助力电机（精选四篇）
助力电机 篇1
电控液压助力转向系统采用无刷直流电机代替发动机直接驱动转向油泵供油, 再通过控制转阀的面积, 控制转向助力缸的液压油的压力, 进而调节系统的助力。当电子控制单元 (ECU) 接收转向盘转矩和车速两个信号信号后, 按照第二章设计的助力特性曲线的助力算法, 来确定电机的目标转速, 进而通过电机的转速、电流双闭环PID控制器系统调节电机的输出转矩, 从而进一步确定目标转矩。
2 PID控制器的算法
经典的PID控制器在生产工程中是最常用、最简单的控制方法, 系统由被控对象和模拟PID控制器组成, 其控制原理是将目标偏差的比例 (P) 、微分 (D) 和积分 (I) 通过线性组合运算构成目标控制信号, 然后通过现场的反复试验和调试, 使系统满足课题的设计指标。由于PID控制器不考虑实际模型性能的变化, 所以不必要算出被控对象的准备的数学模型, 因此本课题中采用PID控制器实施控制电机转速的大小。
如图1所示为经典的PID控制原理图。PID控制原理简单、实现方便、鲁棒稳定性强、技术成熟、适用范围广, 并且PID控制器的转速和电流的反馈控制可以保证被控对象的准备精度, 通过被控对象的当前实际值和理论值的比较, 把二者的偏差输入到控制系统, 重新得到一个新的控制量, 从而减小了被控对象的控制误差。但是PID控制器存在一个很大的缺点:控制器的比例、积分、微分参数需要反复不断的进行试验调节, 而且在很大程度上依据经验值, 很难确定。
PID控制器的系统输入值rin (t) 与实际输出值yout (t) 在t时刻的偏差值可以表示为:
在模拟控制系统中, 其控制原理可以表示为:
PID控制器的传递函数的可以表示为:
式中:kp-比例系数;
T2-微分时间系数
T1-积分时间系数;
当确定好控制对象的数学模型后, 然后确定好比例参数Kp、积分参数Ki、微分参数Kd, PID控制器就可以立即对控制对象进行精确的控制。确定PID控制器三个参数的方法包括:临界灵敏度法、Ziegler-Nichols经验公式法、基于增益优化的整定法、性能指标设定法、基于总和时间常数的整定法、ISTE最优设定法等。其中普遍采用Ziegler-Nichols经验公式法。
Ziegler-Nichols经验公式法确定PID控制器三个参数的方法:首先假设微分Kd=0, 然后通过改变比列参数Kp直到系统开始振荡, 并且记录下次临界状态的Kp值是Kcr, 其振荡周期是Tcr。
3 无刷直流电机的控制
本文中转速作外环、电流作内环的双闭环系统的PID控制调节无刷直流电机的转速。转速、电流的双闭环PID控制系统需要分别检测电机的转速、电流分别作为反馈量, 与预先设定的值进行比较构成控制信号。采用串联方式将电流环和速度环连接, 外环为速度环, 内环为电流环, 电流调节器的输入为速度调节器的输出。一方面由于电磁时间常数比较小, 系统的响应速度比较快, 将内环设置为电流环可以改善系统的调节速度, 从而提高系统的动态性能;另一方面电流内环可以进一步控制电机的电流, 提高了电机的抗扰动能力起动能力和抗负载能力。
整个转速、电流双闭环电机调速系统的控制策略可以分为两层:第一, 无刷直流电机实际转速通过调节转速PID控制器的三大参数与电机的目标转速保持一致;第二层, 电机实际电流通过调节电流PID控制器的三大参数与电机的目标电流保持一致。
PID双闭环调速系统的工作特点是, 电流调节器和转速调节器是相互独立的, 而且转速调节器的输出作为电流调节器的输入, 从而通过调节速度偏差, 电流调速器随着速度偏差的改变调节电机的实际电流值。当实际的电机速度比转速给定值小时, 促使转速调节器的的积分环节作用加大, 使系统的速度输出提高, 即电流调节器的输入增加, 通过电流环调节器调节电机电流不断增加, 从而电机转矩增加, 电机转速也不断提高;当实际的电机速度比速度给定值高时, 速度调节器的输出减小, 即电流环的输入减小, 然后通过电流环调节器调节电机电流下降, 从而电机的转向不断减小。
由于PID控制器电流环的等效时间常数比较小, 当PID控制器系统受到外来的干扰时, 能够立即地作出反应, 抵制干扰的影响, 提高系统的稳定性和系统响应的抗干扰能力。并且双闭环调速系统具有“以速度调节系统的输出值作为电流调节系统的给定输入值”的特点, 对电机的逻辑功率元件起到有效的保护作用。因此, 无刷直流电机的转速、电流双闭环控制的直流调速系统得到了广泛的应用, 具有一定的价值。
4 结论
本文通过对电机的工作结构、工作原理以及PID控制器的原理、PID三大参数的确定方法的分析, 提出采用转速、电流的双闭环的调节方法控制对无刷直流电机转速。
参考文献
[1]惠晓丹.汽车电控液压助力转向系统的动力学分析和仿真[D].重庆:重庆交通大学, 2010, 4.
助力电机 篇2
创新设计的低压IE4能效等级电机助中国企业迈向全球高端制造顶峰。
西门子IE4能效等级的Simotics GP与Simotics SD系列电机设计新颖、高效节能, 功率输出范围宽, 涵盖一般用途型到重载型。效率比IE1电机高14%, 比IE3高3%。大多数IE4等级电机在运行6个月之内所节省的能耗即可抵扣设备采购成本。
该能效等级的电机与IE1、IE2、IE3能效等级电机具有相同的轴高和安装尺寸, 客户无需调整机械设备, 即可轻松实现工厂和系统的节能改造。灵活的模块化设计, 使得IE4电机易于调试、安装简便, 完美集成于全集成驱动系统。IE4电机可直接供电运行, 也可连接变频运行。IE4电机既满足客户调速的需要, 又可实现更大限度的节能, 广泛用于水处理、化工、矿业、油气及暖通空调等领域;无论是苛刻的粉尘工况, 还是腐蚀性环境, 该系列电机都可应对自如。
Simotics FD全系列电机及驱动系统树立紧凑性、灵活性与效率新标杆。
Simotics FD系列电机输出功率从200k W~1 600k W多, 轴高从315~450mm, 针对变频器供电运行进行了优化, 大幅提高能源效率 (能效等级在IE2以上) , 尤其是在部分负荷运行条件下更显高效节能。该系列功率密度高, 因此同等输出功率的情况下体积更小、更紧凑。
作为全集成驱动系统 (IDS) 的一部分, Simotics FD电机与Sinamics低压变频器的搭配使用, 形成低噪音、高成本效益、完备的节能型系统, 较之IES2 (国际系统效率等级2级) 系统的参考指标, 其功率损耗还要低35%以上。模块化结构能为客户带来最大的灵活性, 可随意选择空冷或水冷、自通风或强制通风。预状态监测等服务理念更使该产品系列趋于完美。目前, Simotics FD电机广泛用于各个行业, 包括塑料、水泥、采矿、钢铁、船舶、造纸、起重机、水处理和化工等。
助力电机 篇3
此次工博会上, 最大的亮点是面向未来制造业的三菱电机综合解决方案“e-factory”。e-F@ctory是整合FA的理念, 旨在降低企业的综合成本, 将整个制造系统的各个设备进行横向整合, 实现设备间的无缝通信, 同时, 纵向将企业信息管理系统与FA系统通过MES接口实现数据共享。e-F@ctory的核心就是实现生产现场的最适应化。e-F@ctory的理念是站在工厂的立场, 考虑如何处理数据。人始终是连接数字空间和实际现场的关键因素, 三菱电机在工博会现场会演示e-factory如何实现人与工厂设备之间的最佳协作。11月4日, 三菱电机将在国家会展中心会议室 (M4-02) 举办三菱电机ef@ctory专场说明会。
本次展会上, 三菱电机还将以视频、DEMO等相结合的方式, 展示三菱电机在各行业的应用解决方案, 包括起重、节能、食品饮料、汽车、纸巾、包装机械等。这些解决方案从客户实际出发, 帮助客户进行生产变革, 提升生产效率, 并降低客户的综合成本, 从而提升制造水平。
助力电机 篇4
使用欧盟所评定的节能环保创新技术 (eco-innovation) , 能够为汽车制造商在计算企业平均油耗时获得一定优惠, 即相当于高达7克/公里二氧化碳排放的减免 (在欧洲, 企业平均油耗与二氧化碳排放值之间存在一定的转换比率) 。博世是唯一荣获三项节能环保创新技术的企业。这三项技术包括:应用于混合动力系统中基于导航的电池管理系统和上述两项发电机技术。
“一直以来, 博世始终致力于内燃机性能的提升。”博世集团汽车与智能交通技术业务主席、公司董事会成员Rolf Bulander博士表示。这两款创新性的发电机技术就是最好的证明:采用高效二极管或同步整流器的发电机效率非常卓越, 可以帮助每公里减少二氧化碳排放1至2克;与此同时, 在发动机低转速时, 可以输出更多的电量。
高效帮助降低排放
发电机为整车的安全系统、舒适系统、驾驶员辅助系统、燃油喷射系统以及发动机管理系统提供稳定的电能, 同时给电池充电。为了满足整车电能的需求, 发电机需要将机械能转化为电能, 所以发电机的转化效率越高, 车辆的油耗和二氧化碳排放就越少。为了提高效率, 博世的工程师对发电机进行了大量的分析和改进, 尤其针对整流过程中产生的能量损耗。
