高功率密度的永磁電機驅動系統技術,其特點是永磁化、數字化和集成化。該系統技術包括高效永磁電機技術、先進永磁電機控制技術和高功率密度變流技術。
高效永磁電機技術特點如下:(1)永磁電機電磁設計采用高精度有限元仿真軟件,面向特定工作區域的高效化設計和針對不同轉矩范圍和轉速范圍的定制化設計,可在設計階段準確預測電機電氣、溫度等方面性能表現;(2)針對電動汽車應用,設計兼顧低速高過載比和高速高弱磁比的系統需求,并保證電機高速故障狀態下供電系統電壓安全;(3)低損耗軟磁材料和高磁能積硬磁材料的高效利用;(4)集成有轉速/位置傳感器的緊湊結構設計。多樣化輸出機械接口和供電接口;(5)低接觸熱阻高換熱率的電機冷卻水套設計。
先進永磁電機控制技術特點如下:(1)擁有TMS320lF2812控制硬件平臺(主控板和驅動板PCB見圖1和圖2,控制器三維圖見圖3);(2)軟件平臺采用數字化矢量控制技術,對電流的勵磁分量和轉矩分量進行解耦,可進行獨立的控制,達到較好的動態響應,適合于各種牽引、推進、伺服等應用場合;(3)在高速弱磁控制方面,可以達到1:8的恒功率區,適合于寬調速范圍的調速系統。
高功率密度變流技術:與傳統的電氣驅動技術不同,高功率密度驅動技術的要求是高性能、高功率密度、高可靠性、低成本、低污染和寬的環境適應性(“四高二低一寬”),適合于電動汽車、家電等領域,可以驅動3kW-200kW的永磁及交流異步電機。
其主要技術包括以下幾方面:(1)新型膜電容與疊層母排一體化設計;(2)高可靠性功率模塊(IGBT&MOSFET)驅動設計;(3)基于DSP的多功能全數字控制電路小型化與EMC技術;(4)高換熱系數的水冷散熱器設計。
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