電機驅動控制
關注創建者：奔跑的非洲獅 創建時間：2019-09-18
電機驅動控制的視頻教程
永磁同步電機電機的降階模型抽取和矢量控制電路仿真
對于只設計電機控制系統的用戶，也可以向其電機供應商索取與實際電機對應高精度的電機ECE模型，進行控制算法的仿真和優化。電機ECE模型只高精度體現電機外部特性，而不會泄露供應商實際的電機設計參數，在有效保護各方知識產權的同時，又促進了電機設計生產廠家和控制器設計生產廠家的高效合作。 主要內容綱要如下： 1.ANSYS電機本體及其控制系統仿真平臺介紹 2.
免費 1小時26分鐘 1379播放
查看
Altair新能源汽車CAE仿真中的關鍵技術
內容包括 ?1，新能源汽車的輕量化設計 ?2，電池包分析與優化 ?3，新能源車NVH性能分析與優化 4，新能源電機的多物理場設計及優化 5，電機驅動控制系統的設計及實施 6，車載雷達天線及整車EMC的仿真 7，無線充電系統的整車級仿真 8，車聯網、車車通信分析等
免費 1小時52分鐘 2385播放
查看
電機驅動控制的實例教程
2.1 EGAS架構在功能安全中的應用
電機驅動控制器EGAS架構主要設計理念是將控制系統進行分層設計，即分為功能層（Level1）、功能監控層（Level2）和處理器監控層（Level3），如圖1所示。
功能層（Level1）主要實現控制系統的基本功能，對電機驅動控制器而言，即執行轉矩的輸出；此外，其還包含了組件監控、輸入/輸出變量診斷以及當檢測到故障后執行系統的故障響應功能。功能監控層（Level2）主要實現對Level1的監控，例如，通過監控計算轉矩的實際輸出值判斷Level1軟件是否正確等，而一旦診斷出故障，將觸發系統的故障響應，并由Level1或Level2執行。處理器監控層（Level3）主要是通過問答的形式監控Level2處理器是否出現故障，需要由一個獨立的ASIC或微處理器實現；當出現故障后，觸發系統的故障響應，并獨立于Level1去執行。因此，可以將Level1定義為基本功能（QM），而Level2和Level3定義為安全功能（ASIL）。
2.2 電機驅動控制器安全理論分析
根據1.1節分析，電機驅動控制器的安全目標是“避免非預期的轉矩增加”，將其分解到2.1節EGAS架構中的Level2層，對應的安全目標為“實現轉矩的正確監控”。因此，要實現電機驅動控制器的功能安全，需要對輸出轉矩進行實時監控。根據文獻可知，永磁同步電機轉矩方程為
式中：p——電機極對數；id和iq——d,q軸電流；ψd,ψq——d,q軸磁鏈。
磁鏈的計算公式為
式中：ψf——永磁體磁鏈。
因此，可通過式（1）、式（2）對轉矩進行實時觀測，監控其輸出量是否與目標量一致。試驗電機極對數為4，其銘牌參數如表4所示。
通過離線參數辨識，得出試驗電機的磁鏈（圖2）及電感參數（圖3）。
根據離線辨識結果，d軸電感變化范圍較小，故取定值0.23mH。
展開 驅動電機控制系統中的各種傳感器將信號反饋給控制模塊，控制模塊根據檢測測出的電流信號、電壓信號、溫度信號對電機當前運行狀態進行監測并調整相應的參數，完成控制。驅動電機控制模塊根據溫度傳感器反饋的信息，再通過 CAN 線反饋給整車控制器整車控制模塊，來控制冷卻風扇的開啟與否、冷卻系統循環的路線，確保電機保持在理想溫度下工作。
驅動電機控制系統工作過程見圖 3。
驅動電機控制器主要功能有：
①驅動時：逆變器將蓄電池提供的直流電逆變為電壓頻率可調的三相交流電，供電動機使用，驅動汽車運行。
②制動時：電動機做發電機運行將動能變為電能產生三相交流電，經逆變器變為直流電反饋回蓄電池，進行再生制動。
③運行速度控制：采用脈寬調制控制改變逆變器輸出的三相交流電的電壓和頻率就可以改變電機的轉速，從而對汽車進行調速。
④運行方向控制：通過改變逆變器中控制模塊的導通順序就可以改變輸出三相交流電的相序，即改變了三相異步電動機定子三相繞組所接交流電的相序，三相異步電動機反轉，從而改變汽車的運行方向。
⑤驅動與制動控制：通過改變逆變器輸出三相交流電的頻率，改變三相異步電動機的轉差頻率的正負，控制三相異步電動機是處于電動機狀態還是發電機狀態，從而控制汽車的驅動和制動。
驅動電機控制系統的所有傳感器將信號反饋給驅動電機控制模塊，控制模塊對采集到的信號進行分析處理后，將電機運行狀況信息通過數據 CAN 線反饋到整車的控制模塊。整車控制模塊根據電機的運行狀況及相關傳感器信號分析處理后發出指令給驅動電機控制模塊，對驅動電機的工作進行實時控制，從而完成驅動電機的各種功能。
展開 Ansys 行業應用方案連載（9） | 電機與驅動控制系統
電機與驅動控制系統廣泛應用于工業設備、能源、國防軍工、家電、伺服控制、機器人、新能源汽車、軌道交通等領域，是高性能家電、新能源汽車、智能制造、機器人、軌道交通等高新應用的核心技術之一。
根據不同的行業應用場景，電機與驅動控制系統的發展趨勢是不一樣的。工業電機主要以高效率節能為發展方向；家用電器以低成本、低噪聲、高效率的直驅電機為發展方向；新能源汽車電機以全周期運行區間的整體效率、低NVH、低成本、小體積、高可靠性為發展方向；國防軍工以高可靠性、高性能的特種電機為主。
綜合來看，電機與驅動控制系統的技術熱點是電機的多學科性能優化、NVH分析、EMC分析以及電驅動系統的系統分析，這些熱點問題同時也是技術難點，大多都需要多學科多物理域的綜合分析。
電機設計是一個典型的多物理場問題，它涉及到多個領域包括電磁、結構、控制、流體和溫度等。隨著新材料、新工藝以及各種電機新技術的發展，以及市場競爭的加劇，電機設計的要求越來越苛刻，精度要求越來越高。
以往很多電機設計的問題，可以用裕量設計的方法來解決，例如加大體積減小溫升，通過斜槽等等來降低脈動，加大重量來提高效率和降低噪聲，現在這些方法由于成本壓力往往都行不通。現在需要提高設計精度，通過仿真來減少電機設計中的諸多問題。
展開 Ansys解決方案
Ansys電機與驅動控制系統解決方案遵循真實的電機開發設計流程，從快速的概念設計、具體的細節優化、到最后的機電系統集成，從電機的本體電磁性能、控制性能到電機的散熱、NVH、聲品質、電驅動系統都有相應的解決方案。
一、電動汽車驅動電機控制器概述
電機控制器，控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置，由控制信號接口電路、驅動電機控制電路和驅動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機控制器
在電動車輛中，電機控制器的功能是根據檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉化為驅動電機所需的電能，來控制電動車輛的啟動運行、進退速度、爬坡力度等行駛狀態，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關鍵零部件之一。
電機控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅動電機控制器的基本結構
電動汽車驅動電機控制器基本結構可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機的轉速、轉矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應冷卻水路從整車冷卻系統引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸的對接。
低壓連接器主要用于12V電源的供應、與其他控制器通訊。
2.
展開 
電機驅動控制的相關專題、標簽、搜索
電機驅動控制的最新內容
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK1638
封裝形式：SOP28
VK1638是一種帶鍵盤掃描接口的數碼管或點陣LED驅動控制 專用芯片，內部集成有3線串行接口、數據鎖存器、LED 驅 動、鍵盤掃描等電路。SEG腳接LED陽極，GRID腳接LED陰 極，可支持10SEG×8GRID的點陣LED顯示面板，最大支持 8x3按鍵矩陣。適用于家電設備（智能熱水器、微波爐、洗衣 機、
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK1072B
封裝形式：SOP28
VK1072B是一個點陣式存儲映射的LCD驅動器，可支持最大 72點(18SEG×4COM)的LCD屏,也支持2COM和3COM的LCD 屏。單片機可通過三條通信線配置顯示參數和發送顯示數據， 也可通過指令進入省電模式。 G106+96
? 工作電壓
概述
VK0384是一個點陣式存儲映射的LCD驅動器，可支持最大384點（48SEGx8COM）的LCD屏。單片機可通過3線串行接口配置顯示參數和發送顯示數據，也可通過指令進入省電模式。Z113+76
特點
?工作電壓 2.4-5.2V
?內置 32 kH z RC 振蕩器（上電默認）
?偏置電壓（BIA S）固定為1/4
?C O M 周期（D U TY）固定為1/8
VK2C21AA是一個點陣式存儲映射的LCD驅動器，可支持最大80點 （20SEGx4COM）或者最大128點（16SEGx8COM）的LCD屏。單片機可通過I2C接口 配置顯示參數和讀寫顯示數據，也可通過指令進入省電模式。其高抗干擾，低功耗的特性 適用于水電氣表以及工控儀表類產品。LJQ8381
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK2C21AA
VK1088B是一個點陣式存儲映射的LCD驅動器，可支持最大88點（22SEGx4COM） 的LCD屏，也支持2COM和3COM的LCD屏。單片機可通過三條通信線配置顯示參數和發送顯示數據，也可通過指令進入省電模式。LJQ8270
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK1088B
封裝形式：QFN32L
產品年份：最新年份
特點
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK1628
封裝形式：SOP28
產品年份：新年份
產品簡介：VK1628是一種帶鍵盤掃描接口的數碼管或點陣LED驅動控制專用芯片，內部集成有3線串行接口、數據鎖存器、LED 驅動、鍵盤掃描等電路。SEG腳接LED陽極，GRID腳接LED陰極，可支持13SEGx4GRID、12SEGx5GRID、11SEGx6GRID、10SEGx7GRID
雙橋式電機驅動是指電路中使用兩個電路橋來控制電機的旋轉方向和速度的一種驅動方式。雙橋驅動電路通常由四個電子開關組成，這四個開關分別與電機的兩個端子相連。通過控制這四個開關的通斷狀態，可以改變電機中的電流方向，從而實現電機的正轉和反轉。同時，通過調節開關的狀態，還可以改變電機的電源電壓和電流，實現調速功能。
主要特點：
雙向控制：能夠滿足電機正、反向旋轉的需求。
調速功能：通過控制電子開關的狀態
電機雙通道驅動芯片，通常指能夠控制直流電機實現正轉、反轉和制動等雙向運動功能的集成電路（IC）。這類芯片內部多采用H橋電路結構，通過控制功率MOSFET或晶體管的導通與關斷，改變電機兩端的電壓極性，從而實現電機的雙向驅動。
核心工作原理與技術特性：
H橋拓撲結構?：這是雙向驅動的基礎。芯片內部集成四個功率開關（通常為MOSFET），排列成“H”形。通過邏輯控制電路，精確控制對角線開關的導通
產品品牌：永嘉微電/VINKA
產品型號：VK1624
封裝形式：SOP24/DIP24
概述
VK1624是一種數碼管或點陣LED驅動控制專用芯片，內部集成有3線串行接口、數據鎖 存器、LED 驅動等電路。SEG腳接LED陽極，GRID腳接LED陰極，可支持 14SEGx4GRID、13SEGx5GRID、12SEGx6GRID、11SEGx7GRID
PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調制）接口是一種通過調節信號的脈沖寬度來控制功率傳遞的技術。它被廣泛應用于各種電子設備中，尤其是在控制電動機、調節亮度、音頻輸出、信號處理等方面。
PWM的基本原理是通過改變信號的占空比來調節輸出信號的有效功率。具體來說，PWM信號是一種數字信號，它在一個固定的周期內以某一頻率進行高低電平的切換。這個切換的比例（高電平時間占整個周期的比例
