开关磁阻电机制动能量回收控制策略的研究与实现

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开关磁阻电机由于具备结构简单、控制灵活、效率高、无需稀土资源的优点,已经在电动车中得到应用。能量回收技术由于可以将制动时的动能转换为电能,从而提高续航里程,因此具有很重要的研究意义。  本文首先根据制动能量回收系统要求选取合适的制动能量回收控制策略。当有刹车输入时,判断电机转速,在低速状态下,采用基于所需制动转矩的控制策略,利用曲线拟合方法获得参考电流与平均制动转矩的关系;在高速状态下,采用基于最优发电效率的控制策略,利用三维点图方法获得最优开关角度,最优发电效率可达79%。其次利用Matlab/Simulink软件搭建基于开关磁阻电机的电动三轮车制动能量回收控制系统仿真平台,此仿真平台可实现根据所需制动转矩计算参考电流,及根据转速和平均发电电流查找最优开关角度组合两个功能,并对不同速度区间控制策略和整车制动能量回收工况进行仿真实现。最后以意法半导体公司的STM32微处理器芯片设计了开关磁阻电机控制器,并编写了控制代码,搭建了测试平台与整车测试系统,进行实际测试。  仿真结果表明所提出的控制策略获得了较好的制动性能及较高的发电效率,最高发电效率可达79%,在电机制动能量回收条件下,能量回收率达到38.7%。实测结果表明高速区间不同转速下发电效率均超过70%,在整车电机制动能量回收条件下,能量回收率达到34.9%,达到预期指标要求。
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