电机能效控制器系列
1产品简介:
概述:
电机专用节电器是一种新一代的电机节电控制产品，它采用了微处理器数字控制技术，通过其内臵的专用节电优化控制程序，根据实际运行的负荷情况动态地调整电机在运行过程中的电流和电压（功率），在不改变电机转速的情况下，保证电机输出转矩与实际负荷转矩需求精确地匹配，从而避免电机因出力过度而造成的电能浪费，具有很强的动态节电控制功能。
该系统还具有完善的软启动功能可保证电机连续平滑地启动，消除常规启动所产生的机械冲击和大启动电流，有效降低轴承和皮带的磨损，减少链条及齿轮的机械应力，节电效果明显，单机节电率可达8%～50%。
工业和商业用于驱动的电机绝大多数都是笼形交流感应电机。此类电机具有成本低、坚固耐用、可靠性高、使用简便等特点。交流感应电机的工作原理是在定子的对称三相绕组中通过三相对称电流产生三相旋转磁动势；其中基波磁动势作用于光滑气隙，并在气隙中基波
旋转磁场；基波旋转磁场以同步转速n s=60f/p旋转,切割定、转子绕组而分别在绕组中感生电动势；转子电动势在自成闭合回路的转子绕组中产生电流；该电流与气隙中基波磁场作用，产生电磁转矩，从而使转子旋转驱动机械负载。
每台电机都必须消耗一定的能量以提供磁场上电机连续工作。当供给笼形电机的电压恒定时，由此产生的磁能也保持恒定，在额定转速下，磁场消耗的能量保持恒定，与负载所需的转矩无关。
支持负载转矩的能量起决于转矩的大小，当负载转矩增加，转子转速会稍微下降（转差率增大），使得感应的转子电流上升以增加转矩。转子中增加的电流由定子线圈中增加的电流来平衡。
相反，如果需要的负载转矩减少转差率减少，转子电流下降，定子电流也相应下降，但在端电压恒定的情况下定子只提供磁场的电流以任何负载转矩条件下保持恒定。结果是感应电机的效率随负载的降低而降低。图5-1表示的是典型的电机损耗与负荷的关系。
事实上很少电机始终在额定条件下运行。通常选择的标准电机其标称均高于驱动负载的最大需求。由于这一原因，所选择的电机几乎一定是超出标准的，当提供额定电压时，即使满负荷运行也有节电空间。此外，有些应用其负荷本来就是变化的，而选择的电机大小必须能满足最大负荷时的需求，尽管最大负荷只是间断出现，而其它时间负荷要小得多。
由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比，降低端电压将减少转矩。降低端电压，实际上是降低了电机的额定输出功率，也意味着所需磁场能量的减少。利用这一原理，电机能效控制器可从空载至多数负荷情况下保持恒定的电机效率。
电机能效控制器采用智能化的微处理器控制，无需人工调节。在轻负载情况下电机电压自动降至最低需求而转速保持恒定，因此降低了不必的损耗。如果负荷增加，电压将自动上升以防止电机失速。
图5.2是轻负载情况下电机能效控制器的输出电压波形。
电机能效控制器通过闭环反馈系统控制，其感应电路比较通过电机的电压和电流波形，由于是电感电路，电压和电流存在时间差（相位角），负载越轻，电流波形的滞后越大。空载时电机的效率最低，波形间的间隔也最大。微处理器将监测波形间的间隔并相应地调整可控硅的触发脉冲，其速度为每秒钟改变100次。这一速度比电机所能响应的速度要快得多，但对防止电机在任何负荷工况出现失速是十分必要的。
原则上，在轻载条件下，如果可以将过剩的励磁电流减少到仅仅与保持负荷的恒定转矩相匹配,则可使电机的运行效率提高。电机能效控制器通过改变电机的相位角实现控制。在图5。3中，电压V和电流I均以相量形式表示。两者之间的夹角即相位角可定义为电流超
前或滞后电压的量。对于感应电机，电流通常滞后于电压。功率因素是量化的电流—电压滞后的三角关系。
图5.3电机功率因数与相位角关系之描述
在不同的负荷条件下，相位角将随之改变。图5.4是电机电压和电流在不同负荷条件下的说明。请注意，在部分负荷条件下相位角或电压和电流之间的时间滞后将示增加。通常，在负载情况下，电机的电流滞后电压30°;在空载情况下,电机的电流滞后于电压80°
图5。4不同负载状况下的电压超前于电流的关系
电机能效控制器连续监测电机电压和电流之间的相位角，依据负荷的变化改变相位角。电机能效控制器通过使用三端双向晶闸管等半导体开关元件来“切削”电压而进行控制。三端双向可控硅只允许电源电压正半周和负半周的一部分供给电机，如图5.5所示。这样的结果是降低了供给电机的均方根电压。结果，磁滞损耗最小化，相位角回到原来的大小，电机效率提高。为了更好的理解为什么损耗会最小化，首先要分析电机负荷变化时将影响哪些因素。
我们知道，维持电机工作的电流是由两个不同的部分组成的：负载或阻性电流（IR1）以及感性或励磁电流（IM1），参见图5.6。感性电流依赖于电压和磁通密度。在一定程度上，阻性电流与电压的函数。在满负荷，也就是满电压情况下，感性电流与阻性电流合成相位角⊙PF，当电机负荷减少，一些参数将发生变化。产生负载转矩的阻性电流（IR2）和相对不变的感性电流（IM2）合成的相位角将增大，如图5.6(b)所示。控制器通过降低电机的供电压而减少感性电流（IM3），起到使相位角趋近原来的大小的作用，从而降低磁滞损耗。在轻负荷情况下，阻性电流产生的铁心损耗也将随着电压的降低而减少。因此电机的电耗将有效降低。
事实上通过降低电压获得的节电将随负荷的增加而快速下降。
正如前面所描述的，控制器通过切削电压波形而降低电机电压，当电机电压降低，磁损
要小得多。因此得到的结果是电机效率的改善。
电机能效控制器还具有完全调节的软启动功能，可减少电机的磨损，降低维护成本，降低可能的最大电力需求费用。
3电机能效控制器具有以下特点：
1．显著降低电耗，节电率可达8%～50%。
2．数字智能控制，一旦安装，无须人工调整。
3．具有软启动机功能，消除了常规起停方式下产生的机械冲击和大启动电流，延长了电机的寿命，减少电机运行成本。
4．有完善的旁路功能，保证即使万一节电器有故障时，电机依然正常运行而不影响正常生产。
5．降低电机运行噪音及温度，有效降低运行成本，减少维护费用。
6、电机转速不改变，应用范围广泛。
7、提高电机在低负荷和部分负荷状态下的用电效率，节电率可达8%～50%
8、改善功率因数
9、减轻电机疲劳与磨损
10、瞬时态转矩反映
4适用范围：
适用所有笼形交流感应电机非恒转矩负载的节电控制，可广泛用于各种动力设备和机械加工上，对负荷频繁变化或转速恒定，但不满负荷运行的电机，节电效果更为显具。如金属加工行业的冲压机、机床、车床、铣床、磨床、等机械。塑料制品行业的造料机、注塑机等；纺织行业的筒子机、编织机、转盘机等、以及其它设备如传送设备、压缩机、自动扶梯、恒温恒湿空调等。
5电机能效控制器的节电规律
尽管的应用范围广泛，但仍存在应用的限制条件。在实际应用中，我们只有有的放失，选择合适的应用对象，才能获得好的节电效果。以下表中列出了不同负荷状况下可预期的节电效果，实际应用时请以此为参照。
6怎样做电机设备调查（按照附近中提供的标准表格认真填写相关数据）
1、了解设备的类型。
2、了解所有设备电机的型号、标称值（电压、电流、功率功率因数）和其它特性参数。
3、了解电机负荷的基本情况，包括负载运行时的特征，负荷状况描述（负荷类型及轻重
或轮空变化规律）起停周期变化。实测运行时的电压、电流及功率因数，起动方式、
有功功率等。
4、了解电机的用电情况及电费率。
7电机能效控制器改造方案设计与产品选型
7-1产品选型的基本原则:是根据电机的标称功率选择对应的规格,注意所选产品的标称不得低于电机实际的运行功率。
改造方案的设计必须包括以下内容：
1．所选择的产品规格、数量。
2．安装位臵及接线图。
3．材料明细表。
设计方案时必须详细了解设备的控制、接线方式，以及设备的负荷变化情况，保证方
案正确、合理。选择产品的安装位臵要综合考虑安装的方便性和经济、安全等因素。选
用的导线规格要能满足最大容量需求并有必要的安全裕量。
7-2节电器的安装及安装应用技术提示
1．电机能效控制器必须垂直安装，冷却风扇（如果有的话）的排风方向应向上。节电器上方和下方均应留有85CM以上的空间。
2．如果电机带有功率因数补偿电容器，电容器不能接在电机能效控制器的输出端，只能接在接触器的进线端，而且只能在软启动器不工作时投入或断开。
3．产品应由经过培训符号资格的技术人员安装，所以安装工作应在断电情况下进行。
4．安装之前请认真阅读《安装手册》，保证接线正确无误。
5．所有产品出厂前均以设臵为“缺省值”，使用前不进行调整，必要时“微调”。所有现场设定应在停机情况下进行并严格按安装手册的指导操作。
5.7-3电机能效控制器的节电效果的检测的几种方法
1．钳形电流表测试：通过测试节电器投入前和投入后电机电流的变化，即可计算出大致的节电率。
2．有功电度表测试：通过测试电机在相同负荷条件下，节电器投入和旁路，电机运行相同时间的电耗，即可算出实际的节电率。
3．SmartReader自动测试记录仪测试：通过测试电机在相同工况条件下，节电器分别投入和旁路，电机运行时的电流，即可算出大致的节电率。如果结合功率因数测量即可获得
较准确的节电率。
8常见问题解答
1．目前使用的电机存在哪些浪费电能的因素？
目前使用的电机普遍存在标称偏大、运行周期经常变化、电压偏高的问题，导致电机运行时振动厉害、电机运行效率低、温升高。不但浪费电能，而且增加了故障停机时间，缩短了电机使用寿命，增加了维修保养费用。使用电机能效控制器将自动检测负荷的变化，在电机输出功率与负荷需求之间建立动态平衡使电机运行更平稳，运行温度降低节省电能。
2．使用电机能效控制器有何益处？
使用电机能效控制器可使电机运行的电压、电流、有功功率、有功电能降低，功率因数提高，进行软启动时可减少电机启动电流对电网的冲击。电机运行温度可降低5℃～20℃，振动水平有效降低，故障停机时间缩短，磨损降低。可有效延长电机和驱动设备的使用寿命，
提高运行效率和设备产出率，提高加工精度。节电效果明显可达8%～50%。
3．使用电机能效控制器对转速是否有影响？
电机能效控制器不改变转速。
4．如何选择电机节电器？
选择电机节电器时要根据电机的实际负荷大小决定，如果选择节电器的输出电流比电机的实际运行电流小就会使节电器损坏，如果选择的电机节电器规格过大又会加大投资成本，产品投资回收期延长。最好是能“量体裁衣”选购。
5.电机能效控制器适用于何种电机？
电机能效控制器适用于笼形异步交流感应电机。
6.怎样判断一个应用是否为一个好的应用？
第一，看标称电流与实际运行电流是否差别较大，差别越大，节电效果就越好。第二，看功率因数。如果电机的功率因数低于0.6以下，就会获得比较好的节电效果。第三，看运行电压。运行电压越高，节电效果越好。
控制器的工作原理介绍 控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 控制器的分类有很多，比如LED控制器、微程序控制器、门禁控制器、电动汽车控制器、母联控制器、自动转换开关控制器、单芯片微控制器等。 1.LED控制器(LED controller)：通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关。控制器根据预先设定好的程序再控制驱动电路使LED阵列有规律地发光，从而显示出文字或图形。 2.微程序控制器：微程序控制器同组合逻辑控制器相比较，具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点，因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器，并已被广泛地应用。在计算机系统中，微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术。 3.门禁控制器：又称出入管理控制系统(Access Control System) ，它是在传统的门锁基础上发展而来的。门禁控制器就是系统的核心，利用现代的计算机技术和各种识别技术的结合，体现一种智能化的管理手段。 4.电动汽车控制器：电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。 上述只是简单的介绍了几种控制器的名称和主要功能，控制器的种类繁多、技术不同、领域不同。 在控制器领域内，高标科技作为一家国家级的高新企业，其主打产品是电动车控制器，并且在电动车控制领域内占有很重要的地位，之前已经说到电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。高标科技在这里为大家介绍一下高标控制器的基本工作原理： （一）高标科技电动车控制器的结构 电动车控制器是由周边器件和主芯片(或单片机)组成。周边器件是一些功能
电磁调速电机是一种控制简单的交流调速电动机，由Y系列三相异步电动机、涡流离 合器(又称电磁转差离合器或滑差离合器)和测速发电机组成，通常与JZT系列及YGT 系列控制器(或其他控制装置)组成一套具有测速负反馈系统的交流无级调速驱动装置，能在比较宽广的转速范围内进行平滑的无级调速，结构简单，运行稳定，实用可*，维护方便。设备投资少；起动性能好，起动转矩大，起动平滑；控制功率小；调速精度高，调速范围广，无失控区等优点，作为工业恒转矩或递减转矩的负载机械的无级调 速之用，尤其适宜作流量变化较大的泵和风机负载拖动之用，能够获得良好的节能效果。 JZT系列及YGT系列电磁调速电动机（滑差电动机）相配套的控制设备。用于手动操作，能向单台电机离合器的励磁绕组提供可调直流电压，使之实现宽范围无级调速。 为了提高滑差电机的机械特性硬度和抗干扰性能，本控制器采用速度负反馈及电压微 分负反馈电路的反馈系统。 故障排除方法 故障现象故障原因排除方法 1.离合器转速不能调节、仅能告诉运行不能低速运行（失控）（1）滑差空载运行。（2）“速度反馈”调节电位器在极限位置（未加反馈）（1）加上一定的负载（大于10%的额定转矩） （2）转动“反馈电位器”并按五章方法调整。 2.电压电网波动严重影响转速稳定。（1）WB稳压管损坏（1）更换稳压管WB并调 整W5使至电流不致过大或过小，测量WB两端电压18V左右为正常。 3.某一转速运行时、周期性摆动现象严重。（1）励磁线头接反（周期振荡） （2）电容损坏（非周期性振荡）（1）改变接线极性。更换径向磁钢。 （2）更换电容 4.接通电源保险丝熔断。（1）引出线接错 （2）续流二极管ZP接反或击穿 （3）变压器初级短路 （4）压敏电阻Ry被电源过压击穿而短路 （5）KP可控硅损坏短路 （1）检查及整理线路。 （2）检查续流二极管ZP及可控硅KP，若损坏应更换。 （3）检查及修理变压器TB。 （4）更换压敏电阻。 5.接通电源指示灯、转动调速电位器，离合器不转。（1）调速电位器短路 （2）接线开路 （3）晶体管损坏 （4）变压器次级没有电压
（汽车行业）常用电动车控制器电路及原理大全
！！电动自行车控制器电路原理分析 目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而壹款完善的控制器，仍应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。 电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分，可分为有刷、无刷俩大类。关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器，是完全能够用同类控制器进行直接代换或维修的。本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，且指出和其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。通过介绍具体实例，达到举壹反三的目的。 1.有刷控制器实例 (1)山东某牌带电量显示有刷控制器 电路方框图见图1。 1)电路原理 电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。 稳压电源由V3(TL431)，Q3等元件组成，从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电，调节VR6可校准+12V电源。 PWM电路以脉宽调制器TL494为核心组成。R3、C4和内部电路产生振荡，频率大约为12kHz。H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压。该电压加到TL494的②脚，和①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过壹点。 电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用。 蓄电池放电指示电路由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例。V A=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断控制器输出指示。 蓄电池过放电保护当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平，三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区控制端④脚.该脚电位≥3.5V，就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2截止，电机停止运转，蓄电池放电停止，进入电池保护状态。此时LED5点亮，指示出该状态。VR5用于设定电池保护点电压。 电机过流保护R30为电机电流取样电阻，当过流时，取样电压经R14加到TL494的⑩脚。当⑩脚电位高于⑩脚电位时，TL494内部运放2输出高电平，迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使Q1、Q2截止，电机停止运转，从而保护了电机。
JD1A-40电磁调速电机控制器 产 品 使 用 说 明 书 江苏省泰州市耐特调速电机有限公司
JDIA-40型电磁调速电动机控制器是原机械工业部全国联合统一设计产品，用于电磁调速电动机(滑差电机)的调速控制。实现恒转矩无级调速，当负载为风机和泵类时，节电效果显著，可达10%~30%，是我国目前推广的节能产品之一。 1、型号含义： 2、使用条件： 2.1、海拔不超过1000m 。 2.2、周围环境温度；-5℃-+40℃。 2.3、相对湿度不超过90％(20℃以下时)。 2.4、振动频率10-15OHz 时，其最大振动加速度应不超过0.5g 。 2.5、电网电压幅位波动±10％额定值时、保证额定使用。 2.6、周围介质没有导电尘埃和能腐蚀金属和破坏绝缘的气体。 3、主要技术数据： 3.1调速范围： 电源为50Hz 时：1250~125转/分60Hz 时：1500~150转/分 3.2转速变化率（机械特性硬度）≤2.5％ 100%100%%10X 额定最高速度负载下是转速—负载下的转速转速变化率= 3.3稳速精度：≤1% 3.4最大输出：直流90V 3.5控制电机功率：0.55~40KW 3.6测速发动机三相2V ≤3.5V/100r .p.m 。 4.基本工作原理：
JD1A—40电磁调速电动机控制装置是由速度调节器、移相触发器、可控硅整流电路及速度负反馈等环节所组成。 图1为装置原理方框图。图2为装置的电气原理图。图3为装置的移相触发各点波形图。从图1-图4可知，二种线路的工作原理都是相同的。速度指令信号电压和调速负反馈信号电压比较后，其差值信号被送入速度调节器（或前置放大器）进行放大，放大后的信号电压与锯齿波叠加，控制了晶体管的导通时刻，产生了随着差值信号电压改变而移动的脉冲，从而控制了可控硅的开放角，使滑差离合器的激磁电流得到了控制，即滑差离合器的转速随着激磁电流的改变而改变。由于速度负反馈的作用，使电磁调速电动机实现恒转矩无极调速。 从图2-图3可知，JD1A—40型的速度指令信号电压是由装在控制箱面板上的速度操作电位器产生的。 5.结构、安装接线说明与注意事项： 5,1控制器的结构为塑料密封结构。具有IP5X的防尘等级，可用于面板嵌入式或墙挂式安装，底部进线，接线如图5，其外形尺寸安装方法如图4图6所示。 5.2安装使用前，须用500伏兆欧表检查控制器绝缘电阻，其阻值不应低于1兆欧，如达不到要求须进行干燥，干燥温度不应超过45℃，以免损坏元件。 5.3在拖动电机未起动情况下，不要单独操作控制器，以免控制器或烧毁调速电动机激磁线圈。 6.调整与试运行： 6.1检查熔断丝规格及转速表指针是否在零位。接线是否正确。 6.2接通电动机电源、检查旋转方向是否与被托动机械一致 6.3试车时。先起动异步电动机，再接通控制器电源，指示灯亮，旋动调速旋钮，此时转速表上读数逐渐上升，根据需要可将转速调至某一数值稳定下来。6.4转速表指示值校正，按顺时针方向转动给定电位器W1与任意位置，用机械转速表或其他仪表检查调速电机的实际转速与转速表指示值，不一样时调校表电位器W3。 6.5按顺时针方向转动给定电位器W2至最大时，调节反馈电位器W2使转速表符合表1的规定。
纯电动汽车整车控制器的构成、原理、功能说明 整车控制器是电动汽车正常行驶的控制中枢，是整车控制系统的核心部件，是纯电动汽车的正常行驶、再生制动能量回收、故障诊断处理和车辆状态监视等功能的主要控制部件。整车控制器包括硬件和软件两大组成部分，它的核心软件和程序一般由生产厂商研发，而汽车零部件供应商能够提供整车控制器硬件和底层驱动程序。现阶段国外对纯电动汽车整车控制器的研究主要集中在以轮毂电机驱动的纯电动汽车。对于只有一个电机的纯电动汽车通常不配备整车控制器，而是利用电机控制器进行整车控制。国外很多大企业都能够提供成熟的整车控制器方案，如大陆、博世、德尔福等。 1整车控制器组成与原理 纯电动汽车整车控制系统主要分为集中式控制和分布式控制两种方案。集中式控制系统的基本思想是整车控制器独自完成对输入信号的采集，并根据控制策略对数据进行分析和处理，然后直接对各执行机构发出控制指令，驱动纯电动汽车的正常行驶。集中式控制系统的优点是处理集中、响应快和成本低；缺点是电路复杂，并且不易散热。分布式控制系统的基本思想是整车控制器采集一些驾驶员信号，同时通过CAN总线与电机控制器和电池管理系统通信，电机控制器和电池管理系统分别将各自采集的整车信号通过CAN总线传递给整车控制器。整车控制器根据整车信息，并结合控制策略对数据进行分析和处
理，电机控制器和电池管理系统收到控制指令后，根据电机和电池当前的状态信息，控制电机运转和电池放电。分布式控制系统的优点是模块化和复杂度低；缺点是成本相对较高。典型分布式整车控制系统示意图如下图所示，整车控制系统的顶层是整车控制器，整车控制器通过CAN总线接收电机控制器和电池管理系统的信息，并对电机控制器、电池管理系统和车载信息显示系统发送控制指令。电机控制器和电池管理系统分别负责驱动电机和动力电池组的监控与管理，车载信息显示系统用于显示车辆当前的状态信息等。 典型分布式整车控制系统示意图 下图为某公司开发的纯电动汽车整车控制器组成原理图。整车控制器的硬件电路包括微控制器、开关量调理、模拟量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块。
电动汽车电机控制器 一、电机控制器的概述 根据GB/T 18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义，电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。 电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件,在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用,其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。 二、电机控制器的原理 图1汽车电机控制器原理图 电机控制器作为整个制动系统的控制中心，它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能，逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表，当发生制动或者加速行为时，控制器控制变频器频率的升降，从而达到加速或者减速的目的。 三、电机控制器的分类 1、直流电机驱动系统 电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式，控制技术简单、成熟、成本低，但效率低、体积大等缺点。 2、交流感应电机驱动系统 电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。
3、交流永磁电机驱动系统 包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统，其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速；梯形波无刷直流电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定，因此比梯形波无刷直流电机驰动系统具有更好的应用前景。 4、开关磁阻电机驱动系统 开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采用模糊滑模控制方法。目前纯电动汽车所用电机均为永磁同步电机，交流永磁电机采用稀土永磁体励磁，与感应电机相比不需要励磁电路，具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。 四、电动控制器的相关术语 1、额定功率：在额定条件下的输出功率。 2、峰值功率：在规定的持续时间内，电机允许的最大输出功率。 3、额定转速：额定功率下电机的转速。 4、最高工作转速：相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。 5、额定转矩：电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 6、峰值转矩：电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 7、电机及控制器整体效率：电机转轴输出功率除以控制器输入功率再乘以100%。 扩展阅读： WP4000变频功率分析仪应用于电动汽车电机试验 现行的电动汽车相关标准大全 如何选择电动汽车电池监测系统 hb
无刷电机控制器基本原理 电动车采用的电机分有刷电机和无刷电机两种，由于无刷电机具有噪声低、寿命长的特点，因而在电动车中获得比较广泛应用。无刷电机的控制器要比有刷电机控制器复杂得多，在维修上有一定的难度，因此，本文从无刷控制器的原理入手介绍维修要点，以期对广大维修爱好者有所帮助。 基本原理 电动车无刷控制器主要由单片机主控电路、功率管前级驱动电路、电子换向器、霍尔信号检测电路、转把信号电路、欠电检测电路、限流/过流检测电路、刹车信号电路、限速电路、电源电路等部分组成，其原理框图如图1所示，下面介绍主要电路的工作原理。 1. 电子换向器 无刷电机与有刷电机的根本区别就在于无刷电机用电子换向器代替了有刷电机的机械换向器，因而控制方法也就大不相同，复杂程度明显提高。在无刷电机控制器中，用6个功率MOSFET管组成电子换向器，其结构如图2所示。图中MOSFET管VT1、VT4构成无刷电机A相绕组的桥臂，VT3、VT6 构成无刷电机B相绕组的桥臂，VT5、VT2构成无刷电机C相绕组的桥臂，在任何情况，同一桥臂的上下两管不能同时导通，否则要烧坏管子。 6只功率MOSFET管按一定要求顺次导通，就可实现无刷电机A、B、C 三相绕组的轮流通电，完成换相要求，电机正常运转。在电动车无刷电机控制器中，这6只功率管有二二通电方式和三三通电方式的运用，二二通电方式即每一瞬间有两只功率管同时通电，三三通电方式即每一瞬间有三只功率管同时通电。对于二二通电方式，功率管须按VT1、VT2；VT2、VT3；VT3、VT4；VT4、VT5；VT5、VT6；VT6、VT1；VT1、VT2??的通电顺序，电机才能正常运转。对于三三通电方式，功率管须按VT1、VT2、VT3；VT2、VT3、VT4；VT3、VT4、VT5；VT4、VT5、VT6；VT5、VT6、VT1； VT6、VT1、VT2；VT1、VT2 、VT3??的次序通电，电机才能正常运转。
电动车控制器原理图解 单片机PICl6F72是目前电瓶车控制器主流控制芯片，配合2只 74HC27(3输入或非门电路)；1只74HC04D(反相器)；1只74HC08D(双输入与门)和一片LM358(双运放)，组成一款比较典型的无刷电瓶车控制器，具有60°和120°驱动模式自动切换功能，其基本组成框图见图l。实物测绘原理图见图2(图中数据除注明外，均为开锁停车状态数据)。 一、电路简介与自检 开通电门锁，48V电瓶直流电经电门锁线输入到控制器，一路经R3、R13、R4等送入U6的③脚作电瓶欠压检测用，另一路送入U13、U14、
U15输出+15V和+5V给IC和末级驱动供电。单片机PICl6F72的⑨、⑩脚外接16MHz晶体，①脚外接R13、C25组成复位电路，电门锁开锁，单片机得电工作后即进入初始化自检状态，它主要检测：1．由R3、R73、R4、R11、C2l等组成的电池欠压检测电路(典型值U6的③脚输入3.8V)。 2．由R5、R6、U1等组成的末级电流检测和过流保护电路(正常值Ul的⑦脚输出0V，①脚输出约3.6V)。 3．转把复位信号(正常值U6的⑥脚输入约0.8V的低电平)。 4．刹车复位信号(正常值U6的⑦脚输入4.8V高电平)。 5．电机霍尔元件检测到的无刷电机相位信号(正常时至少有一根霍尔线输入为4.1V，其他为0V)。 自检后的状态由LED2显示结果，以下是参照值(具体显示与单片机的程序设计有关)。 闪l停l--自检正常通过 闪2停l--欠压 闪3停l--LM358故障 闪4停1--电机霍尔信号故障
闪5停l--下管故障 闪6停l--上管故障 闪7停1--过流保护 闪8停l--刹车保护 闪9停1--手把地线断开 闪10停1--手把信号和手把电源线短路 闪l停11--上电时手把信号未复位 若自检正常通过，当转动转把时，U6根据转把输出电压的大小，将相应脉冲宽度的载波信号与三路驱动上下管的换相导通信号混合，从而达到控制无刷电机速度的目的，不同的速度对应不同的电机电流，同时行驶速度与电机换相频率成正比。 电路中，末级功率管V1和V2，V3和V4分别为无刷电机U相的上、下路驱动管；V5和V6，V7和V8分别为无刷电机V相的上、下路驱动管；V9和V10，Vll和V12分别为无刷电机W相的上、下路驱动管。U2为下管驱动IC，U4为上管驱动IC；U3、U5为上、下管R55、R56(康铜丝)串接在末级功率管的地线上，因而末级功率管的电流变化会在R55、R56上产生压降，所以由R5、R6和Ul等组成的电流检测电路可以随时检测无刷电机电流的大小，避免过流损坏电机。由R3、R73、R4、R11、C21、
控制器的种类及工作原理 控制器（英文名称：controller）是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 控制器的分类有很多，比如LED控制器、微程序控制器、门禁控制器、电动汽车控制器、母联控制器、自动转换开关控制器、单芯片微控制器等。 一、种类概括简介： 1.LED控制器(LED controller)：通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关。控制器根据预先设定好的程序再控制驱动电路使LED阵列有规律地发光，从而显示出文字或图形。 2.微程序控制器：微程序控制器同组合逻辑控制器相比较，具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点，因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器，并已被广泛地应用。在计算机系统中，微程序设计技术是利用软件方法来设计硬件的一门技术。 3.门禁控制器：又称出入管理控制系统(Access Control System) ，它是在传统的门锁基础上发展而来的。门禁控制器就是系统的核心，利用现代的计算机技术和各种识别技术的结合，体现一种智能化的管理手段。 4.电动汽车控制器：电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。 二、电动车控制器工作原理说明 电动车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件，它就象是电动车的大脑，是电动车上重要的部件。电动车就目前来看主要包括电动自行车、电动二轮摩托车、电动三轮车、电动三轮摩托车、电动四轮车、电瓶车等，电动车控制器也因为不同的车型而有不同的性能和特点。 电动车控制器近年来的发展速度之快使人难以想象，操作上越来越“傻瓜”化，而显示则越来越复杂化。比如，车速的控制已经发展到“巡航锁定”、驱动
电磁调速电动机接线图 电磁调速电动机是由滑差离合器和一般异步电动机结合在一起组成的，在规定的范围内，它能实现均匀连续无极调速。 电磁调速控制器：7芯接线(1、2、3、4、5、6、7) 电磁调速电动机：5端子（励磁线圈：F1、F2、测速发电机：U、V、W） 电磁调速控制器1、2接220V电源相线和零线； 3、4(两根粗的）接励磁线圈F1、F2； 5、6、7接电磁调速电机的测速发电机U、V、W 一般异步电动机：U、V、W通过接触器接电源 R 、S、T。
二、使用条件： 1、海拔不超过1000m。 2、周围环境温度；-5℃-+40℃。 3、相对湿度不超过90％(20℃以下时)。 4、振动频率10-15OHz时，其最大振动加速度应不超过0.5g。 5、电网电压幅位波动±10％额定值时、保证额定使用。 6、周围介质没有导电尘埃和能腐蚀金属和破坏绝缘的气体。 三、主要技术数据： 3.1手操普通型(见下表) 型号JDIA-11 JDIA-40 JDIA-90 电源电压-220V ±10％频率50-60Hz 员大输出定额直流90V 3.15A 直流90V 5A 直流90V 8可控制电机功率0.55~11KW 15 ~ 40KW 45 ~ 90KW 测速发电机单相或三相中频电压转速比为≥2V/100min ≤3％ 额定转速时的转速变化 率 稳速精度≤1％ 四、基本工作原理：
从图1方框图可知，控制器由可控硅主回路、给定电路、触发电路、测速负反馈电路等环节组成。 主回路：采用可控硅半波直流电路。由于励磁线圈是一个电感性负载，为了让电流连续，因此在励磁线圈前并联一个续6R 主回路的保护装置：用熔断器(RD)进行短路保护，用压敏电阻1(Rv)进行交流侧浪涌电压保。 给定电路：4w交流电压由变压器副边经BZ01桥式整流，Rl、cl、C2兀型滤波后，以WD2WD1,稳压管加到给定电位器测速负反馈电路：测速发电机三相(或单相)电压经D6×6桥式整流后由C3滤波加到反馈电位器W2二端，此直流电压随化成线性变化，作为速度反馈信号与给定信号相比较，由于它的极性是与给定信号电压相反的，它的增加将减少综合信号(等于给即起书负反锁的作用。使骨差沾实现嵌恒转矩无级调速。
电磁调速电动机控制器 一、电路简介 JD1A-40的电动机调速器，电路如图1所示。所使用的变压器二次只有一个绕组，以二极管D12在图中所处位置水平线以上是调节励磁电流的单向可控硅KZ的触发电路；之下则是触发移相调节控制电路和转速反馈电路等。XP1-XP7是航空插头，一种7芯的接插件，用于连接控制器与AC220V电源、调速电动机的励磁线圈和测速发电机的输出线。 二、电路原理分析 电机调速控制器是通过调节图1中转差离合器励磁线圈的电流来改变电动机转速的，而励磁电流则由单向可控硅KZ进行可控整流控制。KZ的触发电路由三极管V1、光耦IC1等元件组成。这部分电路的直流电源与其它电路不共地，它将电源变压器T的220V与225V之间的电位差经二极管D12整流、电容器C2滤波后供其使用。光耦IC1的①脚接地，即接变压器二次的0端，当其②脚为负电位时，光耦③、④脚内附的光敏三极管导通，三极管V1随之导通，向单向可控硅KZ发出触发信号，KZ导通，电动机转差离合器励磁线圈中有电流流过，其路径是：电源相线L→接插件XP1→开关S→熔断器FU→接插件XP3→励磁线圈→接插件XP4→单向可控硅KZ→接插件XP2→电源零线N。这时我们只要在每个电源周期内准确控制IC1②脚由高电平转换为低电平的时刻，就能调节可控硅KZ的导通角，从而调节励磁电流和电动机的转速。 变压器二次的10V电压经过二极管D11和D10整流、电容器C3和C6滤波、稳压管DW2和DW1稳压，得到+5.1V的V+和-5.1V的V-，作为集成电路LM358的工作电源使用。LM358是双运放电路，其①脚、②脚和③脚内部是一个运放，它的正输入端③脚经电阻R19接地；负输入端②脚接有3路信号：一是由转速调整电位器RP2送来的调速信号；二是测速发电机输出电压经D1~D6整流、再由“反馈量调节”电位器RP3调整后送来的反馈信号；三是输出端①脚经电阻R12、R14、R13送来的负反馈信号，这个负反馈信号使得该运放成为名副其实的反相运算放大器。与此不同的是，由⑤脚、⑥脚、⑦脚内部电路构成的运放因为没有负反馈，所以其放大倍数接近无穷大，实际上已经具有了电压比较器的功能。这个电压比较器正输入端⑤脚经电阻R18接地，负输入端⑥脚接有①脚经电阻R11送来的转速控制信号，以及经电阻R8和R10送来的同步信号，这个同步信号就是半波整流、滤波后的残余纹波。 操作调速电位器RP2，可对受控电动机进行调速。例如，顺时针旋转电位器RP2，相当于图1中RP2的中间头向下移动，②脚电位趋向于负，经运放反相放大后，输出端①脚电位趋向于正；相反情况时，①脚电位趋向于负。
！！电动自行车控制器电路原理分析 目前流行的电动自行车、电动摩托车大都使用直流电机，对直流电机调速的控制器有很多种类。电动车控制器核心是脉宽调制(PWM)器，而一款完善的控制器，还应具有电瓶欠压保护、电机过流保护、刹车断电、电量显示等功能。 电动车控制器以功率大小可分为大功率、中功率、小功率三类。电动自行车使用小功率的，货运三轮车和电摩托要使用中功率和大功率的。从配合电机分，可分为有刷、无刷两大类。关于无刷控制器，受目前的技术和成本制约，损坏率较高。笔者认为，无刷控制器维修应以生产厂商为主。而应用较多的有刷控制器，是完全可以用同类控制器进行直接代换或维修的。 本文分别介绍国内部分具有代表性的电动自行车控制器整机电路，并指出与其他产品的不同之处及其特点。所列电路均是根据实物进行测绘所得，图中元件号为笔者所标。通过介绍具体实例，达到举一反三的目的。 1.有刷控制器实例 (1)山东某牌带电量显示有刷控制器 电路方框图见图1。 1)电路原理 电路原理图见图2所示，该控制器由稳压电源电路、PWM产生电路、电机驱动电路、蓄电池放电指示电路、电机过流及蓄电池过放电保护电路等组成。
稳压电源由V3(TL431)，Q3等元件组成，从36V蓄电池经过串联稳压后得到+12V电压，给控制电路供电，调节VR6可校准+12V电源。 PWM电路以脉宽调制器TL494为核心组成。R3、C4与内部电路产生振荡，频率大约为12kHz。 H是高变低型霍尔速度控制转把，由松开到旋紧时，其输出端可得到4V—1V的电压。该电压加到TL494的②脚，与①脚电压进行比较，在⑧脚得到调宽脉冲。②脚电压越低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分越宽，电机转速越高，电位器VR2用于零速调节，调节VR2使转把松开时电机停转再过一点。 电机驱动电路由Q1、Q2、Q4等元件组成。电机MOTOR为永磁直流有刷电机。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1反相放大驱动VDMOS管Q2。TL494的⑧脚输出的调宽脉冲低电平部分越宽，则Q2导通时间越长，电机转速越高。D1是电机续流二极管，防止Q2击穿。TL494的⑧脚输出低电平时，Q1、D2导通，Q4截止，Q2导通；TL494的⑧脚输出高电平时，Q1、D2截止，Q4导通，迅速将Q2栅极电荷泄放，加速Q2的截止过程，对降低Q2温度有十分重要的作用。 蓄电池放电指示电路由LM324组成四个比较器，12V由R24、VR1、VR4、VR3、VR5、R21分压形成四个不同基准电压分别加到四个比较器的反相端。蓄电池电压经R23和R22分压加到每个比较器的同相端，该电压和蓄电池电压成比例。VA=VB*R22/(R22+R23)。当蓄电池电压不低于38V时，LED1、LED2、LED3均点亮；当电池电压低于38V时，LED3熄灭；当电池电压低于35V时，LED2熄灭；当电池电压低于33V时，LED1熄灭，此时应给电池充电。调节VR1、VR4、VR3可分别设定LED3、LED2、LED1熄灭时的电压。LED4用作电源指示，LED5用作欠压切断控制器输出指示。 蓄电池过放电保护当蓄电池放电到31.5V时.LM324的①脚输出低电平，三极管Q5导通，约5V电压加到TL494的死区控制端④脚.该脚电位≥3.5V，就会迫使TL494内部调宽脉冲输出管截止，从而使三极管Q1、Q2截止，电机停止运转，蓄电池放电停止，进入电池保护状态。此时LED5点亮，指示出该状态。VR5用于设定电池保护点电压。
电磁调速电动机接线图 电磁调速电动机就是由滑差离合器与一般异步电动机结合在一起组成得,在规定得范围内，它能实现均匀连续无极调速。 电磁调速控制器:７芯接线（1、2、3、4、５、6、7） 电磁调速电动机：５端子(励磁线圈：Ｆ1、F2、测速发电机:U、V、W) 电磁调速控制器1、2接２20Ｖ电源相线与零线; ３、4(两根粗得）接励磁线圈F1、Ｆ2； 5、6、7接电磁调速电机得测速发电机U、Ｖ、W 一般异步电动机：U、V、W通过接触器接电源 R 、S、T. ＪDIA型电磁调速电动机控制器就是原机械工业部全国联合(统一)设计产品，用于电磁调速电动机(滑差电机）得调速控制.实现恒转矩无级调速。 一、型号含义: ? 二、使用条件: 1、海拔不超过１00０m。 ２、周围环境温度;—5℃-+40℃。 3、相对湿度不超过90% （20℃以下时）。
4、振动频率1０—1５OHz时,其最大振动加速度应不超过0。５ｇ. 5、电网电压幅位波动±１0%额定值时、保证额定使用.? 6、周围介质没有导电尘埃与能腐蚀金属与破坏绝缘得气体。 三、主要技术数据: ３、1手操普通型(见下表） 型号ＪDIA—11 JDＩＡ—40 ＪDIA—90 电源电压-220V ±10％频率50-60Hz 员大输出定额直流90V 3．15Ａ直流90Ｖ5Ａ直流9０V ８A 可控制电机功率0、55～1１KＷ１5 ~ ４0ＫW 45 ~ 90ＫW 测速发电机单相或三相中频电压转速比为≥2V/1０0miｎ ≤３% 额定转速时得转速变 化率 稳速精度≤1％ 四、基本工作原理： ??从图１方框图可知,控制器由可控硅主回路、给定电路、触发电路、测速负反馈电路等环节组成。?主回路:采用可控硅半波直流电路。由于励磁线圈就是一个电感性负载，为了让电流连续,因此在励磁线圈前并联一个续6R二级管(C2)。 主回路得保护装置：用熔断器（RD）进行短路保护，用压敏电阻1(Rｖ）进行交流侧浪涌电压保。?给定电路：４ｗ交流电
电动车用电机控制器原理 2010-03-02 12:45:20 作者：路西法浏览次数：1415 车用电机控制器近年来的发展速度之快，使人难以想象，操作上越来越“傻瓜”化，而显示则越来越复杂化。比如，车速的控制已经发展到“巡航锁定”；驱动方面，有的同时具有电动性能和助力功能，如果转换到助力状态，借助链条张力测力器，或中轴扭力传感器，只要用脚踏动脚蹬，便可执行助力或确定助力的大小。这期本刊开始给您讲述控制器的知识，让您对控制器有一个更全面的了解。 一、控制器与保护功能 （一）控制器简介 简略地讲控制器是由周边器件和主芯片（或单片机）组成。周边器件是一些功能器件，如执行、采样等，它们是电阻、传感器、桥式开关电路，以及辅助单片机或专用集成电路完成控制过程的器件；单片机也称微控制器，是在一块集成片上把存贮器、有变换信号语言的译码器、锯齿波发生器和脉宽调制功能电路以及能使开关电路功率管导通或截止、通过方波控制功率管的的导通时间以控制电机转速的驱动电路、输入输出端口等集成在一起，而构成的计算机片。这就是电动自行车的智能控制器。它是以“傻瓜”面目出现的高技术产品。 控制器的设计品质、特性、所采用的微处理器的功能、功率开关器件电路及周边器件布局等，直接关系到整车的性能和运行状态，也影响控制器本身性能和效率。不同品质的控制器，用在同一辆车上，配用同一组相同充放电状态的电池，有时也会在续驶能力上显示出较大差别。 （二）控制器的型式
目前，电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近。 有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的PWM控制方法调速，只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别。元器件和电路上的差异，构成了控制器性能上的不大相同。控制器从结构上分两种，我们把它称为分离式和整体式。 1、分离式所谓分离，是指控制器主体和显示部分分离（图4-2 2、图4-23）。后者安装在车把上，控制器主体则隐藏在车体包厢或电动箱内，不露在外面。这种方式使控制器与电源、电机间连线距离缩短，车体外观显得简洁。 2、一体式控制部分与显示部分合为一体，装在一个精致的专用塑料盒子里。盒子安装在车把的正中，盒子的面板上开有数量不等的小孔，孔径4~5mm，外敷透明防水膜。孔内相应位置设有发光二极管以指示车速、电源和电池剩余电量。 （三）控制器的保护功能 保护功能是对控制器中换相功率管、电源免过放电，以及电动机在运行中，因某种故障或误操作而导致的可能引起的损伤等故障出现时，电路根据反馈信号采取的保护措施。电动自行车基本的保护功能和扩展功能如下： 1、制动断电电动自行车车把上两个钳形制动手把均安装有接点开关。当制动时，开关被推押闭合或被断开，而改变了原来的开关状态。这个变化形成信号传送到控制电路中，电路根据预设程序发出指令，立即切断基极驱动电流，使功率截止，停止供电。因而，既保护了功率管本身，又保护了电动机，也防止了电源的浪费。 2、欠压保护这里指的是电源的电压。当放电最后阶段，在负载状态下，电源电压已经接近“放电终止电压”，控制器面板（或仪表显示盘）即显示电量不足，引起骑行者的注意，计划自己的行程。当电源电压已经达到放终时，电压取样电阻将分流信息馈入比较器，保护电路即按预先设定的程序发出指令，切断电流以保护电子器件和电源。
2011年第8期 D 驱动控制rive and co n trol 电动汽车用电机控制器过电流保护方法 61 收稿日期:2011-02-15 电动汽车用电机控制器过电流保护方法 王淑旺,郗世洪,孙纯哲,周 政,桂星星 (合肥工业大学,安徽合肥230009) 摘 要:系统地分析了电机控制器过电流故障产生的原因,建立了基于TM S320LF2407A 的电控平台,搭建了电流的检测、采样、硬件过流保护电路和软件过流保护策略,从而有效地解决了电机控制器过电流故障的保护问题,并且提出了减少过流故障的几点建议。 关键词:电动汽车;电机控制器;过电流保护 中图分类号:T M 33 文献标识码:A 文章编号:1004-7018(2011)08-0061-03 Over-Current Prot ecti o n M et hods of E lectric V ehicle M ot or Controller WANG Shu -w ang,X I Shi -hong,SU N Chun -zhe ,Z HOU Zheng,GUI X ing -xing (H efeiUn iversity of Techno logy ,H e fei 230009,China) Abstract :Th is paper syste m aticall y analyzed the causes o f over-curren t i n m oto r contro ller ,bu ilt the platfo r m o f the electronic contro l based on TM S320LF2407A D SP ,and establis hed the current detection ,samp li ng ,ov er-cu rrent ha rd w are protection circu it and ov er-current so ft w are protec ti on strategy .W ith these ,the system effecti ve l y so lves the prob l e m of over -current i n m otor controll e r ,and proposes som e suggesti ons on how to reduce t he over-current f ault of mo tor contro ller . K ey word s :electr i c vehic l e ;m oto r contro ller ;over-curren t protec tion 0引 言 随着能源危机的日益加剧和环境压力的增加, 电动汽车代替传统的燃油汽车已经成为一个必然的趋势 [1] 。电驱动系统是电动汽车的心脏,是提高电 动汽车的驱动性能、行驶里程及可靠性的根本保证[2] ,电机控制器是电驱动系统的关键部件,在复 杂极限路况下使电机控制器内部的电流、电压值可能达到所设定的值,内部的元器件承受能力有限,尤其是对功率模块的损害巨大,需要对其采取相应的措施。其中过电流故障是电动车电机控制器的常见故障,主要是突变性和峰值性的电流值,该故障的保护在电机控制器中极其重要。 目前电机控制器过电流保护一般可通过延长加速时间和减速时间,减少负载突变,加强绝缘水平,外加能耗制动元件、E MC 滤波器 [3] 。下面从电机控 制器产生过电流的原因、电流值的信号检测、采样、硬件保护电路和软件保护策略角度对该电机控制器进行过电流分析和保护。 1电机控制器过电流故障产生原因 过电流故障是电动车电机控制器的常见故障,主要是突变性和峰值性的电流值,一般表现为: (1)电动汽车电机控制器输出端三相线出现短 路,导致过电流; (2)电动车出现冲击负载或者电动车爬坡出现驱动电机堵转时,导致驱动电机的两相长时间接通,相线电感饱和,导致过电流; (3)电动车急加速(急刹车)时,车子本身负载惯性较大,升速(降速)时间设定太短,电机控制器的工作频率上升太快,同步电机的转速迅速上升(下降),同步电机原来处于转子产生的磁场与定子产生的旋转磁场同步,当出现急加速(急刹车)时,电机的转子转速因惯性较大,转子速度仍处于高速旋转,转子产生的磁场与定子的旋转磁场出现转差过大,导致绕组切割磁感线太快,产生过大的感应电动势,导致产生过电流; (4)电机控制器电源侧缺相、输出侧断线、电动机内部故障引起过电流故障; (5)驱动电机受电磁干扰的影响,漏电流变大,产生轴电流、轴电压,引起电机控制器过电流; (6)电机控制器的控制电路遭到电磁干扰,导致控制信号错误,速度反馈信号丢失或非正常时,也会引起过电流; (7)电机控制器的容量选择与负载特性不匹配,引起电机控制器功能和工作异常,造成过电流;(8)电机控制器参数设定不正确和硬件电路出问题,也导致过电流; (9)短时间内I G B T 电流值变化过大也会导致 过电流;如瞬时断电,电流产生尖峰,导致I GBT 过
电磁调速电动机控制器Last revision on 21 December 2020
电力电子技术 课程设计报告 课题名称: 电磁调速电动机控制器 院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1301 学生姓名：学号： 指导教师：教师职称： 指导教师签字：年月日 1 概述 课题背景 三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。
直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。 国内外发展状况 YCT系列电磁调速电动机目前我国生产的YCT系列电磁调速电动机是全国统一设计的，取代JZT系列电动机的更新产品，是目前我国推广的节能产品之一。 YDCT系列电磁调速电动机是YCT系列电磁调速电动机的派生产品。它用YD系列 4/6极双速三相异步电动机作为拖动电动机，与JZT6、JZT7型换极式调速电动机控制器配套使用、可实现宽范围无级调速，并且随着转速的变化，交流异步电动机能自动进行4极和6极切换。 YCTD系列电磁调速电动机是风机、泵类专用的电磁调速电动机、由于JZT和YCT系列电磁调速电动机的电磁转差离合器均采用实心钢电枢结构，涡流电阻率高，因此转差率大，电动机运行效率较低。近年来，我国根据国外电磁调速电动机的发展趋势和英国教授提出的“低电阻端环电枢”和“电枢分层”理论，在YCT系列基础上，采用低电阻端环技术研制成功了YCTD系列风机、泵类专用电磁调速电动机。该系列产品最高输出转速高达原动机额定转速的95％左右，与YCT系列相比，效率提高10％以上，因而使调速节能和使用效果更加显着。