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电动汽车永磁同步驱动电机控制器用变权重叠加型过调制方法

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汽车工程 2022年第11期44卷 1725-1734,1754页

作者：林程蒋雄威庄兴明刘焕然邢济垒高帅北京理工大学机械与车辆学院北京100081 北京华锋新能源技术研究院有限公司北京100081

电动汽车驱动电机控制器中使用过调制方法能提升电机驱动系统最大输出功率,增强高转速区域的转矩输出能力和转速调节能力,然而传统过调制方法在过调制Ⅱ区存在电压突变的问题,导致电机驱动系统输出转矩抖动较大,影响整车动力性能和NVH... 详细信息

电动汽车驱动电机控制器中使用过调制方法能提升电机驱动系统最大输出功率,增强高转速区域的转矩输出能力和转速调节能力,然而传统过调制方法在过调制Ⅱ区存在电压突变的问题,导致电机驱动系统输出转矩抖动较大,影响整车动力性能和NVH性能。针对这一问题,本文提出一种变权重叠加型过调制方法。该方法通过将参考电压的相位角引入叠加权重因子的计算中,消除了传统过调制方法中存在的电压突变,降低了谐波畸变率。仿真和试验结果表明,该方法能提升驱动电机控制的电流稳定性,减小电机驱动系统输出转矩的抖动,使电动汽车电机驱动系统高转速区域内能输出最大转矩和最大转速。

关键词：电动汽车电机控制器空间矢量脉宽调制过调制谐波畸变率

电机控制器IGBT模块散热特性与温度均衡控制策略研究

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重庆工商大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨述松张健肖康李健杨滨源重庆青山工业有限责任公司重庆工商大学机械工程学院

目的电机控制器IGBT模块温度分布的均衡性对系统可靠性和稳定性有重要影响。但是，电机控制器结构紧凑，空间狭小，传统的温度均衡性控制方法和策略应用受到了极大的限制。因此，通过改变散热器的结构布局，探讨提高热源温度均衡性的... 详细信息

目的电机控制器IGBT模块温度分布的均衡性对系统可靠性和稳定性有重要影响。但是，电机控制器结构紧凑，空间狭小，传统的温度均衡性控制方法和策略应用受到了极大的限制。因此，通过改变散热器的结构布局，探讨提高热源温度均衡性的控制方法。方法利用数值仿真方法分别对散热系统的传统结构、Ⅰ型结构和Ⅱ型结构进行了热固耦合分析，对比分析了三种结构对IGBT热源最高温度、温度差及其温度分布均衡性的影响，并讨论了在冷却液不同流量条件下，三种结构中IGBT热源的温度分布特性。结果研究表明冷却液的流量为2L/min时，相对于传统结构，Ⅰ型结构和Ⅱ型结构的最大温度差分别下降59.52%和64.29%，随着冷却液流量的增大，Ⅰ型结构和Ⅱ型结构对热源温差控制优势逐渐减弱，但仍优于传统结构。结论通过对比分析，Ⅰ型结构中热源温度分布均衡性最好，传统结构中热源温度分布均衡性最差。冷却液流量的变化，对传统结构中温度分布均衡性的影响较大。随着冷却液流量的增加，传统结构热源平均温度最低，Ⅱ型结构的平均温度最高，同时三种结构热源的平均温度逐渐减低，而且不同结构之间的差值逐渐减小。

关键词：新能源汽车电机控制器 IGBT 温度均衡性仿真分析

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电机控制器散热结构及热仿真分析

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第6期 0013-0016页

作者：贾鹏李茜茜成海全天津松正智能装备有限责任公司天津300300

电机控制器在工作过程中会产生大量的热,能够快速高效地散热对控制器的稳定性、安全性及寿命具有决定性作用。本研究旨在通过优化电机控制器的散热结构,达到提高其散热效率并使其温度较为均匀分布的目的。首先通过有限元分析对电机控制... 详细信息

电机控制器在工作过程中会产生大量的热,能够快速高效地散热对控制器的稳定性、安全性及寿命具有决定性作用。本研究旨在通过优化电机控制器的散热结构,达到提高其散热效率并使其温度较为均匀分布的目的。首先通过有限元分析对电机控制器进行散热仿真,得到其温升结果及其温度分布。仿真结果发现控制器的散热效率较低,存在温度分布不均匀的情况。为了解决这个问题,对控制器散热结构及其尺寸进行优化,该结构以尽可能地增加散热表面积,从而提高散热效率。结果表明,新的散热结构可以有效提高电机控制器的散热效率并使其温度分布得更加合理。结合优化的散热结构和热仿真技术,我们可以提高电机控制器的散热效率,从而保证电机控制器的稳定性和延长其寿命。本研究的结果对电机控制器的设计和制造具有一定的参考价值。

关键词：电机控制器散热结构热仿真分析有限元分析散热效率

基于FMEA和DFTA的电机控制器可靠性评估

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航空动力学报 2024年

作者：董慧芬谢辉徐海中国民用航空局沈阳航空器适航省定中心中国民航大学电子信息与自动化学院中国民航大学天津市航空装备安全性与适航技术创新中心

电机控制器作为电动航空器动力装置的重要组成部分，其可靠性与航空器的飞行安全息息相关。为了提高对控制器可靠性的评估的准确性，提出一种基于失效模式及其影响分析和动态故障树分析的电机控制器可靠性分析方法，在关注控制器故障模... 详细信息

电机控制器作为电动航空器动力装置的重要组成部分，其可靠性与航空器的飞行安全息息相关。为了提高对控制器可靠性的评估的准确性，提出一种基于失效模式及其影响分析和动态故障树分析的电机控制器可靠性分析方法，在关注控制器故障模式的同时也对其动态特性进行分析，尽可能全面地评估控制器可靠性。以某四旋翼电动垂直起降航空器电推进系统的电机控制器为分析案例，结合电机控制器拓扑结构分析其故障模式并计算可靠性数据，验证了该方法的可行性和有效性，为电动航空器电机控制器的可靠性评估提供了一种可参考的方法。

关键词：电机控制器可靠性失效模式及其影响分析动态故障树电推进

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面向电机模拟器的永磁同步电机模型研究

电机与控制学报 2021年第10期25卷 78-88页

作者：徐保荣王家慧梁秀李琪王大方 32184部队北京100072 哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院山东威海264209

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电... 详细信息

为提高电机模拟器对实际电机的模拟精度,针对磁饱和、交叉耦合效应和转子磁场谐波3个电机磁特性以及损耗、温升两个电机热特性因素分析永磁同步电机电磁参数变化规律,建立了能够同时体现永磁同步电机磁特性和热特性的变参数磁热耦合电机模型,对比了定参数建模电机模拟器、变参数建模电机模拟器与实际永磁同步电机三者的输出端口特性。根据仿真结果,所用定离散周期的电机离散模型具备良好的模拟精度,电机模拟器电流跟踪算法能够对电机模型输出指令电流进行快速跟踪。实验结果表明,基于所设计变参数建模的电机模拟器相较于实际电机端口特性模拟精度高,且准确性高于基于定参数建模的电机模拟器。变参数建模是高精度电机模拟器发展的正确方向。

关键词：永磁同步电机电机模拟器定参数建模变参数建模电机控制器模拟精度磁热耦合

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电机控制器硬件在环测试平台开发及应用研究

电机控制器硬件在环测试平台开发及应用研究

作者：张璐内蒙古科技大学

学位级别：硕士

电机控制器是新能源汽车的重要组成部分,随着电机控制器研发水平的不断提升和相关技术的快速发展,对电机控制器测试技术的要求也越来越高,传统的测试方法因手写代码和测试效率等方面的不足已不能满足目前的测试需求。为了满足测试的复... 详细信息

电机控制器是新能源汽车的重要组成部分,随着电机控制器研发水平的不断提升和相关技术的快速发展,对电机控制器测试技术的要求也越来越高,传统的测试方法因手写代码和测试效率等方面的不足已不能满足目前的测试需求。为了满足测试的复杂要求并有效节约时间、降低人力成本,电机控制器硬件在环测试平台便应运而生。利用该测试平台可以大大提高测试效率,降低测试的难度,故对电机控制器硬件在环测试平台进行研究具有重要的理论和现实意义。本文提出了基于半实物仿真器的电动或混合动力汽车电机控制单元算法虚拟测试环境的设计方法,建立了永磁同步电机硬件在环仿真模型,包含高精度电机模型、电压传感器模型、电流传感器模型、位置传感器模型及逆变器模型,可以方便、高效地开发电机控制算法。通过在Simulink上搭建永磁同步电机矢量控制算法模型和故障诊断算法模型,并将代码一键下载到DSP控制板中,然后在基于FPGA的半实物仿真平台上搭建逆变器和永磁同步电机模型,通过连接DSP控制板对故障控制算法进行测试。搭建的硬件在环测试平台包括上位机和下位机两部分,下位机采用NI公司的硬件平台,上位机采用Veristand软件实现。将电机、逆变器及传感器模型运行在FPGA里,永磁同步电机模型既可以是该仿真平台中的电机模型,也可以是基于d-q变换的PMSM模型,也可以是基于有限元分析的PMSM模型。在HIL仿真器上开发了测试用例并进行了试验测试,实时仿真测试包含通信功能验证、控制功能测试和故障注入测试,试验结果验证了HIL的可靠性及电机控制器控制算法及故障诊断算法的可行性。

关键词：永磁同步电机电机控制器硬件在环测试故障诊断 DSP

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电机控制器中的CMOS电路节能设计与实现

现代电子技术 2017年第18期40卷 177-180页

作者：李翠翠武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 柳州铁道职业技术学院电子工程系广西柳州545616

为了提高电机控制器的输出功率增益,增强电机的节能性和控制稳定性,提出基于CMOS数字集成电路进行电机控制器的节能电路优化设计方案。电机控制器的电路设计主要由交流放大电路、滤波电路、电压温漂抑制电路和微调电路等模块组成,采用C... 详细信息

为了提高电机控制器的输出功率增益,增强电机的节能性和控制稳定性,提出基于CMOS数字集成电路进行电机控制器的节能电路优化设计方案。电机控制器的电路设计主要由交流放大电路、滤波电路、电压温漂抑制电路和微调电路等模块组成,采用CMOS电压控制放大器作为核心器件,提高电机控制器输出基准的稳定性。通过电路模块化分析和集成化设计,实现电机控制器优化设计。电路测试结果表明,设计的电机控制器具有较高的输出增益,电机输出效率得到提高。

关键词：电机控制器 CMOS 放大器节能设计输出功率增益

TPAK SiC车用电机控制器功率单元的并联均流设计与实现

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半导体技术 2023年第9期48卷 755-763页

作者：张泽谭会生戴小平张驾祥严舒琪湖南工业大学轨道交通学院湖南株洲412007 广东省大湾区集成电路与系统应用研究院广州510535

SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为车用电机控制器功率单元的核心器件,其并联不均流问题是影响电机控制器安全稳定运行的关键因素。对于热增强塑料封装(TPAK)SiC MOSFET功率模块实际应用中的不均流问题,首先通过理论推导... 详细信息

SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)作为车用电机控制器功率单元的核心器件,其并联不均流问题是影响电机控制器安全稳定运行的关键因素。对于热增强塑料封装(TPAK)SiC MOSFET功率模块实际应用中的不均流问题,首先通过理论推导和仿真,对影响SiC并联均流的器件参数、功率回路参数、驱动回路参数进行了全面的分析总结。然后结合仿真结果对电机控制器进行均流优化设计,其中包括对TPAK SiC MOSFET进行测试、筛选和分析,减小器件参数分散性的影响;基于器件开关特性,对功率模块的驱动回路采用单驱动器多推挽结构,减小驱动回路对并联均流的影响;设计了一种叠层母排结构,在ANSYS Q3D中提取到功率回路寄生电感为9.649 nH,采用ANSYS Q3D和Simplorer进行联合双脉冲仿真,电流不均衡度小于3%。最后,进行了电机控制器样机的试制及测试,实际测试结果表明电流不均衡度小于5%,验证了在车用电机控制器应用中TPAK SiC MOSFET模块均流设计的可行性。

关键词：热增强塑料封装(TPAK) SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET) 电机控制器寄生参数并联均流

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电机控制器电流校准及老化一体设备的开发

电机控制器电流校准及老化一体设备的开发

作者：刘豪吉林大学

学位级别：硕士

2018年3月,第十三届全国人民代表大会和中国人民政府协商会议在北京召开。李克强总理在《政府工作报告》中指出:“加快制造强国建设,推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展。实施重大短板装备专项工... 详细信息

2018年3月,第十三届全国人民代表大会和中国人民政府协商会议在北京召开。李克强总理在《政府工作报告》中指出:“加快制造强国建设,推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展。实施重大短板装备专项工程,发展工业互联网平台,创建‘中国制造2025’示范区。同时,要推进消费升级,发展消费新业态新模式,将新能源汽车车辆购置税优惠政策再延长三年”。这是《政府工作报告》连续第11年提到新能源汽车的相关问题。显然,在今年的全国“两会”上,作为关系到环境生态、社会民生以及生产制造等多方面的新能源汽车产业毫无疑问成为了代表委员们讨论的重要领域。新能源汽车不仅顺应了“绿色节能,低碳生活”的环保主题,而且和传统车辆相比,它在燃料、保养成本上均有明显优势,未来随着充电、维护等资源设备逐步完善,新能源汽车的运营优势将更加明显。电机控制器是新能源汽车的核心部件之一,它通过调节出合适的电流来实现电机的高精度控制,所以精确的电流测量对电机的高性能控制非常重要,它很大程度上决定了新能源汽车的性能。另外,电机控制器作为汽车领域的电子产品,对其成品进行老化筛选也保障了电动汽车的高效、可靠和安全运行。因此,在电机控制器产品的研发与生产中,开发电机控制器电流校准及老化筛选设备显得尤为重要。本文正是基于电机控制器产品的电流校准和老化筛选的需求而开发出了相应的一体设备。首先,对精确的电流采集在电机控制系统中的作用进行了描述,并结合霍尔电流传感器的原理,对采集电流的误差进行了分析,说明了对其进行电流校准的必要性,还介绍了电流校准的原理和方法。其次,对电子产品的安全质量保证体系和早期失效进行了介绍,说明了电机控制器作为汽车领域中典型的电子产品必须进行老化筛选,文中对老化筛选的方法和原理进行了详细介绍。最后,本文对基于电机控制器的电流校准和老化筛选功能开发出的一体设备进行了硬件和模型的介绍,还介绍了一体设备在实际操作中的应用。

关键词：电机控制器电流校准霍尔电流传感器老化筛选早期失效