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登錄電機(jī)功率控制器
關(guān)注創(chuàng)建者:匿名 創(chuàng)建時間:2021-12-10

電機(jī)功率控制器的實例教程
【免責(zé)聲明】文章為作者個人觀點
圖片來源:中車時代
汽車行業(yè)飛速發(fā)展,汽車電動化快速普及,新能源汽車最核心的技術(shù)“三電”,即電機(jī)、電控、電池。電機(jī)控制器是用來控制電動車電機(jī)的啟動、運行、進(jìn)退、速度、停止以及其它電子器件的核心控制器件。
電機(jī)控制器核心技術(shù)在于功率模塊,而在幾年前功率模塊一直制約國內(nèi)電機(jī)控制器的發(fā)展。但是進(jìn)年來,國內(nèi)大力發(fā)展功率半導(dǎo)體模塊,自主功率半導(dǎo)體逐步替代進(jìn)口,例如比亞迪、中車時代、斯達(dá)半導(dǎo)體生產(chǎn)的IGBT模塊均已裝車量產(chǎn),不僅功率半導(dǎo)體,電流傳感器、電容器技術(shù)也有著飛躍式提升。電機(jī)控制器也實現(xiàn)了整體國產(chǎn)化。
根據(jù)蓋世汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示,2021年8月純電動車銷量18萬,同比2020年8月增長139%,2021年1-8月純電動車銷量達(dá)117萬輛,已超越2020年全年銷量,同比2020年1-8月增長212%。
結(jié)合蓋世汽車動力總成數(shù)據(jù)庫及配套企業(yè)庫數(shù)據(jù),從企業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模、研發(fā)實力、營業(yè)收入、發(fā)展歷程、成長前景、裝機(jī)量等進(jìn)行綜合考量,推出2021國產(chǎn)電機(jī)控制器行業(yè)TOP10,供行業(yè)參考。
弗迪動力近日發(fā)布全球首款量產(chǎn)八合一電動力總成,該系統(tǒng)深度融合驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器、車載充電器、直流變換器、配電箱、整車控制器、電池管理器八大部件,實現(xiàn)軟、硬件端云深度融合。
該系統(tǒng)實現(xiàn)外部高壓濾波器共用、外部接口濾波電路共用、高壓采樣共用等多部件共用,系統(tǒng)DC、OBC深度集成、配電深度集成、變壓器和電感集成、VCU/BMC/MCU芯片集成,可節(jié)省一路H橋和變壓器,節(jié)省大量高壓線束,磁模塊體積縮小40%,整體體積降低16%,重量降低10%,滿足前驅(qū)、后驅(qū)和四驅(qū)架構(gòu),助力整車布置。
展開 4.1.6 功率限制
當(dāng)接收到整車其他控制器限功率故障后,VCU根據(jù)此故障的處理方式以及MCU的限制值和動力電池的輸出限制值限制MCU輸出功率。當(dāng)出現(xiàn)VCU自身限功率故障后,控制MCU輸出功率不超過最大功率的50%。此情況下由正常解析過程過渡到限功率狀態(tài)時,需要緩慢過渡,保證整車的平穩(wěn)過渡。
4.1.7 倒擋最高車速限制功能
擋位為R擋時,通過調(diào)節(jié)當(dāng)前輸出扭矩值的大小,限制車速不大于20km/h。
4.2 控制流程
4.2.1 上電流程
當(dāng)有MCU使能信號時,檢測電壓為9~16V,延時T0,再檢測HCU使能信號,若過了T1沒有信號主動斷開空調(diào)接觸器KM3與PTC接觸器KM3;若再過T2還沒信號,主動斷開主正繼電器KM1;若再過T3沒信號,MCU下電。上電流程如圖3所示。
圖3 上電流程圖
4.2.2 下電流程圖
當(dāng)有MCU使能信號一直有效時,如果檢測到VCU發(fā)過的CAN報文中,YC+信號T0有效則閉合主預(yù)充接觸器KM2,再判斷YC+信號,若在T4時間內(nèi)一直有信號則斷開主預(yù)充接觸器KM2,若斷開主預(yù)充接觸器KM2,T5時間后還有YC+信號則再閉合主預(yù)充接觸器KM2,重新判斷YC+信號,反之則延時T0斷掉主預(yù)充接觸器KM2。若檢測到ZZ+信號,保持T0閉合主正繼電器KM1,若沒檢查到ZZ+信號就斷開主正繼電器KM1。
展開 4.1.6 功率限制
當(dāng)接收到整車其他控制器限功率故障后,VCU根據(jù)此故障的處理方式以及MCU的限制值和動力電池的輸出限制值限制MCU輸出功率。當(dāng)出現(xiàn)VCU自身限功率故障后,控制MCU輸出功率不超過最大功率的50%。此情況下由正常解析過程過渡到限功率狀態(tài)時,需要緩慢過渡,保證整車的平穩(wěn)過渡。
4.1.7 倒擋最高車速限制功能
擋位為R擋時,通過調(diào)節(jié)當(dāng)前輸出扭矩值的大小,限制車速不大于20km/h。
4.2 控制流程
4.2.1 上電流程
當(dāng)有MCU使能信號時,檢測電壓為9~16V,延時T0,再檢測HCU使能信號,若過了T1沒有信號主動斷開空調(diào)接觸器KM3與PTC接觸器KM3;若再過T2還沒信號,主動斷開主正繼電器KM1;若再過T3沒信號,MCU下電。上電流程如圖3所示。
圖3 上電流程圖
4.2.2 下電流程圖
當(dāng)有MCU使能信號一直有效時,如果檢測到VCU發(fā)過的CAN報文中,YC+信號T0有效則閉合主預(yù)充接觸器KM2,再判斷YC+信號,若在T4時間內(nèi)一直有信號則斷開主預(yù)充接觸器KM2,若斷開主預(yù)充接觸器KM2,T5時間后還有YC+信號則再閉合主預(yù)充接觸器KM2,重新判斷YC+信號,反之則延時T0斷掉主預(yù)充接觸器KM2。若檢測到ZZ+信號,保持T0閉合主正繼電器KM1,若沒檢查到ZZ+信號就斷開主正繼電器KM1。
展開 用于無刷直流電機(jī)的汽車電動直流電機(jī)控制器的工作原理-博揚智能
直流電機(jī)控制器的具體細(xì)節(jié)取決于電機(jī)類型(有刷、無刷、步進(jìn))和使用該電機(jī)的設(shè)備的功能。例如,與有刷電機(jī)的工業(yè)直流電機(jī)控制器相比,用于無刷直流(BLDC)電機(jī)的電動汽車直流電機(jī)控制器具有不同的設(shè)計和工作原理。
控制器分為數(shù)字和模擬版本。數(shù)字直流電機(jī)控制器與其模擬變體之間的主要區(qū)別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件。
一些直流電機(jī)控制器類型可以接收來自電機(jī)的反饋、檢測錯誤并糾正它們,使值與設(shè)定值一致。它們被稱為閉環(huán)或反饋控制器。
或者,即使發(fā)生故障,開環(huán)或非反饋控制器也不會影響這種情況,因為它不會檢測到故障。您可以在不需要自動控制的簡單系統(tǒng)中找到此類控制器。
開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)是控制理論的基本概念。根據(jù)電子設(shè)備的要求或復(fù)雜性,您可以實施帶或不帶反饋的控制系統(tǒng)。例如,步進(jìn)電機(jī)可以與開環(huán)控制器一起運行。用于高性能應(yīng)用中精確定位的伺服直流電機(jī)控制器是一個閉環(huán)系統(tǒng)。
圖中顯示了閉環(huán)和開環(huán)控制系統(tǒng)的示例。在第一種情況下,機(jī)器人的電機(jī)控制器接收反饋并根據(jù)景觀條件調(diào)節(jié)速度。在非反饋系統(tǒng)的情況下,電機(jī)控制器得不到反饋。因此,機(jī)器人的速度在到達(dá)平臺時會降低。
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電機(jī)功率控制器的最新內(nèi)容
雙通道H橋驅(qū)動器(用于電機(jī)控制)結(jié)構(gòu)組成:其核心是兩個獨立的H橋電路。每個H橋由四個開關(guān)元件(通常是MOSFET)構(gòu)成,分為上、下橋臂。電機(jī)連接在兩個橋臂的中點之間。雙通道設(shè)計意味著可以獨立控制兩個直流電機(jī)。
工作原理:
正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn):通過控制對角線上的一對開關(guān)管導(dǎo)通(如左上+右下),另一對關(guān)閉,來改變流過電機(jī)的電流方向,從而實現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
調(diào)速:采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù),通過快速開關(guān)
雙通道H橋電流控制電機(jī)驅(qū)動器是一種電子電路,用于獨立控制兩個直流電機(jī)的方向、速度和制動。它基于H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),每個通道包含四個開關(guān)元件(如MOSFET或晶體管),形成一個“H”形電路,電機(jī)作為負(fù)載連接在橋臂上。?
雙通道設(shè)計允許同時控制兩個電機(jī),每個通道獨立工作。例如,一個通道控制電機(jī)1,另一個控制電機(jī)2,通過各自的PWM信號和方向控制實現(xiàn)多軸運動(如機(jī)器人輪子驅(qū)動)。?電流控制通常通過檢測電機(jī)電流反饋
刷式直流電機(jī)驅(qū)動器由定子、轉(zhuǎn)子和電刷三部分組成。定子產(chǎn)生固定磁場,轉(zhuǎn)子攜帶電流在磁場中受力旋轉(zhuǎn),電刷則負(fù)責(zé)將直流電源引入轉(zhuǎn)子繞組,實現(xiàn)電流換向。當(dāng)電流通過轉(zhuǎn)子繞組時,會在磁場中受到安培力的作用,從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
刷式直流電機(jī)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)相對簡單,但具有較高的效率和可靠性。其中,電刷是實現(xiàn)電流換向的關(guān)鍵部件,通常由碳材料制成,具有良好的導(dǎo)電性和耐磨性。此外,直流有刷電機(jī)還具有啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點
雙通道H橋驅(qū)動通過兩個獨立的H橋電路分別控制兩個電機(jī),實現(xiàn)同步正反轉(zhuǎn)、獨立調(diào)速等功能。其核心原理如下:
結(jié)構(gòu)組成:每個通道包含四個開關(guān)元件(如MOSFET或IGBT),分為上下橋臂。電機(jī)連接在橋臂中間,兩端分別接至左右橋臂。
工作模式:
正轉(zhuǎn)?:同時導(dǎo)通上半橋的兩個開關(guān)管,電流從正電源經(jīng)電機(jī)流向負(fù)電源;下半橋開關(guān)管保持關(guān)閉。
反轉(zhuǎn)?:同時導(dǎo)通下半橋的兩個開關(guān)管,電流方向與正轉(zhuǎn)相反。
產(chǎn)品描述:
MS4932是一款三相正弦波無刷直流電機(jī)(BLDC)或永磁同步電機(jī)(PMSM)控制器。該芯片對霍爾感應(yīng)信號進(jìn)行處理,控制器可以通過開關(guān)三相轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn) PWM 交換。MS4932/MS4932N 有兩種 PWM 模式:正弦波模式和方波模式。該芯片具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)以及過溫保護(hù),用來保護(hù)芯片及馬達(dá)不會受到損壞。
主要特點
用于無刷直流電機(jī)的汽車電動直流電機(jī)控制器的工作原理-博揚智能
直流電機(jī)控制器的具體細(xì)節(jié)取決于電機(jī)類型(有刷、無刷、步進(jìn))和使用該電機(jī)的設(shè)備的功能。例如,與有刷電機(jī)的工業(yè)直流電機(jī)控制器相比,用于無刷直流(BLDC)電機(jī)的電動汽車直流電機(jī)控制器具有不同的設(shè)計和工作原理。
控制器分為數(shù)字和模擬版本。數(shù)字直流電機(jī)控制器與其模擬變體之間的主要區(qū)別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件
近年來,新能源電動車的銷量呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計,2024 年1-10月中國新能源汽車銷量達(dá)728萬輛,同比增長37.8%。
電機(jī)控制器在新能源汽車中對于保障動力和安全性能扮演著至關(guān)重要的角色,其核心部件IGBT(絕緣柵雙極型晶體管,一種電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件)在工作時會因自身的功率損耗而產(chǎn)生大量熱量,一旦溫度超出規(guī)定的安全范圍,其性能就會顯著下降,嚴(yán)重情況下甚至?xí)斐善骷挠谰眯該p壞,
ODESC V4.2 BLDC 電機(jī)驅(qū)動器/控制器
ODESC V4.2 無刷直流電機(jī)驅(qū)動器/控制器,帶連接器和 50W 功率電阻器,用于制動。在 FreeCAD 中繪制。
摘 要:
電機(jī)控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關(guān)系到電機(jī)的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩(wěn)態(tài)熱模塊及流體模塊,分別對其進(jìn)行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發(fā)熱器件的散熱狀態(tài),得出水冷散熱的仿真效果比常態(tài)下的溫度降低約27℃,為實際產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)提供支撐。
關(guān)鍵詞:控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
高效強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱技術(shù)
涵道風(fēng)扇航空器要求電驅(qū)系統(tǒng)具有高功率,特別是eVTOL航空器在垂直起降和懸停階段需要持續(xù)大功率,盡管采用新材料、新器件的永磁電機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)95%左右
,在持續(xù)大功率條件下,電機(jī)及控制器功率器件仍會出現(xiàn)快速溫升,加之涵道風(fēng)扇的電機(jī)安裝在密閉的小尺寸槳轂內(nèi),熱問題更加突出。