电机控制器

• （中央社台北27日电）世界卫生组织秘书长谭德塞（Tedros Adhanom Ghebreyesus）表示，最先在印度发现的2019冠状病毒疾病（COVID-19）Delta是“目前已知传染力最强的变异病株”，现已在至少85国蔓延。
• 日本东京都26日又新增534例确诊病例，日媒分析，目前实施的“防止蔓延等重点措施”恐难如期在7月11日解除；果真如此，恐为东京奥运开放观众进场增添变数。
• 日本放送协会（NHK）报导，东京都26日新增534例确诊病例，比上周六19日增加146例，连续4天较上周同天增逾百例，也是连续7天高于上周同天。

电机控制器(Motor Controller)是一个设备或设备组，以事先定义的方式来控制电动机的性能。

• 电机控制器可以用手工或自动的方式启动电机或停止电机，设定马达正转或反转，设定及调整转速，调整或限制马达力矩，保护马达免于过载或故障。
• 电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。
• 在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
• 它是电动车辆的关键零部件之一。
• CNC可编程步进电机控制器可与步进电机驱动器、步进电机组成一个完善的步进电机控制系统，能控制三台步进电机分时运行本控制器采用计算机式的编程语言，拥有输入、输出、计数等多种指令。具有编程灵活、适应范围广等特点，可广泛应用于各种控制的自动化领域。
• 每个马达都会有对应的控制器，控制器的特性及复杂度会随依马达需要呈现的性能而不同。
• 最简单的控制器是连接马达及电源的开关，例如小的家电或动力工具等。
• 开关可以以人工方式操作，或是用连接到一些感测器的继电器或接触器来自动启动或停止马达。
• 开关可以有不同的选择位置，让马达以不同的方式连接到电源，可能包括减低马达启动时的电压，反转运转，或是选择不同的速度。
• 小型的控制器可能会省略过载及过流等保护装置，此时就靠外在的过流保护线路来避免电流过大，小马达有些有内建的过载保护，在过载时自动开路避免过载。
• 较大的马达会有在控制器中加入过载继电器或温度感测的继电器，以及保险丝或断路器避免过电流。自动的马达控制器也可能包括极限开关或其他设备以保护机械。
• 更复杂的马达控制器可以精确的控制马达的速度及转矩，也可能是机械控制位置的闭回路控制系统中的一部份。
• 例如数控车床需要依事先设定的曲线精确的控制刀具的位置，而且要依负载及外界力量来加以补偿，以维持刀具在既定的位置上。

电机控制器的选用

• 电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、响应时间进行工作的集成电路。
• 在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。
  • 它是电动车辆的关键零部件之一。
• 下面我们介绍如何选择匹配的电机控制器:
• (1)选择和电机类型相匹配的控制器--如交流异步，永磁同步，直流有刷，直流无刷，方波还是正弦波，有霍尔，无霍尔等等。
• (2)查看电机标注的额定功率--选择额定功率相同的电机控制器来匹配，比如电机标称上额定功率为3KW、电压为72V，则选择额定功率为3KW、电压为72V的电机控制器。
• (3)匹配电机参数--以交流异步电机为例，察看电机编码器的齿数、线束埠排列的方向，如一般的电机编码器齿数为48或64，线束埠排列为﹢-AB或﹢BA-，控制器则要选择相对应的。
• (4)确认接线埠定义--以交流异步电机为例，先确认九芯接口（上图最右的接口）的定义，再确认其他通讯接口的定义.
• 知道了如何选择控制器之后，我们再谈谈如果控制器功率偏小或偏大的话，对电机有什么影响?
• 先说控制器功率偏小的问题。比如60V电机最大输出功率为2KW，而选择60V的控制器最大输出功率只有800W。
• 60V 800W的控制器最大平均电流为13.3A，软体设置电机堵转时相电流保护值为3倍的平均电流即相电流保护值为40A。
• 60V 2KW电机工作最大平均电流为33.3，假设匹配的电机控制器相电流保护值同样设置为平均电流的3倍即为100A。
• 如果800W的控制器与2KW的电机匹配使用时则控制器相当于小马拉大车，控制器动力不足，且因为功率管及散热的问题导致控制器进入高温保护。

电机控制器零件原料的选择

• 在电机控制器中，电池包的直流电作为输入电源，需要通过直流母线与电机控制器连接，该方式叫DC-LINK或者直流支撑，其中的电容我们称之为母线电容或者支撑电容或者DC-Link电容。
• 由于电机控制器从电池包得到有效值或者峰值很高的脉冲电流的同时，会在直流支撑上产生很高的脉冲电压使得电机控制器难以承受，所以需要选择母线电容来连接。
• 母线电容的作用--
• 1、平滑母线电压，使电机控制器的母线电压在IGBT开关的时仍比较平滑；
• 2、降低电机控制器IGBT端到动力电池端线路的电感参数，削弱母线的尖峰电压；
• 3、吸收电机控制器母线端的高脉冲电流；
• 4、防止母线端电压的过充和瞬时电压对电机控制器的影响。
• 母线电容的变迁--母线电容由最开始的电解电容变迁到现在普遍使用的薄膜电容，但电解电容并没有完全消失不用，在MOS管作为功率器件的低速车或者物流车的控制器上仍然采用多个电解电容并联使用。
  • 丰田Prius 第一代电控就是采用的电解电容，采用的三个松下电解电容器，规格为：450V/2700uF，丰田Prius在第二代电控系统中采用了定州薄膜电容，为松下的薄膜电容，但具体的参数在图片上看不清楚，就不做介绍。
• 电解电容与薄膜电容的对比--
• 1、电解电容的优点是容量比薄膜电容大；
• 2、薄膜电容相对于电解电容优势；
• 3、薄膜电容具有更良好的温度和频率特性；
• 4、薄膜电容没有极性，能够承受反向电压；
• 5、薄膜电容额定电压高，不需要串联平衡电阻；
• 6、薄膜电容采用干式设计，没有电解液泄露的危险，没有酸污染；
• 7、薄膜电容更低的ESR，更强的耐纹波电流的能力；
• 8、薄膜电容更强的抗脉冲电压能力；
• 9、薄膜电容更长的寿命；
• 10、薄膜电容更加灵活的外形设计，可根据不同的需求进行定制。
• 母线电容电压的选择--
• 电机控制母线电压除了正常的纹波电压的波动，还包括IGBT动作时电流激烈的变化产生尖峰电压和电机反转时的反电动势，薄膜电容在使用中允许有1.2倍额定电压值的脉冲，理论上可以选择额定电压较低的薄膜电容。
• 如现在的320V的电机控制器系统一般选用500VDC的薄膜电容，540V的电机控制器系统选用900V或者1000V的薄膜电容。
• 总结：综上考虑，母线电容的选取，不同的电机控制器选用的是有差别，对比计算过好些论文，以及询问国内知名薄膜电容厂的技术人员，一般会采取上面的计算公式，但对比国外的电机控制器的设计，他们采用的薄膜电容的容量更加激进，具体的怎么选用还要经过相关的实验，比如电容的温升等是否满足设计要求。

https://www.eefocus.com/baike/498574

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