电动汽车电机控制器测试系统的研究与设计
发布时间：2021-06-07 18:32
电机控制器作为电动汽车的重要零部件,它的性能关乎着整台车的质量。由于电机控制器的设计和生产过程较为复杂,对其进行性能检测也较为复杂,因此设计一套既能降低人工检测成本又能简化测试流程的自动测试系统是十分有必要的。目前市场上的电机控制器测试系统大多结构复杂、不易控制、且存在对不同电压等级控制器适应性不好的问题。为了解决上述问题,本文以检测电机控制器的性能为出发点,以测量转速、转矩、电压、电流、功率、效率为数据源,设计了一款以Lab VIEW语言构建上位机软件监测平台,以硬件电路和C语言程序构建下位机控制信号处理系统,以CAN总线为通信方式,以测试台架为主体的测试系统。本文主要进行了以下工作:首先,参考大量文献,并根据电机控制器的组成和功能,规划了电机控制器测试系统的总体设计。通过对测功机、转速转矩传感器、电机性能分析仪和直流电源的选型,搭建了测试台架。并重点分析了电动汽车的受力情况和测试台的工作模式以及系统的稳定性,对测试系统的稳定工况和不稳定工况做了详细分析。其次,对下位机系统的软硬件进行设计。硬件设计上,采用ST公司的STM32F103VCT6为主控芯片,给出了MCU电路、电源电路、C...
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电动汽车电机控制器
本系统采用交流伺服系统作为加载设备，为负载电机提供可变频率的电源，精确控制其转速和转矩。变频器的进线电压为 380V 交流电，电网频率为 50HZ，变频器将 380V 的交流电转变为 310V 交流电驱动负载电机。负载电机为交流伺服感应电机，交流电机具有转速/转矩特性好、动态响应快、恒转速/恒转矩控制稳定等优点。负载电机的额定功率为 18.5kw，最高转速可达 8000r/min，完全可适应低速车的电机控制器的测试。如图 2-8 为变频器与交流伺服感应电机实物图。根据负载电机的给定源的不同，测试系统分为两种模式：本地模式和远程模式。本地模式时，使用变频器上的开关按钮、电位器旋钮，来调节电机的转速、转矩、转向。远程模式时，使用上位机软件向变频器发送控制指令，实时控制电机的运转。
电动汽车电机控制器测试系统的研究与设计20电机的转速和转矩是体现电机控制器性能的重要参数，而非电量参数的测量需要借助传感器，所以本系统采用杭州威衡科技有限公司提供的WSP型智能转矩转速功率传感器，如图2-9。传感器的工作原理见2.3.1章节。图2-9WSP型智能转矩转速功率传感器转速转矩传感器将测量到的转速和转矩信号通过标准的DB15航空接头输入给电机性能分析仪，经过电机性能分析仪内部单片机的同步采样技术，经过滤波、隔离放大、A/D转换、数字处理等操作，得到转速转矩值，再通过232串口线将转速转矩值传递给上位机显示。电机性能分析仪是转速转矩传感器的配套装置，出自同一家公司。如图2-10，不同信号的采集方式不同，转速信号的有用信息体现在频率上，所以针对转速信号增加了电压跟随器，而转矩信号主要体现在电压的高低上面，所以选用了比较器。图2-10电机性能分析仪结构图如图2-11，本系统采用的直流稳压源是无锡安耐斯电子科技有限公司提供的大功率直流恒压恒流电源JP150335D，为电机控制器提供稳定的直流电源。此电源的输入为380V交流三相电，频率为50HZ，输出直流稳压/稳流电，最大输出电压为150V，最大输出电流为335A，设备总功率为50KW。图2-11大功率直流恒压恒流电源实物图
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析新能源汽车的发展趋势[J]. 程浩. 汽车实用技术. 2019(22)
[2]电动汽车驱动系统的研究现状与发展趋势[J]. 温传新,王培欣,花为. 微电机. 2019(10)
[3]电动汽车CAN总线技术分析[J]. 张永新. 中国新技术新产品. 2019(13)
[4]基于LabView的数据记录及数据库访问技术[J]. 陆晓,包晓敏,饶照明. 湖北民族学院学报(自然科学版). 2019(02)
[5]新能源汽车技术发展现状和趋势分析[J]. 侯涛,徐佳. 时代汽车. 2018(07)
[6]基于LabVIEW的电动车控制器检测平台设计[J]. 徐伟,许文渊,谢启,徐惠钢. 机床与液压. 2017(16)
[7]关于虚拟仪器在测控系统的应用研究[J]. 王源. 电子测试. 2017(06)
[8]一种基于CAN总线的电机测试数据通信系统设计[J]. 赵锦园,王婷婷,马钧华. 机电工程. 2016(09)
[9]汽车尾气对环境污染及改进措施[J]. 徐梦杰,王惜慧. 资源节约与环保. 2016(06)
[10]电动汽车制动过程受力分析[J]. 王静. 南方农机. 2016(05)
硕士论文
[1]新能源汽车电机控制器硬件在环测试系统研究[D]. 李腾飞.北京交通大学 2019
[2]电动汽车工况适应性控制方法研究[D]. 王鹏博.长春工业大学 2019
[3]纯电动汽车用永磁同步电机控制器设计与研究[D]. 涂文怡.华中科技大学 2018
[4]电动汽车PMSM硬件在环系统搭建及其自动化测试系统开发[D]. 曾凡沂.湖南大学 2018
[5]电力测功机系统的上位机软件开发[D]. 王少辉.吉林大学 2017
[6]基于扭矩的纯电动汽车动力总成电控系统设计[D]. 张佳伟.江苏大学 2017
[7]30kW交流电力测功机控制系统的设计与实现[D]. 吴海龙.武汉理工大学 2017
[8]基于STM32F103VCT6的微型PLC的研发与设计[D]. 汤振耀.华东理工大学 2017
[9]纯电动乘用汽车电驱动系统动态测试系统的研究[D]. 杨志军.中北大学 2016
[10]基于交流电力测功机的电动汽车动力系统测试与分析[D]. 卢晨.武汉理工大学 2016
本文编号：3217083
【文章来源】：湖南工业大学湖南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电动汽车电机控制器
本系统采用交流伺服系统作为加载设备，为负载电机提供可变频率的电源，精确控制其转速和转矩。变频器的进线电压为 380V 交流电，电网频率为 50HZ，变频器将 380V 的交流电转变为 310V 交流电驱动负载电机。负载电机为交流伺服感应电机，交流电机具有转速/转矩特性好、动态响应快、恒转速/恒转矩控制稳定等优点。负载电机的额定功率为 18.5kw，最高转速可达 8000r/min，完全可适应低速车的电机控制器的测试。如图 2-8 为变频器与交流伺服感应电机实物图。根据负载电机的给定源的不同，测试系统分为两种模式：本地模式和远程模式。本地模式时，使用变频器上的开关按钮、电位器旋钮，来调节电机的转速、转矩、转向。远程模式时，使用上位机软件向变频器发送控制指令，实时控制电机的运转。
电动汽车电机控制器测试系统的研究与设计20电机的转速和转矩是体现电机控制器性能的重要参数，而非电量参数的测量需要借助传感器，所以本系统采用杭州威衡科技有限公司提供的WSP型智能转矩转速功率传感器，如图2-9。传感器的工作原理见2.3.1章节。图2-9WSP型智能转矩转速功率传感器转速转矩传感器将测量到的转速和转矩信号通过标准的DB15航空接头输入给电机性能分析仪，经过电机性能分析仪内部单片机的同步采样技术，经过滤波、隔离放大、A/D转换、数字处理等操作，得到转速转矩值，再通过232串口线将转速转矩值传递给上位机显示。电机性能分析仪是转速转矩传感器的配套装置，出自同一家公司。如图2-10，不同信号的采集方式不同，转速信号的有用信息体现在频率上，所以针对转速信号增加了电压跟随器，而转矩信号主要体现在电压的高低上面，所以选用了比较器。图2-10电机性能分析仪结构图如图2-11，本系统采用的直流稳压源是无锡安耐斯电子科技有限公司提供的大功率直流恒压恒流电源JP150335D，为电机控制器提供稳定的直流电源。此电源的输入为380V交流三相电，频率为50HZ，输出直流稳压/稳流电，最大输出电压为150V，最大输出电流为335A，设备总功率为50KW。图2-11大功率直流恒压恒流电源实物图
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析新能源汽车的发展趋势[J]. 程浩. 汽车实用技术. 2019(22)
[2]电动汽车驱动系统的研究现状与发展趋势[J]. 温传新,王培欣,花为. 微电机. 2019(10)
[3]电动汽车CAN总线技术分析[J]. 张永新. 中国新技术新产品. 2019(13)
[4]基于LabView的数据记录及数据库访问技术[J]. 陆晓,包晓敏,饶照明. 湖北民族学院学报(自然科学版). 2019(02)
[5]新能源汽车技术发展现状和趋势分析[J]. 侯涛,徐佳. 时代汽车. 2018(07)
[6]基于LabVIEW的电动车控制器检测平台设计[J]. 徐伟,许文渊,谢启,徐惠钢. 机床与液压. 2017(16)
[7]关于虚拟仪器在测控系统的应用研究[J]. 王源. 电子测试. 2017(06)
[8]一种基于CAN总线的电机测试数据通信系统设计[J]. 赵锦园,王婷婷,马钧华. 机电工程. 2016(09)
[9]汽车尾气对环境污染及改进措施[J]. 徐梦杰,王惜慧. 资源节约与环保. 2016(06)
[10]电动汽车制动过程受力分析[J]. 王静. 南方农机. 2016(05)
硕士论文
[1]新能源汽车电机控制器硬件在环测试系统研究[D]. 李腾飞.北京交通大学 2019
[2]电动汽车工况适应性控制方法研究[D]. 王鹏博.长春工业大学 2019
[3]纯电动汽车用永磁同步电机控制器设计与研究[D]. 涂文怡.华中科技大学 2018
[4]电动汽车PMSM硬件在环系统搭建及其自动化测试系统开发[D]. 曾凡沂.湖南大学 2018
[5]电力测功机系统的上位机软件开发[D]. 王少辉.吉林大学 2017
[6]基于扭矩的纯电动汽车动力总成电控系统设计[D]. 张佳伟.江苏大学 2017
[7]30kW交流电力测功机控制系统的设计与实现[D]. 吴海龙.武汉理工大学 2017
[8]基于STM32F103VCT6的微型PLC的研发与设计[D]. 汤振耀.华东理工大学 2017
[9]纯电动乘用汽车电驱动系统动态测试系统的研究[D]. 杨志军.中北大学 2016
[10]基于交流电力测功机的电动汽车动力系统测试与分析[D]. 卢晨.武汉理工大学 2016
本文编号：3217083
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