永磁直流电动机传导电磁干扰的建模与仿真

基于电机传导电磁干扰产生机理的分析,建立可对电机传导电磁干扰进行仿真的电路模型,同时考虑了高频段电机绕组分布参数的影响.电流换向过程是电机产生传导干扰的主要原因.通过分析换向过程的等效电路,计算出换向过程中的传导射频发射电压,并提取电机绕组的分布参数,利用等效集总网络来描述分布参数的影响,建立电机传导干扰的仿真模型.利用OrCAD/PSpice软件对实际电机的传导电磁干扰进行了仿真,通过实测和仿真结果的对比验证了模型的正确性.     

电动汽车电机驱动系统传导电磁干扰建模

电磁干扰是当前电动汽车电机驱动系统设计所面临的一大挑战. 为了在系统设计初期验证电磁干扰抑制技术的有效性和可行性,文中提出了一种基于端口阻抗测量的电机驱动系统SPICE等效电路建模方法. 根据系统部件的物理结构,建立了高压屏蔽线缆模型、电机控制器模型和驱动电机模型,通过实验验证模型的精度. 将部件模型组合在一起,构建了完整的电机驱动系统传导电磁干扰预测模型. 依据GB/T 18655-2016《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》和GB/T 36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》进行了系统带载传导电磁干扰仿真和实验,验证模型的准确性.      

电动汽车电机驱动系统的共模电磁干扰

针对电动汽车中存在的电磁兼容问题,深入探讨了干扰车载网络与电器的主要因素——共模传导干扰的产生机理.对电机驱动系统中两个产生电磁干扰的重要环节:发电过程中的整流电路和PWM逆变器建立了共模干扰模型. 对它们产生的共模干扰电流进行了理论计算,并通过对比计算结果和实验结果,验证了模型建立的正确性. 通过对CAN网络的电磁敏感性进行理论和实验分析,证明了电动汽车电机驱动系统产生的电磁干扰已经大大超出CAN网络的电磁兼容能力,并给出了将抗电磁干扰能力更强的下一代车载总线标准FlexRay作为新能源汽车的车载总线的解决方案.      

四轮轮式驱动电动汽车电气系统设计与实现

四轮轮式驱动电动汽车在行驶过程中需对4个轮毂电机进行协调控制,其动力回路电流大、电压高,电机输出功率受行驶工况影响大,因此其安全可靠的电气系统设计至关重要．首先通过电动汽车动力学分析和驱动电机分析,建立了车辆行驶动力学方程,得到车速、电机功率、电机转速、电机扭矩与主电路的负载电流及电压之间的匹配关系;然后计算系统动力回路中继电器、熔断丝和接触器等关键元器件的电气参数,设计了四轮轮式驱动电动汽车的电气系统．研制出的四轮轮式驱动电动汽车经过了城市工况测试,其结果表明,该电气系统能很好地满足四轮轮式驱动电动汽车的电气需求,有效保障电动汽车的运行．     

基于车辆动态负载的开关磁阻电机驱动特性分析

为了研究车辆动态负载高度时变性和随机性对电动汽车用开关磁阻电机驱动系统影响特性并实现电机驱动系统性能评价分析,基于车辆行驶工况动态负载特性,在开关磁阻电机非线性数学模型及车辆动力学模型基础上,分别建立了电动汽车用开关磁阻电机驱动系统及电动汽车动态载荷仿真模型.并根据电动汽车行驶过程中2个典型工况对建立模型进行了实时仿真,得到了开关磁阻电机主要性能参数随车辆动态载荷变化的响应曲线.分析并评价了开关磁阻电机驱动系统在各工况下的动态驱动特性,仿真结果对电动汽车车型设计及改进具有很好的参考价值.     

用于电动汽车电机驱动器的驱动电源分析

从输出电源品质、开关电源变压器的分布电容、电源的抗高频干扰措施以及温度影响等方面详细分析了用于电动汽车电机驱动器的大功率高频智能功率模块(IPM)对驱动电源的特殊要求,提出一种实用的电动汽车电机驱动器的大功率IPM的专用驱动电源,该电源为以UC2843作为控制芯片的单端反激式驱动电源,具有瞬态响应快、稳定性好、输出电压精度高等优点.实验结果证明,该电源能够很好地满足电动汽车电机驱动器的大功率IPM对驱动电源的要求.     

直流有刷电机电磁干扰建模及预测

直流有刷电机作为汽车摇窗中的一个重要的零部件,其产生的电磁干扰容易与其他车载电器产生电磁耦合,给汽车的安全驾驶造成一定的隐患。针对直流有刷电机电磁干扰的建模和预测问题,通过深入研究直流有刷电机换向过程和电机传导干扰系统模型以及电机绕组等效电路模型,建立电源和线路阻抗稳定网络（line impedance stabilization networks, LISN）的等效电路模型,对电机的传导干扰强度进行模型仿真预测,结果较为准确;基于电机辐射干扰测试流程,利用CST软件建立电机辐射干扰的三维模型,将三维模型与二维模型进行联合仿真,利用电流钳测试得到频域上的激励源以及CST仿真得到辐射干扰系统的传递函数,对电机的辐射干扰强度进行模型仿真预测,结果较为准确。     

四轮独立驱动电动汽车仿真平台开发*

设计了轮边电机驱动和线控转向系统的结构,建立了电动汽车的线控转向系统和轮边电机的数学模型。采用Carsim与MATLAB/Simulink软件进行联合仿真,建立了基于线控转向的四轮轮边电机独立驱动的电动汽车整车动力学仿真研究的平台;通过选择典型的New York和开环控制的稳态圆周转向试验工况仿真工况,对所搭建的电动汽车的驱动和转向特性进行了仿真验证。仿真试验结果表明:所搭建的电动汽车动力学仿真平台在两种典型工况下均能较为合理地反映出四轮独立驱动的电动汽车的轮边电机输出转矩和转向系统响应特性,为开展四轮轮边电机独立驱动的电动汽车动力学控制研究奠定了良好的基础。     

路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动分析

为了分析开关磁电机驱动电动汽车振动性能,基于前轮和后轮路面激励的时间相关性,应用滤波白噪声法描述前轮和后轮路面激励,基于线性模型描述开关磁阻电机垂向激励,采用六自由度汽车振动平面系统描述轮毂电机驱动电动汽车振动.在城市行驶工况的B级路面和车速范围内,对路面和开关磁阻电机作用下电动汽车振动性能进行了研究.研究结果表明,在前轮和后轮电机存在同向偏心的情况下,低速对车轮加速度和车轮动载荷影响大,高速对座椅加速度和悬架动挠度影响大.     

基于效率最优的电机-变速器一体化优化匹配

文章参考某款最新开发的电动汽车设计参数,对驱动电机进行了参数设计,并设计了不带离合器的电机-变速器一体化结构;为提高电机平均工作效率,通过综合考虑变速器传动比的选择及其相应的换挡规律对电机工作效率的影响,对变速器传动比进行了优化。通过修改ADVISOR里的相关部件参数建立了仿真模型,并在NEDC循环工况下对优化前、后的模型进行了仿真对比。结果表明,优化后电机平均工作效率提高了2.1%,电动汽车的续驶里程也提高了3.8km。     

变频空调压缩机电机高频参数的提取

为了分析变频空调中压缩机电机对变流器产生的传导电磁干扰(EMI)的传播特性的影响,建立了考虑输入线对地电容的压缩机电机高频等效电路模型。基于电机阻抗频率特性测量和最小二乘法拟合,提取了电机高频参数。仿真分析了各高频参数对传导EMI的影响,确定了绕组中性点对地电容是最灵敏的参数。通过在电机三相输入端和接地线间施加脉冲电压激励,比较了响应电压波形及频谱的仿真和测量结果,对模型进行了验证。结果表明:该电机高频模型及其参数提取方法是有效和准确的。     

基于插入损耗法的噪声源内阻抗建模及误差分析

针对传导电磁干扰滤波器设计中人工电源网络阻抗、噪声源内阻抗、负载阻抗与EMI滤波器的阻抗匹配问题,建立了插入损耗法的误差理论模型及其等效电路.分别分析了串联和并联插入损耗法的测量精度及其系统误差,据此提出了相应的测试条件和测试方法,即当被测阻抗远大于负载阻抗时,采用串联插入损耗法;当被测阻抗远小于负载阻抗时,采用并联插入损耗法;当被测阻抗与负载阻抗相当时,可改变负载阻抗.理论与试验研究表明,该方法在适用范围内能够快速有效地提取EMI噪声源内阻抗,从而实现噪声源与EMI滤波器之间的最大阻抗适配,为EMI滤波器的设计及传导电磁干扰噪声抑制提供理论依据.     

一体化电机系统中传导干扰抑制方法的研究

为了抑制一体化电机系统中的传导干扰，分析了一体化电机系统传导干扰的产生机理及其耦合途径．根据干扰机理、耦合途径及干扰源的分布，分别采取相应的抑制措施．功率器件的电压过冲和电压变化率可以通过缓冲电路来进行抑制．基于传导干扰的耦合途径不同，以变流器为界，前后分别从漏电流和共模电压的角度进行抑制，采用有源滤波来补偿漏电流和消除共模电压．在理论分析的基础上，设计了用于抑制传导干扰的新型滤波器．实验结果证明，增加缓冲电路和滤波器后，一体化电机系统的传导干扰强度明显减弱．     

一体化单斜臂轮边齿形链驱动系统设计

传统分布式驱动方案轮边机构结构复杂、簧下质量大,对车辆平顺性和驱动轮接地性产生不良影响.为解决此问题,提出了一种有效减小非簧载质量的一体化单斜臂轮边齿形链驱动系统,对轮边电机、齿形链传动装置与单斜臂悬架进行一体化结构设计与分析.根据整车的设计要求,确定驱动电机的性能参数和齿形链传动的相关参数,在ADAMS中对单斜臂轮边齿形链驱动系统进行了建模、仿真,并利用ADAMS/Insight对车轮定位参数进行了优化.     

新型多功能岩石破碎试验装置

设计了一种运用冲击动栽与静压组合切削破碎岩石的新型试验装置,分析了该装置的破岩力学参数.该装置具有多种功能,既可进行单一静压切削、冲击破碎和静力侵入岩石的试验,又可进行动、静组合加栽的切削试验,以及单一刀头、多刀头或滚压试验.对平端式PDC、硬质合金刀具在不同载荷施加方式下的花岗岩、砂浆块进行多种破碎试验,结果表明:该试验装置可操作性强,工作参数可控,所得试验数据可靠.     

异步电机功率因数自动控制变频调速系统

推导出异步电动机的功率因数关系式，以这个关系式为依据，把异步电动机的功率因数作为控制对象，组成一新型带有功率因数自动控制变频调速系统，以保证电动机一直处于较高的功率因数下运行，减少无功能量的损耗，从而达到节能的目的。仿真及实验结果证明，当电机处于空载和轻载时，可取得一定的节能效果，但在满载时节能效果不明显。     

一种新型动力吸振式轮边驱动系统仿真分析

针对一种基于电机摆动式动力吸振原理的新型轮边驱动系统,推导其振动力学微分方程,在MATLAB与ADAMS仿真软件中建立三自由度振动模型,进行车身加速度和车轮动载功率谱密度的仿真分析,验证了理论公式及仿真模型的准确性;并以车身加速度与车轮动载为指标,将该系统与一般轮毂电机驱动系统对比研究其改善车辆平顺性和车轮接地性的效果.结果表明,这种新型轮边驱动系统可有效降低车身加速度和车轮动载,从而显著改善车辆平顺性和车轮接地性.     

纯电动汽车驱动电动机系统效率模型的试验

为了在工况变换控制过程中,实现基于电动机系统最佳效率的优化控制,构建了电动机系统效率与转速及转矩之间的关系式.由实车测得的数据,确定了研究工况的范围,在电动机加载试验台上对电动机系统效率特性进行了测试,结果显示被测驱动电动机系统效率η>80%的区域面积占整个测试区域范围的77.1%.基于最小二乘法,对电动机系统效率进行曲面拟合,综合考虑拟合结果的精度及运算工作量,确定采用4次函数构建电动机系统效率模型;利用驱动电动机外特性部分工况点测试结果对模型进行了验证.结果表明:模型计算值与实测值的最大相对误差为3.9%,建立的模型是有效的,该模型能够为在整车控制器中制定基于电动机系统最佳效率的优化控制策略提供依据.     

变负载下直流电机双闭环调速系统建模

针对直流电机双闭环调速系统负载经常发生变化的情况,在适用于恒定负载的直流电机双闭环调速系统简化模型基础上,分析了该模型在变负载情况下其模型参数变化关系,通过直流电机系统驱动电流和电机转动状态建立了直流电机双闭环调速系统动力学模型.通过实测系统转速响应,利用改进遗传算法和曲线拟合进行模型参数辨识,从而得到变负载情况下直流电机双闭环调速系统模型.实验结果表明,模型的动力学响应贴近实际系统,可以很好地代替实际系统进行控制系统设计.