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EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī)無E+E位置傳感器控制研究
汽車技術(shù)對輔助系統(tǒng)電動化的發(fā)展要求導(dǎo)致以電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EHPS)作為研究重點(diǎn)。在傳統(tǒng)的助力電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中,是通過轉(zhuǎn)子軸上安裝的E+E位置傳感器,來得到電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和速度,由于傳統(tǒng)的E+E位置傳感器存在諸多不足,制約助力電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展?？紤]在EHPS系統(tǒng)助力電機(jī)上應(yīng)用無E+E位置傳感器控制技術(shù),以取消傳統(tǒng)霍爾效應(yīng)或光電式E+E位置傳感器,可以有效降本增效,簡化結(jié)構(gòu),這使得對永磁同步電機(jī)無E+E位置傳感器控制做進(jìn)一步完善具有十分重要的意義。

EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī)無E+E位置傳感器控制研究
結(jié)合EHPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及助力特性,根據(jù)系統(tǒng)對助力電機(jī)提出的控制要求,對EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī)的無E+E位置傳感器控制展開研究,驗(yàn)證EHPS系統(tǒng)中助力電機(jī)選用永磁同步電機(jī)并應(yīng)用無E+E位置傳感器控制方法的可行性。文章首先研究EHPS系統(tǒng)的工作原理與助力特性,建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB/Simulink建立EHPS系統(tǒng)的仿真模型;對EHPS系統(tǒng)中電機(jī)轉(zhuǎn)速與液壓助力的關(guān)系進(jìn)行仿真分析,得出EHPS系統(tǒng)對助力電機(jī)的控制要求。然后,根據(jù)助力電機(jī)的控制要求,針對EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī),提出與之匹配的控制方案,選定適合的電機(jī)控制策略與無E+E位置傳感器控制方法,分析選定的無E+E位置傳感器控制方法的基本原理和控制模型。開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor,簡稱SRM)因其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、調(diào)速范圍廣等一系列優(yōu)點(diǎn),在電氣傳動領(lǐng)域異軍突起,發(fā)展非常迅速；而隨著*能源的消耗,電動汽車必定成為汽車行業(yè)發(fā)展的一大趨勢。E+E位置傳感器是開關(guān)磁阻電機(jī)的重要組成部分,因此,本課題研究基于SRM外轉(zhuǎn)子電機(jī)系統(tǒng)的高精度E+E位置傳感器,具有很好的應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)價值。 首先分析E+E位置傳感器的發(fā)展歷史、基本原理和其對SRM的重要性,明確了本課題的工作重點(diǎn)。其次研究了光柵碼盤的編碼方式和碼盤分類,確定了適用于電機(jī)系統(tǒng)的碼盤外形尺寸和精度。再次,通過對比不同型號光電檢測元件的參數(shù),確定了本課題的發(fā)光器件為FAIRCHILD公司生產(chǎn)的QEC121發(fā)光二極管,接受器件為KODENSHI公司生產(chǎn)的SST533R-04光敏三極管,并對發(fā)光電路采用溫度補(bǔ)償處理,接收電路采用放大器搭建的滯回比較器對信號進(jìn)行處理。然后,根據(jù)外轉(zhuǎn)子式電機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計了E+E位置傳感器的安裝方式,分析了安裝過程中的公差配合等問題,并使用SolidWorks三維繪圖軟件對零部件進(jìn)行了建模,安裝及CAD加工圖紙。zui后,根據(jù)開關(guān)磁阻電機(jī)的自身特點(diǎn)和運(yùn)行原理,采用了變M/T法測速方案和位置檢測方法,編寫了相應(yīng)的檢測程序,并對E+E位置傳感器進(jìn)行了測試實(shí)驗(yàn)和誤差分析。

EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī)無E+E位置傳感器控制研究
zui后,通過提出的電機(jī)控制方案,建立基于高頻信號注入法的永磁同步電機(jī)無傳感器系統(tǒng)仿真模型,完成電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。通過仿真分析來驗(yàn)證提出的方案的可行性,實(shí)現(xiàn)EHPS系統(tǒng)用永磁同步電機(jī)的無E+E位置傳感器控制。仿真結(jié)果證明應(yīng)用脈振高頻電壓注入法的助力電機(jī)無E+E位置傳感器控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)。