一体化起动/发电机起动控制器设计

设计了一种航空发动机用一体化起动/发电机起动控制器。针对一体化起动/发电机的工作原理及起动过程的特点,分析了一体化起动/发电机的起动控制原理及控制策略。通过控制器软硬件的一体化设计,实现对一体化起动/发电机内部的主发电机和励磁机的协同控制,并简化了起动控制器结构。系统采用DSP及CPLD的最小系统设计,通过对电机转子位置、转速和电压电流实时检测,用单DSP实现主发电机电动工作状态的转速/电流双闭环控制及励磁机动态变励磁控制。给出了主要接口电路设计、原理图及控制软件流程框图,并进行了系统实验验证。实验结果表明,起动控制器能实现一体化起动/发电机在预定负载条件下安全可靠的起动。

一体化起动发电机并联混合动力汽车发动机稳态优化控制与仿真

针对基于发动机效率最优化的传统混合动力汽车发动机稳态优化控制没有考虑动力总成系统其他部件的效率的问题,提出了以混合动力汽车整个动力总成系统能量转换效率最优化为目标的发动机稳态优化控制策略并经仿真验证,在中国乘用车城区瞬态循环下,与传统控制策略相比燃油经济性改善了3.9%。

混合动力汽车用起动发电一体化永磁同步电机控制系统设计与仿真

为实现混合动力汽车用起动发电一体化(Integrated Starter and Generator,ISG)永磁同步电机控制系统的优化设计与精确的仿真分析,提高ISG永磁同步电机控制系统的快速开发能力,提出了一种ISG永磁同步电机控制系统设计新方法。该方法基于定子电流最优控制策略建立控制系统模型,结合有限元法计算的ISG永磁同步电机饱和电感参数特性和功率器件特性,在Simplorer系统仿真平台上开展ISG永磁同步电机及其控制系统设计与仿真。样机的仿真结果与试验结果比较吻合,验证了该设计方法的可信性,并实现了ISG永磁同步电机控制系统的快速开发。

基于神经网络的航空三级式起动发电机简化一体化模型

航空三级式无刷同步起动发电机(简称三级式起发电机)因其可靠性高、发电技术成熟等优势而在多电飞机起动发电一体化技术研究中受到青睐。针对该电机的详细分析与起动控制研究需要准确而又高效的仿真模型。针对三级式起发电机多级结构特点,本文将其励磁系统视为具有非线性传递特性的特殊"电刷滑环系统",并通过BP-神经网络拟合获取其传递特性。以励磁系统神经网络简化模型为基础,将包含多级结构的三级式起发电机简化为传统单级式电励磁同步电机,并建立三级式起发电机简化一体化模型。计算机仿真对比分析结果表明,本文所建立的简化一体化模型具有模型简单、仿真精度高、仿真速度快的优势。

起动/助力/发电一体化新型永磁电机计算机辅助设计

起动/助力/发电一体化系统汽车系统要求电机高效,高功率密度,低脉动转矩。Hal-bach电机是一种新型永磁电机。独特的永磁体结构不仅使其磁极磁场呈正弦分布,而且还可以增加气隙磁通密度,削弱转子轭部磁通密度,这使得在提高电机的功率密度的同时,又可以减小电机的体积,提高电机的效率。首先编写了Halbach电机和普通永磁同步电机设计软件,然后利用ANSYS自带语言编写了两种电机的有限元分析软件,在此基础上对所设计的Halbach电机和普通永磁电机进行了研究。样机实验数据证明Halbach电机在一体化系统中的优越性。

基于开关磁阻电机的车用起动-发电-助力一体化系统研究

针对基于开关磁阻电机的车用起动-发电-助力一体化(ISAD)系统,分析其主要工况(起动,助力,发电)状态下控制策略并给出仿真波形。同时采用TMS320F240型数字信号处理器和EPM7128S型复杂可编程逻辑门阵列构成核心控制器。最后以1kW三相6/4开关磁阻电机为样机完成起动-助力-发电实验,给出了实验波形和分析结论。实验结果表明,该控制器及其控制策略是有效的,基于开关磁阻电机的车用IS-AD系统在工程实践上是可行的。

起动/发电/助力减振一体化系统用开关磁阻电机起动转矩控制研究

分析了ISAD起动的基本原理,建立了ISAD起动的数学模型和基于Simulink环境的SR电机仿真模型。仿真了在不同开关角下的平均转矩,并得出产生反向扭矩的开关角大小,最后对最优开关角下的瞬时转矩进行了分析,得出开关磁阻电机起动电流小、起动转矩大的优点。系统符合汽车起动的要求。

起动/发电一体化电机发展与研究概述

飞机或混合动力汽车的电气控制系统需要起动机来起动发动机以及发电机来给电池充电,这两种电机不仅使控制系统变得更加复杂,而且增加了体积和质量。近年来用于起动发动机并在发动机起动之后进行发电的起动/发电一体化电机得到了越来越广泛的应用。主要介绍了起动/发电一体化电机几种不同类型的电机拓扑。对这些电机的性能和特性进行了分析和比较。介绍了电机的改进设计方法。对起动/发电一体化电机的应用前景和发展趋势进行了展望。

起动/发电一体化的技术现状及发展趋势

一般汽车上采用的起动机和发电机是两个分离的电器装置,它们在各自的位置上分别承担起动和发电的任务.而起动/发电一体化,是一种将起动和发电功能集于一体的电机.具有起动快、转矩大、发电功率高等显著特性.

磁通开关型汽车起动发电一体机的设计与分析

在汽车工业向着节能、环保的方向发展的背景下,分析了传统汽车起动机的不足和国内外起动发电一体化技术的研究现状;然后提出并介绍了新型的磁通开关型ISG的拓扑结构和运行原理,以7.5 k W起动发电一体机的设计为例给出了一种磁通开关型ISG的理论计算设计方法,并利用Ansoft Maxwell对所设计的ISG参数进行了电磁场有限元分析,验证了这种设计方法的可行性;为其他学者设计磁通开关型ISG提供了参考,在今后的研究中,可采用文中给出的理论计算方法确定ISG的结构尺寸和电磁参数,然后再根据应用场合进行优化。

混合动力汽车发动机快速起动瞬态燃烧和碳氢排放

介绍了用于混合动力汽车动力系统的发动机快速起动模拟试验台架系统和相关试验。针对一台进气道喷射式汽油机,模拟起动/发电一体化电机,研究在不同拖动转速下快速起动过程的瞬态特性和排放特性。试验结果表明:发动机在快速起动情况下,瞬态特性突出;随着拖动转速升高,进气歧管压力降低,对应的喷油策略也应随之调整;在发动机起动后的第2到第9循环,容易发生不完全燃烧和失火,并随着拖动转速升高,不完全燃烧程度增加,导致碳氢排放过高。在不同拖动转速下,三效催化剂都不能高效转化碳氢排放,但转化效率存在差异。随着拖动转速升高,催化剂的转化效率先降低后又升高。从优化排放角度来看,在本文试验条件下,快速拖动至1000 r/min起动时,使用催化剂后排放最低。

PFI汽油机快速拖动起动控制策略与碳氢排放

搭建了汽油机起动过程模拟试验平台,对比分析了采用普通起动马达和ISG(起动/发电一体化)电机高转速拖动起动时,汽油机的瞬时转速、气缸压力、燃油补偿系数、进气压力、点火时刻、HC转化效率、排气温度及瞬态HC排放浓度的变化规律。试验结果表明:随着拖动转速升高,进气压力降低,进气量减少,燃油蒸发时间缩短,雾化不充分,缸内发生失火的可能性增加,瞬态排放急剧升高,并与冷却液温度有着对应关系。通过瞬态燃油补偿可以改善汽油机起动后若干工作循环混合气偏稀的情况,降低HC排放。推迟点火,可提高排气温度,但冷机和热机状况下三效催化器转化效率存在较大差异。暖机后,当点火提前角为-10°CA时,三效催化器能在40s内起燃,HC转化率在60s内达到90%左右。

航空三级式起动/发电系统两相励磁机九段式SVPWM调制方法

本文针对基于两相励磁机的航空三级式起动发电系统中的两相逆变电路,提出一种能够降低电流谐波含量的九段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。详细分析了四桥臂两相逆变电路的基本矢量及其特性,开展了不同扇区基本矢量作用时间的计算,并基于基本矢量特性给出了九段式SVPWM调制方式下功率管在各扇区的开关序列。在Matlab/Simulink软件中开展了九段式SVPWM的仿真分析,并针对一台三级式起动/发电机样机进行了实验测试。仿真和实验结果验证了九段式SVPWM调制方法的优势和有效性。

基于开关磁阻电机的车用集成起动交流制动系统研究

针对基于开关磁阻电机的车用集成起动交流制动(ISAD)系统,分析主要工况起动助力发电,提出了各工况状态下的控制策略,并给出仿真波形,同时采用TMS320F240和EPM7128S可编程逻辑装置(CPLD)构成核心控制器,最后以1 kW三相6/4极开关磁阻电机样机完成起动助力发电实验,给出了实验波形和分析结论。实验结果表明,提出的控制器及其控制策略是有效的,其ISAD控制系统在工程实践上是可行的。

起动/发电机的电压跌落补偿技术

随着飞行器和航天器上电能需求的增大,在航空航天电源系统中,一体化起动/发电机(ISG)得到了广泛应用。出于可靠性要求,通常采用不控整流来支撑直流母线。而由于电机电枢阻抗的存在,在负载变动时其供电电压会发生跌落。针对该跌落现象,提出了两种电压补偿方案,分别利用电压源型逆变器和移相全桥DC/DC变换器,分别从交流侧和直流侧对供电电压进行补偿。分析了补偿机理并设计了控制系统,分别对其搭建了实验平台。实验结果验证了两种补偿方法的有效性和供电的可靠性,并对两种方法的特点进行了比较。

HEV（混合动力）汽车故障检修与排除——汽车无法起动故障

混合动力汽车的起动性能与起动方式受到车辆配置的影响,混动汽车一般可分为纯电动起动或者纯电动与起动机由HCU控制选择条件性起动。文章就是解决ISG电机/起动机一体化的控制线路故障。

五相开绕组电机起动阶段电流控制策略研究

基于运载火箭起动/发电一体化系统高可靠性、高功率密度的需求,针对起动时间短、起动负载大的特点,对不增加铜损且使得相电流幅值最小的三次谐波电流注入率的计算方法开展研究。首先,建立五相开绕组永磁同步电机的数学模型,推导三次谐波电流注入率的解析模型。然后,搭建仿真模型,初步验证以相电流幅值最小为目标的三次谐波电流注入率计算结果的正确性。最终,在原理样机上进行了实验,在负载转矩同为40 Nm的情况下,将相电流幅值从31.5 A降到27 A,降低了14.28%。实验结果与仿真结果基本一致,进一步证明了注入率的正确性。

42V电气系统在汽车中的应用研究

对汽车电气系统的发展趋势进行了分析,介绍了42V电气系统的分类及其对能量存储系统的要求,给出了42V电气系统结构的四种可能方案并对其差异进行了简略分析,最后介绍了42V电气系统的核心装置一体化动发电机系统及其研发现状。

商用车48 V混动发动机减压技术研究

混合动力是促进传统内燃机实现节能减排的主要技术手段之一,但混合动力发动机频繁起停会造成零部件摩损大、能耗高、振动剧烈、发动机转速波动大等问题,并会引起起动系统或起动电机可靠性问题。针对某商用车48 V混合动力系统开发了一套减压系统,设计了控制策略,完成了在混合动力系统台架上的试验验证。试验结果表明:该减压系统可以明显降低起停过程发动机振动,停机过程最大降幅约88%,起动过程最大降幅约53%;另外,该系统可明显改善发动机停机过程的转速波动,减小带传动一体化起动/发电机(BSG)起动时的电流波动,并能消除停机时反转现象。

基于涡扇发动机的多电技术研究初步设想

介绍了涡扇多电发动机研究的特征和关键技术,在分析了国内外多电技术研究的基础上,提出了涡扇多电发动机总体方案初步设想和分布式控制系统关键技术研究、验证的发展思路。