发布时间:2024-09-11 19:00:18 人气:
绥化逆变器服务至上
在前不久的成都车展,蔚来创始人李斌的一句“电动车还出单电机就是耍流氓”再一次引爆了业界,不仅在同行中掀起了波澜,还在用户间引起了广泛的争论。有趣的是,这似乎是少有的全民讨论电动汽车动力系统的时候。在以往,人们谈及电动汽车时更关注的往往是续航、价格,而动力这一电动汽车的先天优势,总是会被人们当作“理所应当”。
9月10日,蔚来在南京通过一场名为“探索蔚来电驱动之旅”的Workshop,向我们解释了蔚来为何坚持不耍“流氓”。
动力是汽车的核心
一辆马车的动力总成是马,一辆自行车的动力总成是人,一辆汽车的动力总成则是发动机。可见,对于任何交通工具来说,动力总成都是十分重要的,是它定义了交通工具的本质。
随着社会的进步,虽然汽车被赋予了更多内涵,但这依然不妨碍动力作为汽车的核心。就像市面上的高端车、豪华车,如果它的售价在100万元以上,我们会默认它搭载了V6甚至更高动力水平的发动机。
这就是动力对汽车所起到的“标定”作用:高水平的动力不仅可以为车主带来更优异的驾驶体验,更是一台高端汽车的门面所在。
而创立之初就是豪华品牌的蔚来,深谙此道。
蔚来设计首台量产车时,恰逢特斯拉ModelX面世,当时它的零百加速成绩达到了4.5秒,是一个非常傲人的成绩。但李斌提出,自家的新车总不能比人家已有的车还慢吧?
于是,蔚来ES8的零百加速目标就被定在了4.4秒。
成立XPT,满足自身需求
想法很美好,但蔚来很快遇到了一个棘手问题:市面上没有如此大功率的电机可以让ES8这款两吨多重的车跑到那么快。
抱着“买不到不如自己做”的想法,XPT成立了。
XPT的技术是十分先进的,这是一座有着顶级工艺、高智能化、高自动化的工厂,这在我们这次工厂探索中也深有体会。
这座曾是矿山机械工厂的厂房中,共有两条电机生产线,包括240kW感应电机产线以及160kW同步电机产线。这两条产线的自动化率,基本都达到了95%以上,鲜有工人的身影。
为了满足需求,XPT采用了许多顶级的工艺和设计,例如国内首个量产铜转子技术,将电机的额定功率和扭矩提升了10%左右,并且通过更好的温度控制,延长了电机的使用寿命。
这个工艺非常精细,需要将几十条超薄的铜片插叠在一起,并将误差保持在4微米之内,人工基本不可能。于是蔚来通过6台机器人,将这一工艺实现了全自动化生产,将良品率提高到了99%以上。
当然,这只是诸多技术中的一个例子,XPT将单电机的功率做到240kW,还基于大量的技术创新,例如高性能的减速器(齿轮箱)、全球首创的双三相拓扑结构逆变器、壳体中空液冷设计等等。最终,蔚来ES8得以通过两台240kW的异步电机,达到优于4.4秒的零百成绩。
领先行业的三合一电驱技术
值得一提的是,XPT从创立之初,就直接上马了三合一电驱技术EDS。所谓三合一电驱,就是把过去驱动单元中独立的电机、逆变器、减速器整合在一起,可以大幅度的降低体积和重量,并在传动上具有更高的效率。
三合一技术最早由主机厂主导,之后tier1供应链才开始进入该领域,比如特斯拉、保时捷Taycan都使用了三合一电驱技术。2019年开始,上汽、广汽、吉利等新能源厂商开始采用三合一电驱装车,但最大功率多在150kW。
同一年,蔚来XPT的高性能三合一电驱,就已累计出货4万多台。XPT也因此成为国内高性能电驱动系统市场中的领先者。
虽然XPT生产的电驱系统是国内性能最好的动力总成之一,但实际上目前只有蔚来一家在采购XPT的电驱产品。而其原因,不是XPT不开放,而是国内几乎没有车企需要用到这么大功率的电机。
双电机与“耍流氓”
在秦力洪看来,高端电动车的动力总成至少要满足三个标准:双电机、永磁+感应组合以及不断兼容前沿科技的可能性。
双电机最直接的好处是显而易见的:更强的动力。就像前面提到过的,豪华车与强劲的动力是相辅相成的,动力可以不用,但不能没有。同时,双电机还可以通过前后的布置实现电动四驱,这一点对于北方的车主来说尤为重要。
秦力洪还提到了一个词:“冗余”。
我们知道,L4、L5等高等级的自动驾驶系统对整车的鲁棒性提出了非常高的要求,不仅动力系统,包括转向机构、控制系统等等,都要求冗余设计,即同时搭载两套系统,以在其中某一部件发生失效时,整车可以正常工作以避免意外的发生,就像双引擎的飞机一样。
正是由于这个原因,导致燃油车在实现高等级的自动驾驶时会十分困难,因为燃油车搭载两套动力系统会让整体结构非常复杂,传动问题也难以解决,只能最大限度地提高发动机的可靠性,避免其出现失效的可能。
而电动车则在这方面有着先天优势,因为电动汽车可以很方便地搭载多个电机,并且不会有太高的成本增加。
按秦力洪的说法,电动汽车增加一台电机的成本,在1~2万元之间,最高不超过3万元,即便仅从动力提升的角度来看,这一成本也要远远低于燃油车从4缸发动机升级为6缸发动机。
同时,燃油车中的4缸发动机与6缸发动机之间差异很大,往往需要各自独立开发,而单纯增加一台电动机则基本上不存在额外的研发成本。
可见,纯电动汽车只需增加两三万元的成本,即可让车辆的性能翻番、实现四驱、以及更安全的冗余设计。
这两三万元的成本,对于售价十几二十万元的中低端车型来说固然是有其省去的理由,但高端纯电动车的售价往往都在30万元以上,既然车型已经定位高端了,还不搭载双电机,也难怪李斌会直言“耍流氓”了。
秦力洪:蔚来不卖30万以下的车
一个有趣的事实是,传统汽车市场中有越来越多的豪华品牌开始推出小排量车型,这其中可能是有一部分排量限制的因素,但最大的原因,还是这些品牌想要争夺中端市场,并缩减成本提高利润。
对于这种较为普遍的做法,秦力洪也发表了自己的观点:蔚来不准备进入30万元以下的市场。
实际上,蔚来的平均开票价非常高。秦力洪分享了一个数据:奥迪的平均开票价为40万元左右,而蔚来过去一季度的平均开票价达到了45万元,而销量更高的特斯拉,其开票价的加权平均值仅为30万元左右,蔚来要比特斯拉高了近15万元。
在他看来,较高的售价意味着更高的成本,这直接影响着车辆的产品力以及与其紧密相关的用户体验。蔚来不会为了市场而通过降低用户体验来压缩成本,因为这有悖于蔚来“用户至上”的理念。
或许,蔚来的第四款量产车,其入门款车型售价也要高于30万元。
超越特斯拉?
就在参观工厂前一天,李斌在一次直播中表示“特斯拉很优秀,但并非不可逾越”,舆论一片哗然。是李斌在信口开河吗?秦力洪在本次Workshop上也对此作出了解释。
毋庸置疑,特斯拉是一家很优秀的企业,但他创立于2003年,迄今已有17年的历史。而2014年创立的蔚来,至今也只有6岁而已。即便是将ModelS面世的2012年作为特斯拉的元年,蔚来在同阶段所达成的成绩也要比特斯拉更优秀。
“所以,”秦力洪解释道,“李斌的意思是,基于过往的事实判断,如果继续保持这个势头,蔚来是有可能超过特斯拉的。”
我个人很赞同秦力洪的说法,很多人乐于将蔚来与特斯拉对比,但实际上二者是两家截然不同的公司。与特斯拉的极客精神相比,蔚来的核心从来都是“用户至上,服务至上”,而全方位地保障用户体验,扎实的技术实力是必不可少的。
就像秦力洪在会上说的一样,大家总以为蔚来是个没什么能力的暖男,但其实,在造车领域,恰恰要有实力才能做到真的“暖”。
特斯拉现在如日中天,蔚来能不能实现超越?自然是谁都不敢下判断。但很明显,蔚来独特的企业理念,将是未来与特斯拉相抗衡的最大优势,我们不妨对这场较量充满期待。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
汽车蓄电池十大排名
汽车蓄电池十大排名分别是OPTIMA、博世、瓦尔塔 VARTA、风帆、骆驼汽配 Camel、汤浅 YUASA、纽曼、纽福克斯NFA、正统、杰士。
1、OPTIMA,原装进口卷绕蓄电池,是美国江森旗下的一款以全新卷绕技术设计的车用蓄电池,与传统的铅酸蓄电池结构不同,性能更为优异。是希腊语OPTIMUM的变体。
2丶博世是德国最大的工业企业之一,从事汽车技术、工业技术和消费品及建筑技术的产业,如汽车技术与配件、电动工具、家用电器、包装等大家熟知的业务。1886年罗伯特·博世先生在斯图加特创办公司时,就将公司定位为“精密机械及电气工程的工厂”。总部设在德国南部的博世公司员工人数超过 23 万,遍布 50 多个国家。博世以其创新尖端的产品及系统解决方案闻名于世。博世集团是全球第一大汽车技术供应商,2009 年销售额达到 382亿欧元,其中在中国销售额达到274亿人民币。博世在全球雇员 约275,000名,其中在中国雇员约21,200名。博世汽车技术正在大举进入中国,从而投身于迅猛发展的中国汽车工业。博世集团与中国的业务伙伴关系可以追溯到 1909 年。今天,博世已在中国设立了 11 个独资公司, 9 个合资公司和数个贸易公司及代表处。博世正大力支持中国汽车市场的强劲增长。
3丶VARTA瓦尔塔,现隶属于江森自控,1888年成立于德国哈根,是欧洲最著名的汽车蓄电池品牌。VARTA瓦尔塔自创始以来,秉承其高端质量与前沿科技,提供适合各类车型使用的多种规格顶级蓄电池产品,成为世界各大著名汽车制造商的首选。
4丶风帆股份有限公司(下简称公司)隶属中国船舶重工集团公司。公司前身保定蓄电池厂始建于1958年,是“一五”期间国家156个重点建设项目之一,1992年更名为风帆蓄电池厂,1996年改制为保定风帆集团有限责任公司,2000年6月由中国船舶重工集团公司作为主发起人设立股份公司,注册资本2.18亿元。2004年7月,“风帆股份”A股(600482)在上海证交所挂牌上市,现总股本5.31亿股。2006年2月完成股权分置改革。5丶骆驼集团股份有限公司是一家专业从事先进电池研究、开发、生产、销售的综合性高新技术企业,先进电池涵盖范围如下:铅酸蓄电池,纯铅薄极板电池,动力锂离子电池等。公司产品广泛应用于汽车、农用车、船舶、叉车、高尔夫球车、电动汽车、电动摩托车、电动自行车及工业和各种特殊用途,共计400多个品种与规格。同时公司还经营废旧铅蓄电池回收处理,并生产多种塑胶制品。2011年6月2日,公司成功在上海证券交易所A股主板上市,股票简称“骆驼股份”,股票代码“601311”。
6丶广东汤浅蓄电池有限公司成立于1996年,是株式会社杰士汤浅国际(下称“日本总部”)在中国大陆唯一的生产“YUASA” NP、NPL、UXH、UXL系列阀控式密封铅酸蓄电池的大型生产基地,全面采用日本总部最先进的铅酸蓄电池制造技术,秉承日本总部九十年专业开发、研究、制造铅酸电池的许多技术经验。 公司质量方针 : “生产能够得到顾客信赖与满足的产品” 公司环境方针 : 遵守法规、保护环境、节能降耗 预防污染、全员参与、持续改进 公司职业健康安全方针: 安全第一、预防为主、关注员工 保障健康、遵守法规、持续改进
7丶纽曼数码科技有限公司,是一家集研发、制造、销售、服务为一体的高新技术企业。公司创建以来,坚持并发扬以“两个目标、四剑八和、十字精神”为核心的纽曼企业文化,使公司得以持续、健康、和谐的发展,迅速成长为中国蓄电池行业的旗舰企业。
8丶上海纽福克斯汽车配件有限公司成立于1994年,坐落于上海青浦区,主要经营车载逆变器,车载冰箱,氙气灯等。本公司秉承“顾客至上,锐意进取”的经营理念,坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。
9丶正统的电动车电池质量相对比较好,属于国内二线品牌。相对来说价位比较低,走的是低端路线,走的是高性价比路线,得到众多车主的喜欢。正统目前在天猫设有自己的旗舰店,品牌知名度逐渐提高,销量相当可观
10丶天津杰士电池有限公司成立于1992年,隶属于全国知名的日本GS YUASA集团,秉承日本先进生产技术及百余年蓄电池制造经验,现已成为诸多全球知名汽车厂商的优秀配套商,全国后装市场POP服务点多达20000多家,旗下有GS电池、统力电池、统一电池三大品牌。
2018年,由GS-YUASA集团与天津百利机械装备集团在天津南港工业区共同投资建设的天津杰士电池全新工厂,导入尖端技术和先进设备,预计2025年达到32亿元以上的产值,最终达到含EFB电池产品1,000万只以上(960万KVAH)规模。
吸收式冰箱工作原理及价格
吸收式冰箱可以说是现在很多商业用户都在使用的电器装置之一,尤其是针对各种中高端酒店、旅店等,这样的冰箱为大家提供便利的同时,也能让各位消费者群体在炎热的夏日当中喝到可口凉爽的饮品。那么这类装置的工作原理到底是怎样的呢吸收式冰箱工作原理
吸收式冰箱可以说是高科技时代下的产物,这类设备的先进科技含量高,现阶段有很多中高端酒店都在使用。吸收式冰箱工作原理:系统当中会根据设备所符合的比例,灌入标准的氨、水以及氦气。氨作为设备的制冷剂,而水则是设备的吸收剂,氦气可以帮助两则进行扩散。最终机芯利用热源作为冰箱的原动力,有效推动制冷剂在运行过程当中不断循环,从而帮助这样的冰箱设备达到制冷目的。
吸收式冰箱价格分享
随着现在市面上的吸收式冰箱品牌产品有很多,让越来越多的消费者群体、商家朋友不知道应该作何选择,下面我们就为大家推荐几款口碑不错的吸收式冰箱产品。
推荐产品一:
冰箱冰柜品牌:roshelle
产品型号:BC-98
市场参考价格:450-550元
这个型号的吸收式冰箱不仅具备了小巧轻便的体积,不会占据很大的空间,更加能够满足不同的保鲜需求。独立的微冻室,可以制冷效果足够置放汤圆、水饺等食物,高效压缩机的运行,让形象的制冷效果更加出众快速。
推荐产品二:
冰箱冰柜品牌:Sofee/索菲
产品型号:XC-40
市场参考价格:550-600元
索菲这个型号的吸收式冰箱拥有了自动照明系统,打开冰箱即会自动亮起,并且是国内首创的内藏式制冷,不会占据内部空间,反而能够有效提升使用容积。这款产品的所有原材料都是经过精挑细选的,整体品质非常可靠,可以确保永不内漏的状态,后期清洁以及更换也比较便利,性价比相当高的一款产品。
推荐产品三:
冰箱冰柜品牌:环威
产品型号:WELLWAYXC-40J
市场参考价格:950-980元
吸收式冰箱生产厂家
深圳市华思宝科技有限公司是一家集生产、开发、销售为一体企业,是经国家相关部门批准注册的企业。主营生产迷你电子冰箱、半导体冰箱、汽车冰箱、礼品冰箱、化妆品冷藏箱、保温箱、车载逆变器、汽车充气泵等系列化;公司位于中国广东深圳市深圳市龙华新区观澜石马径社区君新路164号法尔达工业园厂房A、交通便利。深圳市华思宝科技有限公司本着“客户第一,诚信至上”的原则,与多家企业建立了长期的合作关系。热诚欢迎各界朋友前来参观、考察、洽谈业务。
基本信息
主营产品或服务:迷你小冰箱;车载冰箱;汽车冰箱;汽车电动充气泵;车载充气泵;电动充气泵;化妆品冷藏箱;礼品冰箱;钓鱼保温箱;车载逆变器;车载逆变电源;电源转换器;
主营行业:广告促销礼品;电源、点火系统;车载冰箱;胎压计;充气泵;其他汽车小电器;
经营模式:经销批发
注册资本:人民币100.00万
公司成立时间:2014年
公司注册地:广东/深圳
企业类型:一人有限责任公司
法定代表人:杨万国
工商注册号:440307111711244
详细信息
主要销售区域:全国;
主要客户群体:礼品公司全国经销商礼品商
年营业额:人民币101万元/年-200万元/年
服务领域:电子;电器;礼品工艺品;电工;
员工人数:51-100人
年出口额:人民币10万元以下
开户银行:中国工商银行深圳布吉支行
环威的这款型号可以说是一个升级版本,老款已经停产了。而这个新的吸收式冰箱不仅选择了黑纱纹塑料门,更加在制冷效果以及容积上进行了改良,不管是实用性还是美观性都进步了很多。
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PWM波如何产生并控制
控制方法
采样控制理论中有一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.PWM控制技术就是以该结论为理论基础,对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率. PWM控制的基本原理很早就已经提出,但是受电力电子器件发展水平的制约,在上世纪80年代以前一直未能实现.直到进入上世纪80年代,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,PWM控制技术才真正得到应用.随着电力电子技术,微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论,非线性系统控制思想的应用,PWM控制技术获得了空前的发展.到目前为止,已出现了多种PWM控制技术,根据PWM控制技术的特点,到目前为止主要有以下8类方法.
等脉宽PWM法
VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的,其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压.等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的,是PWM法中最为简单的一种.它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化.相对于PAM法,该方法的优点是简化了电路结构,提高了输入端的功率因数,但同时也存在输出电压中除基波外,还包含较大的谐波分量.
随机PWM
在上世纪70年代开始至上世纪80年代初,由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管,载波频率一般不超过5kHz,电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注.为求得改善,随机PWM方法应运而生.其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声(在线性频率坐标系中,各频率能量分布是均匀的),尽管噪音的总分贝数未变,但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱.正因为如此,即使在IGBT已被广泛应用的今天,对于载波频率必须限制在较低频率的场合,随机PWM仍然有其特殊的价值;另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率,随机PWM技术正是提供了一个分析,解决这种问题的全新思路.
SPWM法
SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.该方法的实现有以下几种方案.
等面积法
该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释,用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波,然后计算各脉冲的宽度和间隔,并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.
硬件调制法
硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波,通过对载波的调制得到所期望的PWM波形.通常采用等腰三角波作为载波,当调制信号波为正弦波时,所得到的就是SPWM波形.其实现方法简单,可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路,用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对开关器件的通断进行控制,就可以生成SPWM波.但是,这种模拟电路结构复杂,难以实现精确的控制.
软件生成法
由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM波形变得比较容易,因此,软件生成法也就应运而生.软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法,其有两种基本算法,即自然采样法和规则采样法.
自然采样法
以正弦波为调制波,等腰三角波为载波进行比较,在两个波形的自然交点时刻控制开关器件的通断,这就是自然采样法.其优点是所得SPWM波形最接近正弦波,但由于三角波与正弦波交点有任意性,脉冲中心在一个周期内不等距,从而脉宽表达式是一个超越方程,计算繁琐,难以实时控制.
规则采样法
规则采样法是一种应用较广的工程实用方法,一般采用三角波作为载波.其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波,再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断,从而实现SPWM法.当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的,这种方法称为对称规则采样.当三角波既在其顶点又在底点时刻对正弦波进行采样时,由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽,在一个载波周期(此时为采样周期的两倍)内的位置一般并不对称,这种方法称为非对称规则采样. 规则采样法是对自然采样法的改进,其主要优点就是是计算简单,便于在线实时运算,其中非对称规则采样法因阶数多而更接近正弦.其缺点是直流电压利用率较低,线性控制范围较小. 以上两种方法均只适用于同步调制方式中.
低次谐波消去法
低次谐波消去法是以消去PWM波形中某些主要的低次谐波为目的的方法.其原理是对输出电压波形按傅氏级数展开,表示为u(ωt)=ansinnωt,首先确定基波分量a1的值,再令两个不同的an=0,就可以建立三个方程,联立求解得a1,a2及a3,这样就可以消去两个频率的谐波. 该方法虽然可以很好地消除所指定的低次谐波,但是,剩余未消去的较低次谐波的幅值可能会相当大,而且同样存在计算复杂的缺点.该方法同样只适用于同步调制方式中.
梯形波与三角波比较法
前面所介绍的各种方法主要是以输出波形尽量接近正弦波为目的,从而忽视了直流电压的利用率,如SPWM法,其直流电压利用率仅为86.6%.因此,为了提高直流电压利用率,提出了一种新的方法--梯形波与三角波比较法.该方法是采用梯形波作为调制信号,三角波为载波,且使两波幅值相等,以两波的交点时刻控制开关器件的通断实现PWM控制. 由于当梯形波幅值和三角波幅值相等时,其所含的基波分量幅值已超过了三角波幅值,从而可以有效地提高直流电压利用率.但由于梯形波本身含有低次谐波,所以输出波形中含有5次,7次等低次谐波.
线电压控制PWM
前面所介绍的各种PWM控制方法用于三相逆变电路时,都是对三相输出相电压分别进行控制的,使其输出接近正弦波,但是,对于像三相异步电动机这样的三相无中线对称负载,逆变器输出不必追求相电压接近正弦,而可着眼于使线电压趋于正弦.因此,提出了线电压控制PWM,主要有以下两种方法.
马鞍形波与三角波比较法
马鞍形波与三角波比较法也就是谐波注入PWM方式(HIPWM),其原理是在正弦波中加入一定比例的三次谐波,调制信号便呈现出马鞍形,而且幅值明显降低,于是在调制信号的幅值不超过载波幅值的情况下,可以使基波幅值超过三角波幅值,提高了直流电压利用率.在三相无中线系统中,由于三次谐波电流无通路,所以三个线电压和线电流中均不含三次谐波[4]. 除了可以注入三次谐波以外,还可以注入其他3倍频于正弦波信号的其他波形,这些信号都不会影响线 电压.这是因为,经过PWM调制后逆变电路输出的相电压也必然包含相应的3倍频于正弦波信号的谐波,但在合成线电压时,各相电压中的这些谐波将互相抵消,从而使线电压仍为正弦波.
单元脉宽调制法
因为,三相对称线电压有Uuv+Uvw+Uwu=0的关系,所以,某一线电压任何时刻都等于另外两个线电压负值之和.现在把一个周期等分为6个区间,每区间60°,对于某一线电压例如Uuv,半个周期两边60°区间用Uuv本身表示,中间60°区间用-(Uvw+Uwu)表示,当将Uvw和Uwu作同样处理时,就可以得到三相线电压波形只有半周内两边60°区间的两种波形形状,并且有正有负.把这样的电压波形作为脉宽调制的参考信号,载波仍用三角波,并把各区间的曲线用直线近似(实践表明,这样做引起的误差不大,完全可行),就可以得到线电压的脉冲波形,该波形是完全对称,且规律性很强,负半周是正半周相应脉冲列的反相,因此,只要半个周期两边60°区间的脉冲列一经确定,线电压的调制脉冲波形就唯一地确定了.这个脉冲并不是开关器件的驱动脉冲信号,但由于已知三相线电压的脉冲工作模式,就可以确定开关器件的驱动脉冲信号了. 该方法不仅能抑制较多的低次谐波,还可减小开关损耗和加宽线性控制区,同时还能带来用微机控制的方便,但该方法只适用于异步电动机,应用范围较小.
电流控制PWM
电流控制PWM的基本思想是把希望输出的电流波形作为指令信号,把实际的电流波形作为反馈信号,通过两者瞬时值的比较来决定各开关器件的通断,使实际输出随指令信号的改变而改变.其实现方案主要有以下3种.
滞环比较法
这是一种带反馈的PWM控制方式,即每相电流反馈回来与电流给定值经滞环比较器,得出相应桥臂开关器件的开关状态,使得实际电流跟踪给定电流的变化.该方法的优点是电路简单,动态性能好,输出电压不含特定频率的谐波分量.其缺点是开关频率不固定造成较为严重的噪音,和其他方法相比,在同一开关频率下输出电流中所含的谐波较多.
三角波比较法
该方法与SPWM法中的三角波比较方式不同,这里是把指令电流与实际输出电流进行比较,求出偏差电流,通过放大器放大后再和三角波进行比较,产生PWM波.此时开关频率一定,因而克服了滞环比较法频率不固定的缺点.但是,这种方式电流响应不如滞环比较法快.
预测电流控制法
预测电流控制是在每个调节周期开始时,根据实际电流误差,负载参数及其它负载变量,来预测电流误差矢量趋势,因此,下一个调节周期由PWM产生的电压矢量必将减小所预测的误差.该方法的优点是,若给调节器除误差外更多的信息,则可获得比较快速,准确的响应.目前,这类调节器的局限性是响应速度及过程模型系数参数的准确性.
空间电压矢量控制PWM
空间电压矢量控制PWM(SVPWM)也叫磁通正弦PWM法.它以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通,由它们的比较结果决定逆变器的开关,形成PWM波形.此法从电动机的角度出发,把逆变器和电机看作一个整体,以内切多边形逼近圆的方式进行控制,使电机获得幅值恒定的圆形磁场(正弦磁通). 具体方法又分为磁通开环式和磁通闭环式.磁通开环法用两个非零矢量和一个零矢量合成一个等效的电压矢量,若采样时间足够小,可合成任意电压矢量.此法输出电压比正弦波调制时提高15%,谐波电流有效值之和接近最小.磁通闭环式引 入磁通反馈,控制磁通的大小和变化的速度.在比较估算磁通和给定磁通后,根据误差决定产生下一个电压矢量,形成PWM波形.这种方法克服了磁通开环法的不足,解决了电机低速时,定子电阻影响大的问题,减小了电机的脉动和噪音.但由于未引入转矩的调节,系统性能没有得到根本性的改善.
矢量控制PWM
矢量控制也称磁场定向控制,其原理是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia,Ib及Ic,通过三相/二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1及Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1及It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿对直流电动机的控制方法,实现对交流电动机的控制.其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制.通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制. 但是,由于转子磁链难以准确观测,以及矢量变换的复杂性,使得实际控制效果往往难以达到理论分析的效果,这是矢量控制技术在实践上的不足.此外.它必须直接或间接地得到转子磁链在空间上的位置才能实现定子电流解耦控制,在这种矢量控制系统中需要配置转子位置或速度传感器,这显然给许多应用场合带来不便.
直接转矩控制PWM
1985年德国鲁尔大学Depenbrock教授首先提出直接转矩控制理论(Direct Torque Control简称DTC).直接转矩控制与矢量控制不同,它不是通过控制电流,磁链等量来间接控制转矩,而是把转矩直接作为被控量来控制,它也不需要解耦电机模型,而是在静止的坐标系中计算电机磁通和转矩的实际值,然后,经磁链和转矩的Band-Band控制产生PWM信号对逆变器的开关状态进行最佳控制,从而在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,能方便地实现无速度传感器化,有很快的转矩响应速度和很高的速度及转矩控制精度,并以新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的动静态性能得到了迅速发展. 但直接转矩控制也存在缺点,如逆变器开关频率的提高有限制.
非线性控制PWM
单周控制法[7]又称积分复位控制(Integration Reset Control,简称IRC),是一种新型非线性控制技术,其基本思想是控制开关占空比,在每个周期使开关变量的平均值与控制参考电压相等或成一定比例.该技术同时具有调制和控制的双重性,通过复位开关,积分器,触发电路,比较器达到跟踪指令信号的目的.单周控制器由控制器,比较器,积分器及时钟组成,其中控制器可以是RS触发器,其控制原理如图1所示.图中K可以是任何物理开关,也可是其它可转化为开关变量形式的抽象信号. 单周控制在控制电路中不需要误差综合,它能在一个周期内自动消除稳态,瞬态误差,使前一周期的误差不会带到下一周期.虽然硬件电路较复杂,但其克服了传统的PWM控制方法的不足,适用于各种脉宽调制软开关逆变器,具有反应快,开关频率恒定,鲁棒性强等优点,此外,单周控制还能优化系统响应,减小畸变和抑制电源干扰,是一种很有前途的控制方法.
谐振软开关PWM
传统的PWM逆变电路中,电力电子开关器件硬开关的工作方式,大的开关电压电流应力以及高的du/dt和di/dt限制了开关器件工作频率的提高,而高频化是电力电子主要发展趋势之一,它能使变换器体积减小,重量减轻,成本下降,性能提高,特别当开关频率在18kHz以上时,噪声将已超过人类听觉范围,使无噪声传动系统成为可能. 谐振软开关PWM的基本思想是在常规PWM变换器拓扑的基础上,附加一个谐振网络,谐振网络一般由谐振电感,谐振电容和功率开关组成.开关转换时,谐振网络工作使电力电子器件在开关点上实现软开关过程,谐振过程极短,基本不影响PWM技术的实现.从而既保持了PWM技术的特点,又实现了软开关技术.但由于谐振网络在电路中的存在必然会产生谐振损耗,并使电路受固有问题的影响,从而限制了该方法的应用。
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