摘要：以lkw開關(guān)磁阻電機驅(qū)動的電動摩托車為控制對象。分析和對比開關(guān)磁阻電機的三種主要控制方法。結(jié)合電動車輛的實際工作狀況，提出了一種適用的復合控制方法，以提高開關(guān)磁阻電機的電動模式系統(tǒng)效率。其次，結(jié)合電動車輛的工況標準對開關(guān)磁阻電機的再生制動進行了分析，提出了以pwm控制為主的優(yōu)化角度控制策略。

關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電機；電動摩托車；控制模式

中圖分類號：tm352    文獻標識碼：a    文章編號：1001-6848(2000)06-0013-03

    開關(guān)磁阻電機(簡稱srm)足20世紀70年代開始迅猛發(fā)展的一種較為新型的電機。開關(guān)磁阻電機以其調(diào)速性能好、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、成本低等特點正日益廣泛地應(yīng)用于各種調(diào)速系統(tǒng)。車輛牽引也是其典型應(yīng)用之一。本文以lkw、24v(電瓶)、8/6結(jié)構(gòu)、四相8管主電路形式、80c19 6kb單片機為控制核心的開關(guān)磁阻電機為電動摩托車的驅(qū)動電機，研究車用開關(guān)磁阻電機的驅(qū)動控制策略，包括電動控制及再生制動控制。

    在電動摩托車應(yīng)用中，充分發(fā)揮機電一體化的特點及單片機控制靈活的優(yōu)勢，使電動摩托車駕駛起來比汽油發(fā)動機更加舒適、安全、平穩(wěn)，而且更加智能化、個性化。傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機的控制主要是油門控制。而油門的調(diào)節(jié)主要是調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出功率的大小，同時，通過輔助改變變速比來最終調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩。開關(guān)磁阻電機作為電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)核心，其性能具有比傳統(tǒng)汽油機更多的優(yōu)越之處。其中最重要的是，由于開關(guān)磁阻電機的低速段為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高速段為恒功率輸出，因此在相同額定功率下開關(guān)磁阻電機的機械特性曲線可以完全包含汽油機加變速機構(gòu)的特性曲線（見圖1）。因此，電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計可以省略傳統(tǒng)的離合器和變速器，這樣不僅大大降低了驅(qū)動系統(tǒng)的重量，而且大大提高了驅(qū)動系統(tǒng)的效率，這些對于電動車輛所攜帶有限的能量是極為重要的。

   

   開關(guān)磁阻電機作為電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)的通用調(diào)速應(yīng)用的要求有所區(qū)別。傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)一般以轉(zhuǎn)速為目標，因此速度閉環(huán)控制是必須的。在電動車輛應(yīng)用中，為了能夠適應(yīng)不同的負載，以及不同的路況條件，因此電機的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩成為控制的目標。同時，由于電動車輛的速度并不需要進行嚴格的控制，所以不需要進行復雜的閉環(huán)控制。開關(guān)磁阻電機的特點是控制參數(shù)多、控制靈活，驅(qū)動車輛的開關(guān)磁阻電機不應(yīng)采用單一控制方式，而是采用多種方式的混合控制模式。

    開關(guān)磁阻電動機的控制方法有如下幾種：

    (1)電流斬波控制

    電流斬波控制即保持電機的開通角θ1、關(guān)斷角θ2不變，通過主開關(guān)的導通與關(guān)斷，將相電流限制在給定的上、下限之間，并以此來控制電機的轉(zhuǎn)矩。典型的電流斬波方式的電流波形如圖2所示。

   

    給定上、下限電流值時，由于電感在一個周期內(nèi)是變化的，因此電流的斬波頻率也在變化。為此，也可采用給定斬波上限，并固定斬波關(guān)斷時間的方法。通過調(diào)節(jié)斬波限的大小，就可以調(diào)節(jié)電機的輸出轉(zhuǎn)矩，見圖3。

      

    在相同條件下，由于斬波控制的相電流更接近于脈沖方波電流，因此電機輸出的轉(zhuǎn)矩脈動也較小(見圖4)。但是由于主電路長期工作在斬波狀態(tài)下，開關(guān)頻率較高，因此，開關(guān)損耗較大，需要采取措施加以改善。