RU2788306C1 - Transport type inverter - Google Patents
Transport type inverter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788306C1 RU2788306C1 RU2022120465A RU2022120465A RU2788306C1 RU 2788306 C1 RU2788306 C1 RU 2788306C1 RU 2022120465 A RU2022120465 A RU 2022120465A RU 2022120465 A RU2022120465 A RU 2022120465A RU 2788306 C1 RU2788306 C1 RU 2788306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inverter
- output
- control
- power module
- control system
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised Effects 0.000 abstract description 10
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 210000004907 Glands Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для управления тяговыми электромашинами (синхронной и асинхронной) в составе транспортных средств, судов, и прочих устройств.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended to control traction electric machines (synchronous and asynchronous) as part of vehicles, ships, and other devices.
Из документа WO 2022113732 А1, опубл. 06.02.2022 известно устройство управления двигателем переменного тока, оснащенное инвертором, который преобразует постоянный ток в переменный для подачи переменного тока на электродвигатель. Устройство управления двигателем переменного тока посредством бездатчикового управления без использования датчика положения ротора. Устройство предназначено для управления тяговым электроприводом с датчиком положения ротора или датчиком скорости в виде энкодера.From the document WO 2022113732 A1, publ. 02/06/2022 an AC motor control device is known, equipped with an inverter that converts direct current into alternating current to supply alternating current to an electric motor. AC motor control device by means of sensorless control without the use of a rotor encoder. The device is designed to control a traction electric drive with a rotor position sensor or a speed sensor in the form of an encoder.
Это устройство управления двигателем имеет инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный на основе сигнала широтно-импульсной модуляции, и схему проводки, соединяющую инвертор и обмотку двигателя переменного тока во внутреннем слое. Плата установлена на основной поверхности многослойной печатной платы таким образом, чтобы быть обращенной к схеме разводки, при этом направление намотки ориентировано в заданном направлении, пересекающем схему разводки, соединено последовательно и подключено к опорному потенциалу. Множество микросхемных катушек индуктивности, образующих последовательную цепь, имеющую среднюю точку, нагрузочные резисторы, подключенные между средней точкой последовательной цепи и обоими концами последовательной цепи, и вышеописанной последовательной цепью. Положение ротора двигателя переменного тока оценивается с помощью схемы дифференциального усиления, в которой пара входных концов соединена с обоими концами и выходом схемы дифференциального усиления, а инвертор оценивается в соответствии с предполагаемым положением ротора. Включает в себя блок управления, который формирует сигнал с широтно-импульсной модуляцией для подачи на него.This motor control device has an inverter that converts DC to AC based on a pulse width modulation signal, and a wiring circuit connecting the inverter and the AC motor winding in the inner layer. The board is installed on the main surface of the multilayer printed circuit board in such a way as to face the wiring diagram, with the winding direction oriented in a predetermined direction, crossing the wiring diagram, connected in series and connected to a reference potential. A plurality of chip inductors forming a series circuit having a midpoint, terminating resistors connected between the midpoint of the series circuit and both ends of the series circuit, and the above-described series circuit. The rotor position of an AC motor is estimated using a differential amplification circuit in which a pair of input ends are connected to both ends and an output of the differential amplification circuit, and the inverter is evaluated according to the assumed position of the rotor. Includes a control unit that generates a pulse-width modulated signal to feed it.
Из документа CN113708668 A, опубл. 26.11.2021 известен инвертор, который содержит блок инвертирования U-фазы, блок инвертирования V-фазы и блок инвертирования W-фазы, при этом блок инвертирования U-фазы, блок инвертирования V-фазы и блок инвертирования W-фазы соответственно образованы путем соединения множество дискретных транзисторов IGBT, включенных параллельно.From document CN113708668 A, publ. On 11/26/2021, an inverter is known that contains a U-phase inverting unit, a V-phase inverting unit, and a W-phase inverting unit, wherein the U-phase inverting unit, the V-phase inverting unit, and the W-phase inverting unit, respectively, are formed by connecting a plurality of discrete IGBT transistors connected in parallel.
Из документа US2018337623 A1, опубл. 22.11.2018 известно приводное устройство и способ управления приводным устройством, которые могут обеспечить как сдерживание увеличения вычислительной нагрузки блока управления, так и обеспечение управляемости двигателя. Приводное устройство в соответствии с изобретением использует следующие конфигурации для вышеупомянутой основной цели. Первый аспект раскрытия обеспечивает приводное устройство. Приводное устройство включает в себя двигатель, инвертор, сконфигурированный для привода двигателя путем переключения множества переключающих элементов, и электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью обнаружения электрического угла двигателя в качестве обнаруженного электрического угла. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления инвертором с помощью широтно-импульсной модуляции. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения первого управления с интервалом в один период несущей волны. Первое управление представляет собой управление заданием команд напряжения оси d и оси q на основе команды крутящего момента для двигателя и обнаруженного электрического угла. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения секундного управления с интервалами полупериода несущей волны. Второе управление представляет собой управление, включающее в себя управление вычислением прогнозируемого электрического угла на основе обнаруженного электрического угла. Прогнозируемый электрический угол используется для генерации сигнала широтно-импульсной модуляции.From US2018337623 A1, publ. On November 22, 2018, a drive device and a method for controlling a drive device are known, which can both contain the increase in the computational load of the control unit and ensure engine controllability. The driving device according to the invention uses the following configurations for the above main purpose. The first aspect of the disclosure provides a driving device. The driving device includes a motor, an inverter configured to drive the motor by switching a plurality of switching elements, and an electronic control unit. The electronic control unit is configured to detect the electrical angle of the engine as the detected electrical angle. The electronic control unit is configured to control the inverter using pulse width modulation. The electronic control unit is configured to perform the first control at an interval of one period of the carrier wave. The first control is a d-axis and q-axis voltage command command control based on the torque command for the motor and the detected electrical angle. The electronic control unit is configured to perform second control at carrier wave half-cycle intervals. The second control is a control including control of calculating a predicted electrical angle based on the detected electrical angle. The predicted electrical angle is used to generate a pulse width modulation signal.
Наиболее близким аналогом является устройство управления двигателем переменного тока (АС), включающее инвертор, контроллер, схему формирования синхронных импульсов, схему формирования асинхронных импульсов, определитель переключения режимов управления и селектор. Инвертор сконфигурирован для преобразования входной мощности постоянного тока (DC) от источника питания в мощность переменного тока (AC) посредством управления множеством переключающих элементов для подачи мощности переменного тока на электродвигатель переменного тока. Контроллер сконфигурирован для вычисления скорости модуляции, которая представляет собой отношение амплитуды вектора напряжения к напряжению инвертора, а также для вычисления фазы вектора напряжения. Схема генерации синхронных импульсов сконфигурирована для генерации синхронного импульсного сигнала, синхронизированного с электрическим углом двигателя переменного тока, в качестве управляющего сигнала для привода инвертора в зависимости от скорости модуляции, фазы вектора напряжения и электрического угла переменного тока мотора (см. US 2017331410 А1, опубл. 16.11.2017)The closest analogue is an AC motor control device (AC), including an inverter, a controller, a synchronous pulse generating circuit, an asynchronous pulse generating circuit, a control mode switching determinant and a selector. The inverter is configured to convert direct current (DC) input power from a power supply to alternating current (AC) power by controlling a plurality of switching elements to supply AC power to an AC motor. The controller is configured to calculate the modulation rate, which is the ratio of the voltage vector amplitude to the inverter voltage, and to calculate the phase of the voltage vector. The synchronous pulse generation circuit is configured to generate a synchronous pulse signal synchronized with the electrical angle of the AC motor as a control signal for driving an inverter depending on the modulation rate, the phase of the voltage vector, and the AC electrical angle of the motor (see US 2017331410 A1, publ. 11/16/2017)
Технической проблемой, является отсутствие возможности использовать инвертор для управления как синхронным так асинхронным двигателями, а также необходимость использования контроллера верхнего уровня (в английской терминологии –VCU).The technical problem is the inability to use an inverter to control both synchronous and asynchronous motors, as well as the need to use a top-level controller (VCU in English terminology).
Заявленное решение отличается от указанных выше аналогов тем, что применяется сигнальный процессор, позволяющий существенно упростить аппаратную часть инвертора и перевести многие функции на программный уровень.The claimed solution differs from the analogues mentioned above in that a signal processor is used, which makes it possible to significantly simplify the inverter hardware and transfer many functions to the software level.
За счет этого исключаются специализированные «асики» обработки резольвера, вспомогательный коммуникационный процессор, процессор безопасности, что существенно упрощает аппаратную часть управления печатной платы (единое решение).Due to this, specialized resolver processing ASICs, an auxiliary communication processor, a safety processor are eliminated, which greatly simplifies the PCB control hardware (single solution).
У аналогов используются сложные многослойные печатные платы в отличие единственной печатной платы двухслойного исполнения.Analogues use complex multilayer printed circuit boards, in contrast to the only two-layer printed circuit board.
Технический результат заключается в реализации векторного управления. The technical result consists in the implementation of vector control.
Технический результат достигается при реализации инвертора транспортного исполнения, состоящего из алюминиевого корпуса, силового модуля IGBT, силового конденсатора, датчиков выходного тока, печатной платы системы управления двухслойного исполнения, колодки подключения, гермовводов, при этом силовой модуль IGBT крепится к основному корпусу инвертора, который также совмещает функцию жидкостного охлаждения через внешние штуцеры охлаждающая жидкость подается внутрь корпуса инвертора, и с помощью теплообменника через тепловой контакт охлаждает силовой модуль IGBT, а выходные шины с силового модуля IGBT через датчики тока на основе эффекта холла подключаются к колодке подключения инвертора, которая служит для подключения входного напряжения постоянного тока и выхода трех фаз электродвигателя, при этом входное напряжение посредством шин подключается к силовому конденсатору звена постоянного тока и далее через терминалы к силовому модулю IGBT, а внешний разъем сигнальных интерфейсов подсоединяется непосредственно к печатной плате системы управления, которая включает в себя датчик напряжения звена Ud и систему управления содержащую внешние интерфейсы и силовые драйвера, при этом электрический интерфейс между драйверами и управляющими контактами силового модуля IGBT реализуется пружинными контактами.The technical result is achieved by implementing a transport version inverter, consisting of an aluminum case, an IGBT power module, a power capacitor, output current sensors, a printed circuit board of a two-layer control system, a connection block, sealed leads, while the IGBT power module is attached to the main body of the inverter, which is also combines the function of liquid cooling through external fittings, the coolant is supplied inside the inverter housing, and with the help of a heat exchanger cools the IGBT power module through a thermal contact, and the output buses from the IGBT power module are connected through current sensors based on the Hall effect to the inverter connection block, which serves to connect input DC voltage and output of three phases of the electric motor, while the input voltage is connected through the tires to the power capacitor of the DC link and then through the terminals to the IGBT power module, and the external connector of the signal interfaces is connected It is connected directly to the printed circuit board of the control system, which includes the Ud link voltage sensor and the control system containing external interfaces and power drivers, while the electrical interface between the drivers and the control contacts of the IGBT power module is realized by spring contacts.
Подключение к датчикам тока выходных цепей производится проводным способом к колодке подключения печатной платы системы управления.The connection to the current sensors of the output circuits is made by wire to the connection block of the printed circuit board of the control system.
В теплообменнике используется параллельная схема охлаждения силовых сборок с балансировкой протока по трем плечам охлаждения.The heat exchanger uses a parallel circuit for cooling power assemblies with flow balancing across three cooling arms.
Система управления осуществляется программным обеспечением, состоящим из начального загрузчика и основной программы.The control system is carried out by software, consisting of a bootloader and a main program.
Выходная мощность инвертора 160 Квт-250Квт при напряжении в звене Ud 400-850 Вольт.The output power of the inverter is 160 kW-250 kW at a voltage in the link Ud 400-850 Volts.
Такое конструктивное выполнение обеспечивает следующие технические характеристики:This design provides the following technical characteristics:
Выходная мощность инвертора 160 Квт-250Квт (Пиковая)при напряжении в звене Ud 400-850 Вольт (в зависимости от типа применяемого силового модуля IGBT.)The output power of the inverter is 160 kW-250 kW (peak) at a voltage in the link Ud 400-850 Volts (depending on the type of IGBT power module used.)
Iвых: 450 Ампер RMS (напряжение в звене Ud до 450 Вольт) Iout: 450 Amperes RMS (voltage in the link Ud up to 450 Volts)
Iвых: 300 Ампер RMS (напряжение в звене Ud до 900 Вольт) Iout: 300 Amperes RMS (voltage in the link Ud up to 900 Volts)
Питание собственных нужд: Бортовая сеть 12 Вольт или 24 Вольт.Power supply for own needs: On-board network 12 Volts or 24 Volts.
Тип интерфейса обмена: 2 Кан интерфейса.Type of exchange interface: 2 channels of interface.
Тип интерфейсов: датчики скорости резольвер или энкодер.Interface type: speed sensors resolver or encoder.
Два гальванически изолированных измерителя датчика температуры.Two galvanically isolated temperature sensors.
Управление цепью предзаряда.Precharge circuit control.
Защита от аварийных ситуаций. Emergency protection.
Возможность управления Синхронной и Асинхронной электромашиной.Ability to control synchronous and asynchronous electric machine.
Проведены испытания макетного образца:The prototype sample was tested:
В диапазоне скоростей +- 6000 об.мин In the speed range +- 6000 rpm
В диапазон токов 400A RMSIn current range 400A RMS
Инвертор представлен на фиг. 1 и 2, где:The inverter is shown in Fig. 1 and 2, where:
1 – силовой конденсатор1 - power capacitor
2 – печатная плата системы управления2 - printed circuit board of the control system
3 - датчики выходного тока3 - output current sensors
4 – силовые кабели4 - power cables
5 – силовой модуль IGBT5 - IGBT power module
6 - колодка подключения6 - connection block
7 – теплообменник7 - heat exchanger
8 – внешние штуцера8 - external fittings
9 – сигнальный разъем9 - signal connector
При этом заявленный инвертор транспортного исполнения по сравнению с известными аналогами имеет преимущества как конструктивные, так и программные.At the same time, the claimed inverter of the transport version, in comparison with known analogues, has advantages both constructive and software.
Базовой частью инвертора является силовой модуль IGBT, который с помощью широтно-импульсной модуляции формирует выходное напряжение первой гармоники с заданной частотой и амплитудой.The basic part of the inverter is the IGBT power module, which, using pulse-width modulation, generates the output voltage of the first harmonic with a given frequency and amplitude.
Наличие датчиков выходного тока позволяет организовать обратную токовую связь по обмоткам электромашины.The presence of output current sensors allows you to organize the current feedback on the windings of the electric machine.
В устройстве инвертора транспортного исполнения применяется система жидкостного охлаждения силового модуля IGBT посредством теплообменника. Система непосредственно интегрирована в корпус устройства. Используется параллельная схема охлаждения силовых сборок с балансировкой протока по трем плечам охлаждения. Схема организации протока жидкости внутри охлаждающей зоны устройства приведена на фиг. 3.In the inverter device of the transport version, the liquid cooling system of the IGBT power module is used by means of a heat exchanger. The system is directly integrated into the body of the device. A parallel circuit for cooling power assemblies is used with flow balancing along three cooling arms. The scheme of organization of the liquid flow inside the cooling zone of the device is shown in Fig. 3.
Предлагаемый инвертор транспортного исполнения содержит универсальный аппаратный интерфейс для всех типов электромашин в части датчиков положения ротора и скорости.The proposed transport version inverter contains a universal hardware interface for all types of electric machines in terms of rotor position and speed sensors.
Для управления разными электромашинами необходимо менять только программное обеспечение инвертора.To control different electric machines, only the inverter software needs to be changed.
Исключение контроллера верхнего уровня достигается программным обеспечением инвертора.The upper controller bypass is achieved by the inverter software.
Электрический интерфейс между драйверами и управляющими контактами силового модуля IGBT реализуется пружинными контактами. Данная технология обеспечивает легкость и технологичность сборки инвертора.The electrical interface between the drivers and the control contacts of the IGBT power module is implemented by spring contacts. This technology provides ease and manufacturability of the inverter assembly.
В алгоритмах управления электромашинами применяется векторное управление с рядом функций, в частности, онлайн линеаризация резольвера положения ротора в течении всего срока работы инвертора, калибровка в процессе работы датчиков выходного тока для исключения процесса старения и других воздействий на снижение технических характеристик, применяются алгоритмы снижения колебаний трансмиссии в движении.The control algorithms for electric machines use vector control with a number of functions, in particular, online linearization of the rotor position resolver throughout the entire life of the inverter, calibration during operation of the output current sensors to eliminate the aging process and other effects on the reduction of technical characteristics, algorithms are used to reduce transmission oscillations in move.
Для реализации векторного управления синхронной электромашиной необходимо знать положение ротора в любой произвольный момент времени.To implement vector control of a synchronous electric machine, it is necessary to know the position of the rotor at any arbitrary moment in time.
Ниже показаны рисунки с принципами реализации программной обработки сигналов резольвера (фиг. 4, 5).Figures below show the principles of implementing software processing of resolver signals (Fig. 4, 5).
На обмотку возбуждения поступает синусоидальный сигнал частотой 10 кГц и амплитудой 7 Вольт.The excitation winding receives a sinusoidal signal with a frequency of 10 kHz and an amplitude of 7 volts.
С сигнальных обмоток снимается модулированное напряжение синусной и косинусной обмотки.The modulated voltage of the sine and cosine windings is removed from the signal windings.
Данные сигналы подаются на вход АЦП процессора, установленного на печатной плате системы управления, проводится выделение огибающей напряжения синуса и косинуса и далее при помощи тригонометрического преобразования, осуществляемого программным преобразованием, выделяется угол положения ротора.These signals are fed to the input of the ADC of the processor installed on the printed circuit board of the control system, the sine and cosine voltage envelopes are extracted, and then, using the trigonometric transformation performed by the software transformation, the rotor position angle is selected.
Для повышения достоверности угла в условиях сильных помех организуется цепь фазовой подстройки угла.To increase the reliability of the angle in conditions of strong interference, a phase angle adjustment circuit is organized.
Все алгоритмы управления, реализованы в программном виде центральным управляющим процессором (фиг. 6).All control algorithms are implemented in software form by the central control processor (Fig. 6).
Центральный процессор имеет два блока программного обеспечения (далее –ПО): Начальный загрузчик и основную Программу.The central processor has two blocks of software (hereinafter referred to as software): the bootloader and the main program.
Начальный загрузчик обеспечивает возможность смены основного ПО через КАН канал связи.The bootloader provides the ability to change the main software via the CAN communication channel.
Обновление ПО осуществляется отечественным КАН адаптером MARAFHON-CAN и приложения под Windows.Software update is carried out by the domestic CAN adapter MARAFHON-CAN and applications under Windows.
На фиг. 7 приведена диаграмма показывающая нелинейность датчика положения угла резольвера.In FIG. 7 is a diagram showing the non-linearity of the resolver angle position sensor.
В программном обеспечении в блоке основной программы формируется «эталонное» положение угла.In the software, in the block of the main program, a “reference” position of the corner is formed.
И вычисляется ошибка реального угла резольвера. Эта ошибка заносится в таблицу коррекции. Эта коррекция добавляется к углу резольвера и далее используется в математических вычислениях.And the error of the real angle of the resolver is calculated. This error is entered in the correction table. This correction is added to the resolver angle and then used in the math.
Все необходимые сигналы и параметры (параметры педалей газа и тормоза, параметры батареи тяговой и ее лимиты в моторном и генераторном режиме, дополнительные параметры системы охлаждения) передаются в инвертор посредством КАН шины.All necessary signals and parameters (parameters of the gas and brake pedals, parameters of the traction battery and its limits in motor and generator mode, additional parameters of the cooling system) are transmitted to the inverter via the CAN bus.
И реализуется векторное управление электродвигателем.And the vector control of the electric motor is implemented.
Сигнал с датчиков выходного тока подается на модуль преобразования «кларка» основной программы, где преобразуется в двухфазную систему координат.The signal from the output current sensors is fed to the clarke conversion module of the main program, where it is converted into a two-phase coordinate system.
И далее при помощи преобразования парка преобразуется в неподвижную систему координат где получают активный ток Iq пропорциональный моменту и реактивный ток Id пропорциональный магнитному потоку.And then, with the help of the transformation of the park, it is converted into a fixed coordinate system where the active current Iq is proportional to the moment and the reactive current Id is proportional to the magnetic flux.
Регулируя эти составляющие можно управлять моментом и скоростью электромашины в произвольном направлении.By adjusting these components, you can control the moment and speed of the electric machine in an arbitrary direction.
Обратным преобразованием парка и кларка восстанавливается трехфазное напряжение на выходных клеммах инвертора.The reverse park and clark conversion restores the three-phase voltage at the output terminals of the inverter.
Возможность использования двух инверторов в режиме «ведущий-ведомый» для организации двухмоторного электронного-дифференциала без использования внешних контроллеров.The ability to use two inverters in the "master-slave" mode to organize a two-motor electronic differential without the use of external controllers.
Для организации режима ведущий ведомый, используются два инвертора, при этом связки инверторов необходимо соединить вместе по информационной шине КАН.To organize the master-slave mode, two inverters are used, while the bundles of inverters must be connected together via the CAN information bus.
В сервисном программном обеспечении инвертора, обозначить для одного инвертора режим «мастер», для другого инвертора режим «слейв». Инверторы начнут работу в режиме ведущий-ведомый.In the service software of the inverter, designate the “master” mode for one inverter, the “slave” mode for the other inverter. The inverters will start in master-follower mode.
Использование связки инверторов и оригинальных алгоритмов управления в составе программного обеспечения позволяет реализовать схемы управления, представленные на фиг. 8.The use of a bunch of inverters and original control algorithms as part of the software makes it possible to implement the control schemes shown in Fig. 8.
Применение инвертора в составе транспортного средства исключает необходимость использования контроллера верхнего уровня (в английской терминологии –VCU).The use of an inverter as part of a vehicle eliminates the need to use a top-level controller (VCU in English terminology).
Все функции управления трансмиссией, опроса педалей газа и тормоза, считывания состояния высоковольтной батареи, и модель управления транспортным средством реализована на фиг. 8 - Особенности полноприводных компоновочных схем: All functions of transmission control, interrogation of the gas and brake pedals, reading the state of the high-voltage battery, and the vehicle control model are implemented in FIG. 8 - Features of all-wheel drive layout diagrams:
- традиционный дифференциальный привод (а),- traditional differential drive (a),
- комбинация дифференциального и индивидуального электроприводов (б),- combination of differential and individual electric drives (b),
- индивидуальный тип привода с подрессоренными электроприводами (в),- individual type of drive with sprung electric drives (c),
-индивидуальный тип привода с неподрессоренными электроприводами (г), где- individual type of drive with unsprung electric drives (d), where
10 - электромоторы; 11 – редукторы. 10 - electric motors; 11 - gearboxes.
Данная особенность применима как для однодвигательных решений, так и для многодвигательных решений.This feature applies to both single-engine and multi-engine solutions.
Для качественного регулирования выходных токов применяется быстрый контур регулирования тока с временем 50-150 мксек.For high-quality control of output currents, a fast current control loop with a time of 50-150 μs is used.
Перечисленные выше режимы ранее не применялись и не применяются в существующих аналогах.The modes listed above have not been previously used and are not used in existing analogues.
Принцип действия частотного регулирования основан на зависимости скорости вращения и момента силы на валу двигателя переменного тока от частоты напряжения питания. Частотные регуляторы изменяют частоту поданного на электродвигатель напряжения, тем самым регулируя скорость вращения ротора и момент силы.The principle of operation of frequency regulation is based on the dependence of the speed of rotation and the moment of force on the shaft of an alternating current motor on the frequency of the supply voltage. Frequency regulators change the frequency of the voltage applied to the electric motor, thereby regulating the speed of rotation of the rotor and the moment of force.
Частотный преобразователь построен на базе схем двойного преобразования. Такое техническое решение имеет следующие преимущества:The frequency converter is built on the basis of double conversion circuits. This technical solution has the following advantages:
Возможность изменять частоту как в большую, так и меньшую сторону.The ability to change the frequency both up and down.
Выходное напряжение чистой синусоидальной формы.The output voltage is pure sinusoidal.
Отсутствие высших гармоник.Absence of higher harmonics.
Плавное, высокоточное регулирование частоты питающего напряжения двигателя.Smooth, high-precision regulation of the frequency of the supply voltage of the motor.
Состоит такой преобразователь частоты из трех блоков:Such a frequency converter consists of three blocks:
Звено постоянного тока - фильтра. Этот узел осуществляет сглаживание пульсаций тока от высоковольтной батареи.DC link - filter. This node smooths out the current ripples from the high-voltage battery.
Инвертирующего блока. Этот элемент осуществляет обратное преобразование постоянного напряжения в переменное. Индуктивный элемент на выходе осуществляет фильтрацию постоянной составляющей, а также высокочастотных помех, наличие которых негативно сказывается на работе электродвигателя.Inverting block. This element performs the inverse conversion of direct voltage to alternating voltage. The inductive element at the output filters the constant component, as well as high-frequency interference, the presence of which adversely affects the operation of the electric motor.
Управляющей схемы на базе микропроцессора. Основные ее функции – задание частоты выходного напряжения и тока. Частота тока на выходе инвертора определяется шириной или длительностью управляющих импульсов со схемы управления (широтно- или частотно- импульсная модуляция). Процессор также осуществляет связь с удаленными пунктами управления, автоматическое регулирование по обратной связи по механическим и электрическим характеристикам подключенной к нему электрической машины, а также другие функции.Control circuit based on microprocessor. Its main functions are to set the frequency of the output voltage and current. The frequency of the current at the output of the inverter is determined by the width or duration of the control pulses from the control circuit (width- or frequency-pulse modulation). The processor also provides communication with remote control points, automatic feedback control on the mechanical and electrical characteristics of the electrical machine connected to it, as well as other functions.
Таким образом, при частотном регулировании питающее напряжение сначала преобразуется в постоянное, затем инвертируется в переменное напряжение требуемой частоты.Thus, with frequency regulation, the supply voltage is first converted to DC, then inverted to AC voltage of the required frequency.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788306C1 true RU2788306C1 (en) | 2023-01-17 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217940U1 (en) * | 2023-03-17 | 2023-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ТопМедиа" | CAN BUS ELECTRONIC MODULE |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU54473U1 (en) * | 2006-01-10 | 2006-06-27 | Открытое акционерное общество "РИФ" | POWER SEMICONDUCTOR RECTIFIER-INVERTER CONVERTER FOR VEHICLE |
RU66652U1 (en) * | 2007-05-16 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "РИФ" | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE |
RU2330371C1 (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Drive mechanotronic module |
CN201656898U (en) * | 2009-12-28 | 2010-11-24 | 南昌大学 | AC asynchronous motor vector controller |
RU132280U1 (en) * | 2013-04-18 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | THREE PHASE CURRENT INVERTER |
CN103208961B (en) * | 2012-01-16 | 2016-04-06 | 日立空调·家用电器株式会社 | The drive unit of synchronous machine and employ its driving method of refrigerating plant, air regulator, refrigerator and synchronous machine |
KR101618722B1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-05-09 | 부경대학교 산학협력단 | Motor drive system |
EP2579439B1 (en) * | 2008-03-11 | 2017-04-12 | Hitachi, Ltd. | Electric power conversion apparatus |
CN108712024A (en) * | 2018-05-30 | 2018-10-26 | 孙乃辉 | One kind being based on the concatenated high voltage permanent variable-frequency motor all-in-one machine of low-voltage module |
RU2677217C1 (en) * | 2016-10-03 | 2019-01-15 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle control device |
RU2690532C1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-06-04 | Акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" | Vehicle electric drive control system |
EP2482438B1 (en) * | 2011-01-26 | 2019-09-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU54473U1 (en) * | 2006-01-10 | 2006-06-27 | Открытое акционерное общество "РИФ" | POWER SEMICONDUCTOR RECTIFIER-INVERTER CONVERTER FOR VEHICLE |
RU2330371C1 (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Drive mechanotronic module |
RU66652U1 (en) * | 2007-05-16 | 2007-09-10 | Открытое акционерное общество "РИФ" | POWER SEMICONDUCTOR CONVERTER COMPLEX FOR ENERGY SUPPLY OF A VEHICLE, PREFERREDLY, PASSENGER TRAIN WITH A TRAFFIC SYNCHRONOUS EXTRAORDINARY WORLDWIDE |
EP2579439B1 (en) * | 2008-03-11 | 2017-04-12 | Hitachi, Ltd. | Electric power conversion apparatus |
CN201656898U (en) * | 2009-12-28 | 2010-11-24 | 南昌大学 | AC asynchronous motor vector controller |
EP2482438B1 (en) * | 2011-01-26 | 2019-09-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
CN103208961B (en) * | 2012-01-16 | 2016-04-06 | 日立空调·家用电器株式会社 | The drive unit of synchronous machine and employ its driving method of refrigerating plant, air regulator, refrigerator and synchronous machine |
RU132280U1 (en) * | 2013-04-18 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | THREE PHASE CURRENT INVERTER |
KR101618722B1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-05-09 | 부경대학교 산학협력단 | Motor drive system |
RU2677217C1 (en) * | 2016-10-03 | 2019-01-15 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle control device |
CN108712024A (en) * | 2018-05-30 | 2018-10-26 | 孙乃辉 | One kind being based on the concatenated high voltage permanent variable-frequency motor all-in-one machine of low-voltage module |
RU2690532C1 (en) * | 2018-06-27 | 2019-06-04 | Акционерное общество "Сарапульский электрогенераторный завод" | Vehicle electric drive control system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217940U1 (en) * | 2023-03-17 | 2023-04-25 | Общество с ограниченной ответственностью "ТопМедиа" | CAN BUS ELECTRONIC MODULE |
RU219300U1 (en) * | 2023-05-16 | 2023-07-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Мехатроника-Томск" | Traction drive inverter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4749852B2 (en) | Motor drive device and automobile using the same | |
EP0629038B1 (en) | AC motor control | |
EP0410463B1 (en) | Voltage-type PWM converter/inverter system and method of controlling the same | |
JP3488043B2 (en) | Drive system with permanent magnet type synchronous generator and drive control method for electric vehicle using the same | |
US5705909A (en) | Control for AC motor having parallel sets of three-phase windings with only one current sensor per set | |
CN102282758B (en) | Control apparatus for AC motor and electric vehicle | |
US8390240B2 (en) | Absolute position sensor for field-oriented control of an induction motor | |
CN103444074B (en) | The control device of motor and possess the motor vehicle of control device and the control method of motor of this motor | |
US20100231151A1 (en) | Ac motor drive control device and method | |
EP1732202B1 (en) | Electrical power conversion | |
US9172322B2 (en) | Control apparatus for AC motor | |
JPH06343206A (en) | Alternating-current induction motor driving system that is reorganizable for electric motorcar use | |
JPH03128691A (en) | Voltage type pwm converter-inverter system and control system thereof | |
CN203416211U (en) | Control apparatus of synchronous motor | |
JP2001008482A (en) | Control system and control of motor | |
JP6164166B2 (en) | Multi-winding rotating electrical machine control device | |
US11271508B2 (en) | Power conversion device, motor driving system, and control method | |
JP2018112472A (en) | Current detection device | |
RU2788306C1 (en) | Transport type inverter | |
Elgenedy et al. | Indirect field oriented control of five-phase induction motor based on SPWM-CSI | |
JP3214371B2 (en) | Synchronous generator control system and hybrid electric vehicle | |
JP5115202B2 (en) | Motor drive device | |
JPH0315273A (en) | Inverter | |
JP2006121855A (en) | Ac motor control device | |
JP4177983B2 (en) | Multiple power converter and control method thereof |