汽车起动/动电复用装置控制方法及实现的研究

摘要

该文首先简要叙述了目前汽车研究与制造领域尚处在研究阶段的下一代汽车双电源(14/42V)电气系统的概况,并对该电气系统的重要组成部分——汽车发动/发电复用装置(Integrated Starter Alternator,ISA)的研究进展情况作了进一步的介绍.该文提出了一种采用无换向器电机的起动/发电复用装置控制方案,详细介绍了系统各部分的工作原理和实现方法,并据此制作出原理样机初步实现了起动/发电复用装置的基本功能.该文的另一项重要工作是对起动/发电复用装置作起动电机运行时的数学模型及转矩控制方法进行了研究,给出了在起动时获得最大转矩的励磁电流控制算法,并在实验研究中得到验证,同时给出了系统作为发电机运行时输出电压的控制算法.

目录

文摘

英文文摘

第一章起动/发电复用装置的研究背景和现状

1.1 42V汽车电气系统

1.1.1为什么要使用更高的电压

1.1.2 42V汽车电气系统的起源

1.1.3为什么选42V

1.2 42V汽车电气系统的结构

1.3起动/发电复用装置

1.3.1起动/发电复用装置的设想

1.3.1起动/发电复用装置的特点

1.3.3起动/发电复用装置的研究现状

1.3.4电力电子技术对ISA研究的意义

1.4本文的研究内容

第二章起动/发电复用装置的结构原理和实现

2.1起动/发电复用装置的结构

2.1.1发动机的起动过程

2.1.2电机的选择

2.1.3主电路的结构形式

2.1.4主电路开关器件的选择

2.1.5起动/发电复用装置的系统方案

2.1.6起动/发电复用装置的运行特点

2.2转子位置检测器

2.2.1转子位置检测器的作用

2.2.2转子位置检测器的工作原理

2.2.3触发叶轮的设计和霍尔传感器的布置

2.3功率MOSFET的栅极驱动电路

2.4信号的变换

2.4.1转子位置检测信号的变换

2.4.2电机转速信号

2.4.3数字信号的输入输出通道

2.4.4线性光电耦合器件

2.5控制电路

2.5.1控制电路的硬件组成

2.5.2单片机的复位及监控电路

2.5.3串形通讯接口

第三章起动/发电复用装置的控制算法与实现

3.1无换相器电机的数学模型

3.1.1无换相器电机的特点

3.1.2无换相器电机的运行过程

3.1.3无换相器电机的基本关系式

3.2无换相器电机的同步电机分析法

3.2.1无换相器电机的矢量图

3.2.2无换相器电机的电磁转矩

3.3起动/发电复用装置的起动转矩

3.4起动/发电复用装置发电电压的数字调节

第四章起动/发电复用装置的实验研究

4.1实验系统的组成

4.2起动/发电复用装置实验系统的机械特性

4.2.1起动/发电复用装置电磁转矩的测量

4.2.2起动/发电复用装置转矩损耗的测量

4.2.3集成起动/发电实验系统参数的测量

4.2.4起动/发电复用装置的起动特性

4.2.5起动/发电复用装置起动机械特性的温度补偿

4.2.6起动/发电复用装置起动转矩特性的验证

4.3起动/发电复用装置的实验波形及分析

4.3.1转子位置检测器和MOSFET驱动信号波形

4.3.2起动/发电复用装置起动时的波形

4.3.3起动/发电复用装置发电时的波形

4.4起动/发电发电装置一次完整运行的波形

第五章总结

致谢

参考文献