电流乘匝数)R为磁阻。 力矩=力*半径 力矩与电机有效体积*安匝数*磁密成正比(只考虑线性状态) 因此,电机有效体积越大,励磁安匝数越大,定转子间气隙越小,电机力矩越大,反之亦然。 一、混合式步进电机

电机行业专业求职平台1、特点: 混合式(又称感应子式步进电机)与传统的反应式步进电机相比,结构上转子加有永磁体,以提供软磁材料的工作点,而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能,因此该电机效率高,电流小,发热低。因永磁体的存在,该电机具有较强的反电势,其自身阻尼作用比较好,使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。 混合式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行,也可以作二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如:四相,八相运 行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C= A ,D=B . 一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致,小功率电机一般直接接为二相, 而功率大一点的电机,为了方便使用,灵活改变电机的动态特点,往往将其外部接线为八根引线(四相),这样使用时,既可以作四相电机使用,更可以作二相电机绕组串联或并联使用。 2、分类 混合式步进电机可分二相、三相、四相、五相等,我公司混合式步进电机以相数可分为:二相电机、三相电机: TEB20H,TEB28H,TEB35H,TEB39H,TEB42H,TEB57H,TEB86H,TEB110 H,TEC57H,TEC86H,TEC110H,TEC130H. 3、步进电机的静态指标术语 相数:产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。 拍数:完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示,或指电机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A. 步距角:对应一个脉冲信号,电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半 步)。 定位转矩:电机在不通电状态下,电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)

驱动电机系统简介

随着技术的不断进步,加上国家政策的大力扶持,新能源汽车已经成为了诸多汽车族的首选。相比传统汽车,新能源汽车具有环保、节能、简单三大优势,以电动机代替燃油机,由电机驱动而非自动变速箱。下面就给大家介绍一下新能源汽车的驱动电机系统。 传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。 与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。 驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成,结构如下图所示。 电动机驱动系统的基本组成框图 电动机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机,如图3。功率转换器按所选电机类型,有DC/DC 功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器(逆变器)构成,驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1,根据设计原理

伺服电机驱动控制器

目录 一、伺服驱动概述 (1) 二、本产品特性 (2) 三、电路原理图及PCB版图 (4) 四、电路功能模块分析 (4) 五、焊接(附元件清单) (14) 六、编者设计体会 (16)

一.伺服驱动概述 1. 伺服电机的概念 伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,作为一种执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器,直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。 2.伺服电机分类 普通直流伺服电动机 直流伺服电机 { 低惯量直流伺服电动机 直流力矩电动机 3. 控制系统对伺服电动机的基本要求 宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转”现象 快速响应 控制功率小、重量轻、体积小等。 4. 直流伺服电机的基本特性 (1)机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时,电机的转速n随电磁转矩M 变化而变化的规律,称直流电机的机械特性 (2)调节特性直流电机在一定的电磁转矩M(或负载转矩)下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律,被称为直流电机的调节特性 (3)动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态,存在一个过渡过程,这就是直流电机的动态特性 5. 直流伺服电机的驱动原理 伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷直流伺服电机电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境

(整理)丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析.

丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析 作为全球最成功的环保车型,丰田普锐斯(PRIUS)早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军,即使在我们的身边,也经常可以见到它们的身影。目前,在国内生产的丰田普锐斯(PRIUS)是采用丰田第二代混合动力系统,集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车(图1)。 丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ),可以根据车辆行驶状态,灵活地使用2 种动力源,并且弥补2种动力源之间不足之处,从而降低燃油消耗,减少有害气体排放,发挥车辆的最大动力。由于其THS-Ⅱ电机及驱动系统结构复杂,技术先进,本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理,以帮助读者更进一步了解THS-Ⅱ系统。 一、THS-Ⅱ电机及驱动控制系统的特点 1.在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输,可以极大地降低动力传输中电能损耗,高效地传输动力。 2.采用大功率电机输出,提高电机的利用率。当发动机工作效率低时,此系统可以将发动机停机,车辆依靠电机动力行驶。 3.极大地增加了减速和制动过程中的能量回收,提高能量的利用率。 二、THS-Ⅱ电机及驱动系统基本组成 1.HV蓄电池:由168个单格镍氢电瓶(1.2V×6个电瓶×28个模块)组成,额定电压DC20 1.6V,安装在车辆后备厢内。在车辆起步、加速和上坡时,HV蓄电池将电能提供给驱动电机。 2.混合动力变速驱动桥:混合动力变速驱动桥由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成(图2)。

3.变频器:由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。 (1)增压转换器:将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V(反之从DC500V降压到DC201.6V)。 (2)逆变整流器:将DC500V转换成AC500V,给电动机MG2供电。反之将AC500V 转换成DC500V,经降压后,给HV蓄电池充电。 (3)直流转换器:将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V,为车身电器供电,同时为备用蓄电池充电。 (4)空调变频器:将HV蓄电池DC201.6V转换成AC201.6V交流电为空调系统中电动变频压缩机供电。 4.HV控制ECU采用32位计算机,接收来自传感器和ECU(发动机ECU、HV蓄电池ECU、制动防滑控制ECU、电动转向ECU)信息。根据此信息,计算车辆所需的扭矩和功率,将计算结果发送给发动机ECU,变频器总成,蓄电池ECU和制动防滑控制ECU。 三、THS-Ⅱ系统电机(MG1、MG2)工作原理 交流伺服驱动系统中,应用的交流永磁驱动电机有两大类。一类称为无刷直流同步电动机(BDCM),另一类称为三相永磁同步电动机(PMSM),THS-Ⅱ系统的电机(MG1、MG2)属于BDCM类型的驱动电机。 BDCM用装有永磁体转子代替了有刷直流电动机的定子磁极。有刷直流电动机依靠机械换向器,将直流电流转换成近似梯形波的交流电流。而BDCM是将逆变器产生的方波交流电流直接输入电机定子绕组,省去了机械换向器和电刷。BDCM定子绕组中通

电动汽车电机控制器原理

电动汽车电机控制器 一、电机控制器的概述 根据GB/T 18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义,电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。 电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件,在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用,其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。 二、电机控制器的原理 图1汽车电机控制器原理图 电机控制器作为整个制动系统的控制中心,它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能,逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或者减速的目的。 三、电机控制器的分类 1、直流电机驱动系统 电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式,控制技术简单、成熟、成本低,但效率低、体积大等缺点。 2、交流感应电机驱动系统 电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速,采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。

3、交流永磁电机驱动系统 包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统,其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速;梯形波无刷直流电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定,因此比梯形波无刷直流电机驰动系统具有更好的应用前景。 4、开关磁阻电机驱动系统 开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采用模糊滑模控制方法。目前纯电动汽车所用电机均为永磁同步电机,交流永磁电机采用稀土永磁体励磁,与感应电机相比不需要励磁电路,具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。 四、电动控制器的相关术语 1、额定功率:在额定条件下的输出功率。 2、峰值功率:在规定的持续时间内,电机允许的最大输出功率。 3、额定转速:额定功率下电机的转速。 4、最高工作转速:相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。 5、额定转矩:电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 6、峰值转矩:电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 7、电机及控制器整体效率:电机转轴输出功率除以控制器输入功率再乘以100%。 扩展阅读: WP4000变频功率分析仪应用于电动汽车电机试验 现行的电动汽车相关标准大全 如何选择电动汽车电池监测系统 hb

北汽新能源纯电动汽车驱动电机控制系统故障维修

近年来,在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求行业提升维修水平,升级故障维修手段,利用有效的电子诊断技术提升效率。本文以北汽纯的具体故障作为切入点,通过故障分析及其排除过程,对关键技术进行相应的探究。 一、故障现象 一辆北汽生产的EV 160新能源纯,整车型号为:BJ7000B3D5-BEV,电机型号为:TZ20S02,电池型号为:29/135/220-80Ah,电池工作电压为320V。该车行驶里程为万km,出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障;故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。 二、系统重要作用及其结构原理 驱动电机系统由驱动电动机(DM)、驱动电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯三大核心部件之一,是车辆行驶的主要执行机构,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1.驱动电机系统工作原理 在驱动电机系统中,驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令,即控制器输出命令。如图1所示,控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电,供给配套的三相交流永磁同步电机使用。 整车控制器(VCU)根据驾驶员意图发出各种指令,电机控制器响应并反馈,实时调整驱动电机输出,以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机控制器另一个重要功能是通信和保护,实时进行状态和故障检测,保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。 电机控制器(MCU)由逆变器和控制器两部分组成。驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器。逆变器负责将动力电池输送的直流电电能逆变成三相交流电给汽车驱动电机提供电源;控制器接受驱动电机和其它部件的信号反馈到仪表,当发生制动或者加速行为时,它能控制频率的升降,从而达到加速或减速的目的。 电机控制器是依靠内置旋转变压器、温度传感器、电流传感器、电压传感器等来提供电机的工作状态信息,并将驱动电机运行状态信息实时发送给VCU。驱动电机系统的控制中心,又称智能功率模块,以绝缘栅双极型晶体管模块(IGBT)为核心,辅以驱动集成电路、主控集成电路,对所有的输入信号进行处理,并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过网络发送给整车控制器,同时也会储存故障码和数据。 2.驱动电机关键部件结构及其工作原理

电机驱动控制系统

电机驱动控制系统 摘要 由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点,因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用,而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高,目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。 与交流电动机相比,直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难,但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点,因此在许多行业仍大量应用。近年来,直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现,采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点,更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现,因此具有很好的发展前景。 本设计为单片机控制直流电机,以AT89C51单片机为核心,采用了PWM技术对电机进行控制,通过对占空比的计算达到精确调速的目的。由键盘控制电动机执行启停、速度和方向等各种功能,用红外对管测量电机的实际转速,并通过1602液晶显示出控制效果。设计上,键盘输入采用阵列式输入,用4*4的矩阵键盘形式,这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。

关键词:AT89C51 PWM 电机测速 一、硬件设计 1、总体设计

20 929303456781011121314151617318RFB 91112 10k 23

1918 2122232425262728 1.2.2 1602液晶显示模块 本模块实现了转速等显示功能。 D :方向;占空比;预设转速;实测速度; 1.2.3键盘模块 根据实验要求,需由按键完成对直流电机的控制功能,并经分 析得出需要16个按键,为节省I/O 口并配合软件设计,此模块使用了4*4的矩阵模式。并通过P1口与主机相连。 1.2.4 PWM 驱动电路模块设计与比较

纯电动汽车的驱动电机系统

纯电动汽车的驱动电机系统 驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一,是车辆行驶的主要驱动系统,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。本文将以北汽新能源EV200车型所采用的驱动电机系统为例来介绍相关技术。 一、驱动电机系统介绍 驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接,如图1所示。 图1 驱动电机系统结构 图2 永磁同步电机结构 图3 电机传感器 表1 驱动电机技术参数 表2 驱动电机控制器技术参数 整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令,实时调节驱动电机的扭矩输出,以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。 电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测,并把相关信息传递给整车控制器VCU,进而调节水泵和冷却风扇工作,使电机保持在理想温度下工作。 驱动电机技术指标参数,如表1所示,驱动电机控制器技术参数如表2所示。 类型永磁同步基速 2 812r/min 转速范围0~9000r/min 额定功率30kW 峰值功率53kW 额定扭矩102N.m 峰值扭矩180N.m(相当于2.0排量的汽油机)重量 45kg 技术指标 技术参数 直流输入电压 336V 工作电压范围265~410V 控制电源 12V 控制电源电压范围9~16V(所有控制器具有低压电路控制)标称容量85kVA 重量 9kg 1.驱动电机 永磁同步电机是一种典型的驱动电机(图2),具有效率高、体积小、可靠性高等优点,是动力系统的执行机构,是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器(图3)来提供电机的工作状态信息,并将电机运行状态信息实时发送给MCU。 旋转变压器检测电机转子位置,经过电机控制器内旋变解码器解码后,电机控制器可获知电机当前转子位置,从而控制相应的IGBT功率管导通,按顺序给定子三个线圈通电,驱动电机旋转。 温度传感器的作用是检测电机绕组温度,并提信息供给MCU,再由MCU通过CAN线传给VCU,进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作,调节电机工作温度。 DOI:10.13825/https://www.wendangku.net/doc/bc8741865.html,ki.motorchina.2016.03.023

浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/bc8741865.html, 浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统 作者:菅一凡 来源:《信息技术时代·上旬刊》2019年第01期 摘要:“纯电动汽车”对于今天的人来讲早已不再陌生,它有诸多优势,比如加速性能好、功率大、环保节能等,非常符合时代对于交通方式的变革需求。而驱动电机及控制系统,直接关系到纯电动汽车的性能和质量,纯电动汽车的设计和维护和保养非常重要,因此关于纯电动汽车驱动电机及控制系统是当代研究领域重点讨论的内容。 关键词:纯电动汽车;驱动电机;控制系统 伴随着纯电动汽车开始进入千家万户,其驱动电机及控制系统也日益成为一个热门的课题,我们迫切需要在该领域实现驱动电机及控制系统稳定可靠的运行目标,目前我们通过开展大量的研究,在这方面已经形成了一整套的理论体系,但仍然存在着一些需要进一步完善的地方。未来纯电动汽车的驱动电机及控制系统还会随着科技水平的不断提升,发展前景更加广阔。 一.电机驱动系统概述 驱动电机系统由驱动电机和电机控制器组成。驱动电机是动力系统的重要执行机构,是电能与机械能转化的部件,具备发电机和电动机的双重功能。驱动电机控制器采集电机旋转的位置,以及反馈的电流信号,对IGBT或者MOSFET进行开通与关断控制,形成旋转的交变磁场,从而控制电机按目标转矩和方向进行运转。 二.纯电动汽车驱动电机及控制系统现状分析 (一)纯电动汽车对驱动电机及控制系统的要求 不同于烧汽油或柴油的传统汽车,纯电动汽车是完全以电能为驱动力的。通过驱动电机来推动车辆前进,在控制系统方面也有着一些特殊之处。迄今为止,电动汽车驱动电机及控制系统有多种要素组成而成,它们分别为:电动机、控制器、功率电子装置、传感器等多项内容。其中,驱动电机的主要功能在于将蓄电池中的电能转换成机械能,以及通过对于蓄电池的制动,对于车辆的动能进行反馈。电动汽车对驱动电机及控制系统主要涉及以下几项内容: 第一、驱动电机要求调速范围较宽。电机能在四象限内工作。 第二、驱动电机及控制系统必须以转矩作为控制目标。转矩必须符合迅速且波动较小的要求。

电机驱动控制系统

电机驱动控制系统 “安邦信”是中国变频器行业的一块老品牌,在技术上沉淀了二十几年,在产、学、研、市场应用的道路上积累深厚的经验。1992年3月在江苏徐州成立,1998年10月迁址深圳,更名为“深圳市安邦信电子有限公司”是第一批国家电子工业部20家变频器企业之一,专注于变频器的研发、生产和销售,快速为客户提供个性化的解决方案。 “安邦信”是国内少数同时生产高、中、低压变频器的企业,主要服务于装备制造业、节能环保、新能源三大领域,营销网络遍布全国。公司在国产品牌厂商中名列前茅,其中专用变频系列产品在多个细分行业处于业内首创或领先地位。 “安邦信”旗下的电机科技有限公司,具有30年多年专注工业电动机与汽车电机的研发、制造历史。拥有先进自动化生产线和专业检测设备,拥有资深的专业电机设计、工艺,工装设计工程师。 多年来,始终坚持“产品做精、市场做专”的经营方针。投重金搭建研发平台,精诚与多所院校建立研发联盟。获得了各种技术专利100多项,掌握了永磁同步、异步、电流开环、闭环矢量控制与485、CAN、PROFIBUS通讯的技术。完成了40V-1000V电压等级,0.4KW-8700KW功率等级产品供货能力。市场横跨电动汽车、工业控制两大行业领域,在电动汽车领域具有永磁电机、异步电机控制,40V-560V电压等级、1.5KW-250KW功率范围,风冷、水冷、油冷全系列的产品供应。当前生产的电动车电机有高效永磁同步电机,高效铜转子异步电机,高效鼠笼式异步电机三大系列。 “安邦信”制造基地根据公司的研发优势,大量采用自动化生产设备,生产设备及仪器业内领先,空间布局,生产线结构都依据国际标准设计,年产能超过15万台。 规范的流程,先进的设备,敬业的员工是安邦信制造体系的核心竞争力,严谨而人性化的生产管理实现了大规模生产效应。 电机驱动控制系统产品 “安邦信”针对市场的需求研发出电机驱动控制系统产品,形成一套驱控体系,为整车厂提供电机驱控系统解决方案,提高整车效率。其中72V,7.5KW和144V,15KW系列产品,经过市场验证,深受好评获得客户良好认可。 7.5KW和15KW电机驱动控制器系统,电机驱动控制系统具有高峰值转矩、高可靠性、低成本的特点。同时具有高效异步铜转子电机采用双冷技术,同步降低电机定转子温度,电机具有高效、高功率密度、

新能源汽车驱动电机基本要求

NO.666

新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。 在纯电动汽车上体现尤为明显:以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。 相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠。 传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。 与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。 电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。 驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。 电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。 电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。 电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成,结构如下图所示。 电动机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机。 功率转换器按所选电机类型,有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。 电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。

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