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根据TC1782的永磁同步电机操控体系

发布时间:2022-03-11 16:38:23 来源:kok体育竞猜

产品介绍

  本文在扼要介绍当时驱动轿车技能革命的电动轿车技能的前提下,具体介绍了电动轿车首要核心部件的驱动电机及其操控器,要点剖析了

  电动轿车是21世纪的绿色交通工具,电动轿车技能是当时国际上正在进行研究的一项高新且抢手的技能。作为核心部件之一的驱动电机及其操控体系在纯电动轿车(EV)及混合动力轿车(HEV)中起着至关重要的效果,对它们进行研究具有重要的理论和现实意义。

  永磁同步电机(技能上也叫PMSM)相对于传统沟通电机具有高效、高功率密度以及杰出的调速功用[1],正逐渐成为EV和HEV中驱动电机的首选之一。本文首要评论了研发与开发永磁同步电机操控体系中的要害技能,论述了操控体系的功用架构和软硬件的完结进程,开始形成了操控体系的开发体系,为电动轿车驱动电机操控体系的独立开发奠定了技能根底。

  永磁同步电机PMSM转子上装有永久磁体,定子选用正弦绕组(图1左),三相逆变器供给定子绕组的三相对称电流(图1右)产生旋变磁场,然后拖动永磁转子同步旋转,定子绕组的通电频率以及由此产生的旋变磁场转速取决于转子的实践方位和转速。

  和常见的沟通感应电机不一样,PMSM电机所用正弦波有必要和转子的角方位同步才干取得有用的扭矩,因此在操控电机时有必要实时获取转子的实践方位和转速。电机转子角方位的值常常由一般用肯定方位传感器(包含肯定码盘和旋转变压器)。永磁同步电机低速经常选用矢量操控,包含气隙磁场定向、转子磁链定向和定子磁链定向,高速时添加弱磁操控[2]。

  永磁同步电机PMSM的特性决议了操控体系的杂乱性,较为常见的PMSM电机操控体系首要由驱动器、主操控器(逻辑操控板)及各种传感器(电流传感器,温度传感器和旋变绕组等) 等组成[1],图2所示为英飞凌推出的使用于在EV和HEV上PMSM电机操控体系的解决计划:

  在上图所示计划中,驱动器由IGBT三相桥驱动板,HybridPACK2 IGBT(简称HP2)模块和直流母线电容组成。IGBT三相桥驱动板包含6通道的IGBT预驱动电路,开关电源SMPS,逻辑门电路,毛病检测电路,电压及温度丈量电路。由六个IGBT单元组成驱动PMSM电机的三相桥臂的HP2模块是英飞凌专门为EV和HEV使用而规划的大功率模块,其最大作业电压为650 V,最大额定功率为80KW,模块的最高运转结温为150℃。主操控器则搭载了英飞凌32位新式单片机TC1782(Audo-MAX系列)的最小体系电路,旋变解码电路,支撑ISO26262功用安全解决计划的监控电路和传感器接口电路等。

  PMSM电机操控体系的驱动器选用了Infineon出产的规范驱动模块,以下评论将会集于主操控器的规划,最终验证测验整个操控体系。

  PMSM电机的操控要求主操控器不只有强壮的合适电机操控的专用外设,并且有很强的实时功用。TC1782是一款哈弗架构且有非对称双核(主核Tricore和外设操控协处理器PCP)的高功用32位单片机,主频高达180MHz,内置浮点运算单元FPU,支撑DSP算法指令,2.5M字节FLASH,176K字节RAM。TC1782与电机操控相关的重要外设首要是通用时刻阵列GPTA和数模转化ADC。GPTA供给一套灵敏的守时,比较和捕获功用,能够灵敏地组合成信号检测单元和信号产生单元,使用于电机操控时能够支撑动态操控的死区时刻和不同于边缘对齐和中心对齐的非对称PWM输出。由硬件触发(如GPTA)并完结同步转化的数模转化模块ADC至少能够支撑在电机使用中两相电流的一起获取。图3中所示为电机操控的一个单周期时序,GPTA生成一相带死区的互补式PWM波形,在PWM中点一起触发ADC0和ADC1的转化,ADC模块在完结对应通道转化后发动CPU中止服务程序。

  TC1782的每个AD转化模块(ADC0和ADC1)都支撑16 路转化通道,具有可编程的转化精度(8/10/12比特),12比特下最快转化时刻小于1微秒。专用外设操控协处理器PCP能够承当大部分中止负荷,然后主核能够会集处理用于电机操控的杂乱运算,如Park改换,Clarke改换和空间矢量调制(SVM)等。现在TC1782微操控器受到了越来越多的轿车厂商和零部件供货商的重视,被国内外干流OEM和零部件供货商选为电动轿车驱动电机操控器的要害部件之一。