电动汽车减速器设计说明书：电动汽车转速估计器设计

电动汽车减速器设计说明书：电动汽车转速估计器设计系统开关设定为20kHz，即采用周期为50s。中断服务程序频率10kHz。永磁同步电动机的参数为额定功率PN=0.6kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=4A，频率fN=50Hz，额定转速nN=3000r/min，定子电阻Rs=0.985，定子电感直轴分量Ld=2.96mH，定子电感交轴分量Lq=2.96mH，极对数np=1。控制回路的主程序流程图如图2所示。永磁同步电动机的无速度传感器矢量控制系统如图3所示[8]，主要包括单相整流、三相逆变、信号检测、隔离驱动、控制回路、感应电动机等几个部分。其中控制回路包括全阶磁链观测器、PI调节器、坐标变换、转矩计算、SVPWM等模块，采用TI公司主频为60MHz的DSP28055控制芯片实现。仿真结果表明，转速估计器能够实现估计转速对实际转速的准确跟踪，理论上满足了设计指标。在开环条件下，实物也得到了验证。近年来，随着新能源政策陆续出台，

西南石油大学电气信息学院的研究人员秦峻龙、蒋林等，在2018年第6期《电气技术》杂志上撰文，针对现有电动汽车转速测量系统故障率高的问题，本文提出了一种基于无速度传感器原理的新型测速系统。

该测速系统的主拓扑采用直-交结构，通过检测系统电流与电压的瞬时值，采用矢量控制方式，使永磁同步电动机模型等效为直流电动机，根据反馈的电流、电压信号利用DSP在软件上产生触发脉冲，驱动SVPWM模块控制电动机。基于TI公司的TMS320F28055控制芯片，搭建了转速估计系统的控制平台。

仿真结果表明，转速估计器能够实现估计转速对实际转速的准确跟踪，理论上满足了设计指标。在开环条件下，实物也得到了验证。

近年来，随着新能源政策陆续出台，电动汽车的发展势头强劲[1]。汽车使用过程中，转速测量是必不可少的一部分。其能够将转速信号传送到仪表盘，供驾驶员参考，有效提高汽车的行驶性能。而速度传感器准确的测速，就成了速度测量系统的重要问题[2]。

3 仿真结果及实物验证（略）

永磁同步电动机的无速度传感器矢量控制系统如图3所示[8]，主要包括单相整流、三相逆变、信号检测、隔离驱动、控制回路、感应电动机等几个部分。其中控制回路包括全阶磁链观测器、PI调节器、坐标变换、转矩计算、SVPWM等模块，采用TI公司主频为60MHz的DSP28055控制芯片实现。

系统开关设定为20kHz，即采用周期为50s。中断服务程序频率10kHz。永磁同步电动机的参数为额定功率PN=0.6kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=4A，频率fN=50Hz，额定转速nN=3000r/min，定子电阻Rs=0.985，定子电感直轴分量Ld=2.96mH，定子电感交轴分量Lq=2.96mH，极对数np=1。控制回路的主程序流程图如图2所示。

图2 主程序流程图

4 结论

基于永磁同步电动机的全阶磁链观测器模型，设计了转速估计器，完成了对转速自适应律和反馈增益矩阵的设计，基于Matlab仿真平台，搭建了基于全阶磁链观测器的永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型。

仿真结果表明了该转速估计器能够在全速范围内各种工况下稳定运行，估计转速能够准确的跟踪实际转速，且转速误差在2%以内。基于仿真系统构建了基于DSP28055调速系统平台，完成了对转速估计器的开环实验验证。实验结果表明，该方法能够准确观测出电动汽车的转速信息，且转速估计精度高。