李明輝，　徐少輝

(1. 中國人民解放軍空軍 西安航空四站裝備修理廠，陜西 西安　710077；

2. 中國礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，江蘇 徐州　221116)

?

電動車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)

李明輝1，徐少輝2

(1. 中國人民解放軍空軍 西安航空四站裝備修理廠，陜西 西安710077；

2. 中國礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，江蘇 徐州221116)

摘要：開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速范圍寬、可靠性強(qiáng)、可控參數(shù)多等特點(diǎn)，適合作為電動車的驅(qū)動電機(jī)。首先介紹了電動車開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)組成，設(shè)計了以dsPIC30F6010A為主控制器和EPM570T100C5N為輔助控制器的車用控制器。設(shè)計了邏輯輸入和邏輯輸出電路，實現(xiàn)輸入信號和輸出信號的邏輯綜合，簡化控制系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)電機(jī)不同轉(zhuǎn)速區(qū)域，設(shè)計了不同的控制策略，提高了電機(jī)調(diào)速范圍和平滑度： 在低速區(qū)域內(nèi)，基于轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制策略，采用電流斬波控制，限制繞組電流，減小轉(zhuǎn)矩脈動，保證電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性能和跟隨性能；高速區(qū)域采用電流斬波和開通角、關(guān)斷角角度控制交錯控制的方式，調(diào)整繞組導(dǎo)通位置，實現(xiàn)電機(jī)寬范圍調(diào)速的目的。最后，在搭建的試驗平臺上驗證了控制策略的可行性，對轉(zhuǎn)速、電流波形進(jìn)行了對比和分析，測試了車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)速性能。

關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機(jī)； 電動車； 驅(qū)動系統(tǒng)； 控制策略

0引言

驅(qū)動電機(jī)的高性能、高效率是衡量電動車產(chǎn)業(yè)化高度的重要標(biāo)準(zhǔn)。開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor， SRM)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，能夠保證頻繁起動和四象限運(yùn)行[1-2]，具有很強(qiáng)的再生制動能力，調(diào)速范圍寬，起動轉(zhuǎn)矩大，容錯能力和缺相運(yùn)行能力強(qiáng)，在很寬的速度和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)能保證高效率，非常適合于電動車應(yīng)用場合[3-5]。在各級科研單位對SRM關(guān)鍵技術(shù)的深入研究之下，解決好SRM本身存在的轉(zhuǎn)矩脈動大等問題，配合高效的控制策略，SRM能夠得到大規(guī)模生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于電動車產(chǎn)業(yè)。文獻(xiàn)[6-7]從公式、電流轉(zhuǎn)速波形、控制策略對SRM進(jìn)行了系統(tǒng)的描述，表明SRM可以實現(xiàn)四象限任意切換，具有很強(qiáng)的驅(qū)動能力和制動效能。文獻(xiàn)[8-10]通過改變傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使SRM更加適用于電動汽車，利用傳統(tǒng)的不對稱半橋結(jié)構(gòu)和升降壓電路相結(jié)合，實現(xiàn)了能量的雙向流動，提高了儲能裝置的利用率，增加行車?yán)锍蹋喕穗妱榆嚨某潆娫O(shè)施。

在本文研究中，首先介紹了電動車SRM驅(qū)動系統(tǒng)組成，設(shè)計了電動車用控制器及外圍邏輯電路?；陔妱榆囼?qū)動電機(jī)特性，提出了優(yōu)化控制策略。低速區(qū)采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)，在保證轉(zhuǎn)速跟隨性能情況下，減小轉(zhuǎn)矩脈動，降低噪聲；在高速區(qū)域，一方面通過電流斬波和開通角、關(guān)斷角角度控制，能夠很好地控制電流峰值大小，從而達(dá)到保護(hù)器件的目的，另外通過角度優(yōu)化控制，實現(xiàn)高速跟蹤，完成寬范圍調(diào)速目的。

1電動車SRM驅(qū)動系統(tǒng)組成

設(shè)計的電動車SRM控制系統(tǒng)由96V蓄電池組、SRM、功率變換器、控制器及檢測裝置等組成，如圖1所示。本系統(tǒng)的控制模塊是由微芯公司的dsPIC30F6010A可編程數(shù)字處理器和ALTERA公司的EPM570T100可編程邏輯器件組合而成的。位置檢測采用的是光電傳感器，用于檢測轉(zhuǎn)子的位置；電流檢測采用的是霍爾電流傳感器，用于檢測三相電流，不僅可以在控制中使用，也可以作為驅(qū)動系統(tǒng)過流保護(hù)使用；電壓檢測采用的是霍爾電壓傳感器，用來檢測蓄電池的電壓，防止蓄電池過充和過放電。車載蓄電池組為能量源，通過功率變換器把電能轉(zhuǎn)換為電機(jī)的機(jī)械能，而三者之間的雙向箭頭表明在電機(jī)制動模式下，依然可以借助功率變換器把電機(jī)的機(jī)械能回饋到電源，為蓄電池組充電。

圖1　電動車SRM驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

從圖2可以看出，控制芯片dsPIC30F6010A主要完成繞組電流、母線電壓的檢測功能，經(jīng)由內(nèi)部的A/D模塊處理，完成實時數(shù)據(jù)采集，為雙閉環(huán)策略提供數(shù)據(jù)；利用SPI模塊輸出串口信號，搭建輔助顯示電路，對電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有直觀的顯示；對EPM570T100C5N預(yù)處理之后的位置檢測信號進(jìn)行捕獲，經(jīng)過捕獲模塊的處理，輔以速度閉環(huán)控制函數(shù)和定時器模塊，完成電機(jī)的速度閉環(huán)控制和實時速度采樣，更可完成開通角和關(guān)斷角角度的調(diào)整；經(jīng)過特定的控制策略處理后得出控制信號，經(jīng)由輸出比較管腳輸出到EPM570T100C5N芯片，完成最后的邏輯綜合命令；定時器模塊在各個模塊的使用過程中交錯使用，用于電流采樣時間的控制、速度數(shù)值計算、電機(jī)開通角和關(guān)斷角的控制。保護(hù)電路設(shè)置在控制板單元和驅(qū)動板之間，通過實時的電流反饋，保證電機(jī)的可靠運(yùn)行，防止因電流過大損壞電機(jī)本體和功率器件。

圖2　電動車SRM驅(qū)動控制系統(tǒng)

為了消除干擾，保證信號能夠以理想波形輸入到控制器管腳被識別，加入施密特整形芯片CD4016，去除毛刺。經(jīng)過6N137進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)光電隔離，最后通過增加驅(qū)動能力的74HC04，輸送到控制器芯片EPM570T100C5N，從而完成位置信號的檢測功能。圖3所示為具體的輸入檢測電路，3路位置檢測信號輸入到CPLD芯片。在芯片中經(jīng)過預(yù)處理，預(yù)處理功能主要包括兩個方面： 為了實現(xiàn)對脈沖信號的細(xì)分而做的倍頻處理；對信號進(jìn)行檢測，與設(shè)定的邏輯順序進(jìn)行匹配，如不正確輸出保護(hù)閉鎖信號。因此對于此功能，需要3個輸入管腳，7個輸出管腳，輸出信號包括： 3路對應(yīng)的位置脈沖倍頻信號，3路正常位置脈沖信號，1路輸出保護(hù)閉鎖信號。經(jīng)過芯片dsPIC30F6010A對脈沖信號的處理，可以確定轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，根據(jù)控制命令，從而輸出相應(yīng)的信號控制相繞組的通斷，使電機(jī)能夠正常運(yùn)行；輔以定時器模塊，在控制器中通過數(shù)字濾波器計算實時電機(jī)轉(zhuǎn)速值，保證數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性，完成轉(zhuǎn)速閉環(huán)。

圖3　采樣邏輯輸入電路

對于三相SRM，需要控制的IGBT模塊有6個，因此控制器需要輸出的信號也為6個。如圖4所示，其中三路下管為相控位置信號，三路上管為相控斬波信號，而上管信號是對應(yīng)相的相控位置輸出信號和斬波信號經(jīng)過“與”門而得。為了提高系統(tǒng)的驅(qū)動能力，減小控制芯片的功耗，在輸出回路中加入74HC04；經(jīng)過高速光耦隔離芯片6N136，進(jìn)行高低壓信號的隔離；利用主芯片dsPIC30F6010A輸出的自鎖信號ZS0來控制數(shù)據(jù)選擇器芯片CD4019，保證信號的輸出功能，可以防止控制器受到干擾誤輸出，保證只有在控制器上電之后才可以可靠輸出信號；利用施密特整形電路，去除毛刺的干擾。

圖4　控制器邏輯輸出電路

2電動車SRM驅(qū)動系統(tǒng)控制策略結(jié)構(gòu)框圖

SRM在低速起動過程中，轉(zhuǎn)速小，運(yùn)動電動勢小，電流迅速增長，必須對電流限值加以限制，防止對功率開關(guān)管器件和電機(jī)造成損害。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，電機(jī)的反電動勢增加，電流快速下降。采用電壓斬波控制方式，通過調(diào)節(jié)輸入直流電壓的PWM占空比，從而更改加到電機(jī)繞組兩端的等效電壓。此種方式，適合在電機(jī)中速區(qū)域的加速過程，但在PWM電壓控制過程中，繞組電流波動效果比電流斬波大，轉(zhuǎn)矩輸出不平穩(wěn)，脈動很大。

當(dāng)轉(zhuǎn)速超過3000r/min時，電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度過快，反電動勢過大，電流不足以上升到期望值，為了提高電機(jī)的輸出能力，應(yīng)該采用開通角和關(guān)斷角角度控制方式。開通角決定了繞組電流的峰值大小，關(guān)斷角決定了電流續(xù)流開始時間。圖5給出了控制策略結(jié)構(gòu)圖。

圖5　控制策略結(jié)構(gòu)框圖

如圖5所示，給定轉(zhuǎn)速和實時轉(zhuǎn)速的差值傳輸?shù)剿俣日{(diào)節(jié)器環(huán)節(jié)；調(diào)節(jié)器內(nèi)部采用模糊控制算法，輸入量為轉(zhuǎn)速差值和差值變化率，輸出量為電流的預(yù)期限值。經(jīng)過模糊化，查詢模糊推理表，獲取模糊量值，最后經(jīng)過反模糊化，得到最終的電流預(yù)期值I*。對每相繞組電流進(jìn)行采樣、濾波、轉(zhuǎn)換，輸入到電流調(diào)節(jié)器，作為實時電流值。電流調(diào)節(jié)器采用滯環(huán)調(diào)節(jié)器，通過對實時電流值和電流預(yù)期值I*進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)功率開關(guān)管的開關(guān)信號。

在轉(zhuǎn)速較低時，相電流斬波次數(shù)超過進(jìn)入角度優(yōu)化器的最大值，因此固定開通角關(guān)斷角，實行電流斬波控制，不進(jìn)行角度優(yōu)化，根據(jù)捕獲信號輸出相控信號。隨著轉(zhuǎn)速的提升，超過3000r/min時，電流斬波次數(shù)小于預(yù)設(shè)值，進(jìn)入角度優(yōu)化器進(jìn)行角度控制。開通角可以改變繞組電流曲線的幅值，關(guān)斷角對電流的寬度有影響。調(diào)節(jié)器采用PI算法，輸出量為開通角的變化量，定時器完成偏移過程，輸出信號控制功率器件的下管。因此，采用電流斬波控制和開通角、關(guān)斷角角度控制的交錯控制，通過計數(shù)電流斬波次數(shù)來決定是否進(jìn)行角度優(yōu)化。

電流滯環(huán)控制器在電機(jī)運(yùn)行過程中始終工作，而不僅僅是在對應(yīng)繞組通電過程中工作。當(dāng)電流超過限值，電流斬波信號輸出為低；電流低于限值，電流斬波信號輸出為高。在其他相工作過程中，該相繞組不通電，采樣電流為零，根據(jù)滯環(huán)控制器原理，輸出信號為高電平。因此，最終的上管斬波控制信號，應(yīng)為滯環(huán)控制器輸出信號和位置信號相“與”之后的信號，此過程在圖5輸出信號綜合邏輯處理環(huán)節(jié)中完成，由芯片EPM570T100C5N負(fù)責(zé)；之后經(jīng)過邏輯輸出電路，在對信號濾波、隔離之后輸入到驅(qū)動電路，控制功率變換器的功率開關(guān)管器件。

3驅(qū)動系統(tǒng)試驗結(jié)果分析

通過搭建硬件測試平臺，對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試。測試過程主要分為兩部分： 第一部分是測試電機(jī)特性，包括不同控制方法的電流波形、位置信號波形和磁鏈波形，驗證不同控制策略的正確性。第二部分是轉(zhuǎn)速跟蹤性能測試，測試三種不同的控制方案，選擇適合電動車場合的控制方案，并實現(xiàn)寬調(diào)速范圍。

圖6為試驗平臺，主要包括SRM控制臺、測功機(jī)、直流電源、上位機(jī)、示波器。其中測功機(jī)負(fù)責(zé)測量電機(jī)的功率，作為加載設(shè)備，完成電機(jī)的轉(zhuǎn)矩測量。扭矩傳感儀可以把電機(jī)的實時轉(zhuǎn)矩輸出到上位機(jī)，通過對傳感器輸出脈沖的測量，也可以顯示出電機(jī)的實時轉(zhuǎn)速值；磁粉制動器和電渦流制動器為電機(jī)提供負(fù)載，通過控制上位機(jī)輸出可控電流信號，改變負(fù)載大小。

圖6　試驗平臺

3.1　不同轉(zhuǎn)速段的控制方法

圖7為電流斬波控制下，轉(zhuǎn)速為500r/min和1000r/min對應(yīng)的繞組電流波形，此時負(fù)載設(shè)定為5N·m。其中CH1通道為位置信號波形，是光電傳感器的實時輸出波形，代表了電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的相對位置；CH2通道為電流波形，縱坐標(biāo)每一格代表20A；CH3通道為磁鏈波形，縱坐標(biāo)每一格代表0.05Wb。圖7(a)橫坐標(biāo)每格代表 5ms，圖7(b)橫坐標(biāo)每格代表2.5ms。從電流波形中可以看出，通過設(shè)定上下限值，電流波形近似為平頂波，在電感最小區(qū)電流上升較快，電流前端的波動比較大，斬波比較明顯。

圖7　電流斬波控制

圖8分別為電壓斬波控制下，2000r/min和2500r/min對應(yīng)的繞組電流波形，此時負(fù)載設(shè)定為5N·m。CH1通道為對應(yīng)的斬波信號，電壓斬波脈沖頻率設(shè)定為10kHz，可以看出隨著轉(zhuǎn)速的升高，脈沖占空比也在升高；CH2通道為電流波形，縱坐標(biāo)每一格代表20A；CH3通道為磁鏈波形，縱坐標(biāo)每一格代表0.05Wb。橫坐標(biāo)每格都代表0.5ms。

從圖8中可看出，隨著脈沖占空比的增加，電流轉(zhuǎn)速上升，但是電流波形的整體趨勢沒有發(fā)生變化。在電感上升區(qū)導(dǎo)通繞組，電流上升，由于運(yùn)動電動勢的作用，電流下降。與圖7對比可以看出，在相同轉(zhuǎn)速、相同負(fù)載情況下，電流波動更大，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩脈動更大。因此在低轉(zhuǎn)速區(qū)域中，電流斬波控制優(yōu)于電壓斬波控制，輸出性能更好，開關(guān)損耗更低。

圖8　電壓斬波控制

隨著轉(zhuǎn)速的升高，電流斬波控制中，電流波形不再平滑，斬波次數(shù)降低，控制性能下降。因此，隨著轉(zhuǎn)速的升高，采用開通角和關(guān)斷角角度控制方式，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的開通角和關(guān)斷角，實現(xiàn)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖9分別為開通角和關(guān)斷角角度控制下，轉(zhuǎn)速為5000r/min和6000r/min對應(yīng)的繞組電流波形，此時負(fù)載設(shè)定為5N·m。在控制的過程中，固定開關(guān)管開通時間，開通角和關(guān)斷角同時移動，保證在電感下降區(qū)域，電流為零。隨著開通角的前移，電流峰值變大，轉(zhuǎn)速上升。

3.2　調(diào)速跟蹤試驗

在電動車正常行駛過程中，存在不可避免的加速和減速操作，甚至因為路況的原因造成速度的突然降低或者突然上升。在本文測試中，對三種控制方案進(jìn)行測試，測試轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性，并進(jìn)行分析對比，從而選擇最適合電動車場合的控制方案。

方案一： 前文提到的電流斬波和開通角、關(guān)斷角角度交錯控制方式，低速時采用電流斬波控制，高速時采用兩種方法的交錯控制；

圖9　開通角和關(guān)斷角角度控制

方案二： 低速為電流斬波控制，高速為開通角和關(guān)斷角角度控制，兩者相互獨(dú)立，分界點(diǎn)為轉(zhuǎn)速值4000r/min；

方案三： 低速采用電流斬波，中速為電壓斬波，高速為開通角和關(guān)斷角角度控制，三者相互獨(dú)立，分界點(diǎn)分別為2000r/min和4000r/min。

在三種方法中，低速情況均采用電流斬波，轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制，選取相同參數(shù)值；電壓斬波中采用轉(zhuǎn)速環(huán)控制，利用模糊控制輸出占空比值；開通角和關(guān)斷角角度控制中利用PI環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，上下管是相同的相控信號。

方案二和方案三均需要在固定的轉(zhuǎn)速值切換控制方式，設(shè)置速度滯環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的可調(diào)性。如果不加滯環(huán)環(huán)節(jié)，在固定的轉(zhuǎn)速值進(jìn)行控制方法切換，由于參數(shù)的不匹配因素，造成轉(zhuǎn)速的突變，從而導(dǎo)致運(yùn)行過程在兩種控制方法之間連續(xù)切換，速度在設(shè)定值進(jìn)行波動。加入滯環(huán)調(diào)節(jié)功能，在速度達(dá)到上限值時，進(jìn)行低速控制方式到高速控制方式的轉(zhuǎn)化，初始值為此時速度對應(yīng)的正?？刂屏?；在速度降為下限時，進(jìn)行高速控制方式到低速控制方式的轉(zhuǎn)化，初始值為上次加速過程中，到達(dá)此速度時的電流限值或者占空比值。

圖10中CH1為標(biāo)志位，CH2為轉(zhuǎn)速曲線，縱坐標(biāo)每格代表1000r/min，橫坐標(biāo)為時間，每一格代表5s。測量過程中，分別給定兩個速度3000r/min和6000r/min，測試其穩(wěn)定性能和跟隨性能。

圖10　調(diào)速跟隨性能測試

圖10(a)為方案一對應(yīng)轉(zhuǎn)速上升曲線和標(biāo)志位情況，高電平代表進(jìn)入開通角和關(guān)斷角角度控制模式，低電平為電流斬波控制模式。從CH1通道可以看出，二者是交錯調(diào)節(jié)，通過對斬波次數(shù)的統(tǒng)計，判定進(jìn)入何種控制方法，圖中第一次進(jìn)入開通角和關(guān)斷角角度控制模式的速度為2600r/min。此方案具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，可以根據(jù)負(fù)載情況、母線供電電壓情況，靈活調(diào)整切換速度。

圖10(b)為方案二情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速上升特性。首先給定電機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min，轉(zhuǎn)速快速上升，穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速。此時轉(zhuǎn)速沒有到達(dá)模式切換速度，仍為電流斬波控制方式，設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速為6000r/min，轉(zhuǎn)速開始上升，在轉(zhuǎn)速超過4000r/min 之后，控制模式轉(zhuǎn)為開通角和關(guān)斷角角度控制。從CH1通道中可以看出，兩種控制方法是相互獨(dú)立的；從CH2通道中可以看出，對于此兩種不同的控制方式，轉(zhuǎn)速上升趨勢是相同的。

圖10(c)為方案三情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速上升特性。三種控制方式分別對應(yīng)低速、中速和高速區(qū)域，且轉(zhuǎn)速分界點(diǎn)分別為2000r/min和4000r/min。

從圖10(b)和10(c)可以看出，在低速和中速區(qū)域過程中，電流斬波控制和電壓斬波控制具有類似的運(yùn)行特性，為了限值電流值大小、減少模式切換次數(shù)，可以采用電流斬波控制方式。在高速區(qū)域，電機(jī)轉(zhuǎn)子速度快，通過調(diào)整開通角增加繞組導(dǎo)通時間，增加電機(jī)出力。相對來說，方案一，模式切換速度有很強(qiáng)的適應(yīng)性，非常適用于電動車應(yīng)用場合。

4結(jié)語

設(shè)計了電動車用SRM驅(qū)動系統(tǒng)，采用了主輔雙控制器系統(tǒng)，并設(shè)計了邏輯輸入、輸出電路。根據(jù)電機(jī)的特性，設(shè)計了寬范圍調(diào)速控制策略，采用低速和高速分別控制的方法，控制策略保證平滑切換。在低速情況下，為了限制電流峰值、減小轉(zhuǎn)矩脈動，采用電流斬波滯環(huán)控制策略，其中外環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)為模糊控制方式，內(nèi)環(huán)電流環(huán)為電流滯環(huán)控制，雙閉環(huán)控制策略保證了轉(zhuǎn)速的跟隨性能和電流的穩(wěn)定性能。在高速情況下，采用開通角和關(guān)斷角角度控制方式，控制方法采用PI算法，通過前移開通角和關(guān)斷角，增加電機(jī)勵磁時間，提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。在控制過程中，對三種控制方案進(jìn)行了比較，試驗結(jié)果表明電流斬波和開通角、關(guān)斷角角度控制為交錯控制方式，適應(yīng)性最強(qiáng)，非常適用于電動車應(yīng)用場合。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]劉慧武.開關(guān)磁阻電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D].哈爾濱： 哈爾濱理工大學(xué)，2014.

[2]CHEN H， GU J J. Implementation of three-phase switched reluctance machine system for motors and generator[J]. IEEE/ASME Trans on Mechatronics， 2010，15(3)： 421-432.

[3]王旭東，王喜蓮.開關(guān)磁阻電動機(jī)電流雙幅值斬波控制[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2000，20(4)： 83-86.

[4]CHEN H， XU Y， CHING I H H. Analysis of temperature distribution in power converter for switched reluctance motor drive[J]. IEEE Trans on Magnetics， 2012，48(2)： 991-994.

[5]梁濤年，李勇，杜吉林，等.12/8極開關(guān)磁阻電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣傳動自動化，2015，37(1)： 21-25.

[6]RAHMAN K M， SCHULZ S E. High performance fully digital switched reluctance motor controller for vehicle propulsion[C]∥ Industry Applications Conference， 2001， Thirty-Sixth IAS Annual Meeting， Conference Record of the 2001 IEEE， 2001： 18-25.

[7]SUN J， KUANG Z， WU H， et al. Implementation of a high-speed switched reluctance starter/generator system[C]∥ Electrical Machines and Systems(ICEMS)， 2011 International Conference on IEEE， 2011： 1-5.

[8]袁曉玲，王宏華.對降低開關(guān)磁阻電動機(jī)振動和噪聲的兩步換相法頻域分析[J].電機(jī)與控制學(xué)報，2006，9(6)： 533-536.

[9]BILGIN B， EMADI A， KRISHNAMURTHY M. Comprehensive evaluation of the dynamic performance of a 6/10 SRM for traction application in PHEVs[J]. Industrial Electronics， IEEE Transactions on， 2013，60(7)： 2564-2575.

[10]CHEN H， LU S L. Fault diagnosis digital method for power transistors in power converters of switched reluctance motors[J]. IEEE Trans on Industrial Electronics， 2013，60(2)： 749-763.

An Electric Vehicle Drive System Based on Switched Reluctance Motor

LIMinghui1，XuShaohui2

(1. Xi’an Sizhan Equipment Repair Factory of Chinese People’s Liberation Army Air Force，

Xi’an 710077， China； 2. School of Information and Electrical Engineering， China University of

Mining and Technology， Xuzhou 221116， China)

Abstract：Switched Reluctance Motor(SRM) is suitable for electric vehicle(EV)’s drive motor due to the merits of simple structure wide speed operation range， high reliability， variable control parameters， etc. Introduced a SRM drive system framework for EV firstly， and a controller based on dsPIC30F6010A and EPM570T100C5N was proposed. Input and output logic process circuits were designed which simplified the control system. Different algorithms were applied for different speed range in order to improve speed adjustable range and smoothness. At low speed stage， the control strategy based on speed and current double closed loop with current chopping control(CCC) was introduced to limit phase currents and torque ripple， which aimed to ensure the speed stability and tracing performance. At high speed stage， CCC and APC(angle position control) were applied in turn. By adjusting conducting angle， wide speed operation range was acquired. At last， experiments were carried out on the prototype to verify the proposed control algorithm’s feasibility. By comparing and analyzing the current waveforms， speed adjustment performance of the SRM drive system for EV was tested.

Key words：switched reluctance motor； electric vehicle； control strategy

收稿日期：2015-07-23

中圖分類號：TM 351

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1673-6540(2016)02- 0049- 06

作者簡介：李明輝(1975—)，男，本科，工程師，研究方向為機(jī)電系統(tǒng)控制。徐少輝(1994—)，男，碩士研究生，研究方向為電機(jī)及其控制。