电动车论坛

标题: 控制器测功曲线 [打印本页]

作者: yjz 时间: 2008-10-13 10:56
标题: 控制器测功曲线
先贴两种控制器的测功曲线,请大家评论一下各自的优缺点并叙述理由,最好避免仅仅结论式的评语.

作者: 水滴石穿 时间: 2008-10-13 18:22
标题: Re
其实这样相对比较敏感的话题，yjz同志应该自己先发表一下高见，抛玉引砖的，否则做得比你好的人可能不愿意说，做得比你差的人不知道该如何说，呵呵。

个人对曲线还算的上是有一些小小的研究，所以在此就凭个人理解胡侃几句，不对的地方，大家多多指点；正确且对大家有所启发的地方，也不必感谢。

第一条曲线，很熟悉的曲线，多年前几乎大家(没有优化的)都是这样的曲线。后面的电流上翘，应加以处理；另外，这个控制器在15Nm以后表现是不好的。

第二条曲线，虽然限流点和第一条一样，但是前面稍微陡峭一些，将会有一些好处；尾端也下垂了一点，这两个地方比第一条有改善。

在控制技术不断更新的今天，第二条曲线，显然还不能让yjz同志满意(也许他满意了也说不定，呵呵)，所以他才发帖子(开玩笑的)。为什么这么说呢？仔细看，最大输入功率点大约在24~25Nm，此时的效率大约在68.5~69%，和最高效率点(77%)差别较大，使得效率落差大，换句话说就是效率曲线下垂过于厉害，使得高效率区的面积较小，这样带来什么样的负面影响想必大家都很清楚。当然，也还有一些别的地方需要完善的。

为什么曲线会这样？整个行业能理解并推论出结果加以曲线修正的人，可能用一只手都可以数出来(现在)，当然并不是说我就是其中之一，所以也不必把我说的话当成完全正确的东西，我只是对这个现象关注过几年了，现在只能说有一点点心得。这个也许可以算得上最核心的东西，也是比同步整流更有意义的东西，更是比yjz的“H-ON-PWM —— L-PWM-ON”更实在的东西(兼听则明，所以yjz可不要恼我说这句话哦)，将让我国电动车驱动控制技术更上一层楼。
两条曲线的效率总体都偏低，可能和电机、功率管、驱动、控制算法有关系。

说得不到位或者不透彻之处，还望yjz以及各位行家多多包涵，呵呵。

[ 本帖最后由水滴石穿于 2008-10-13 18:25 编辑 ]

作者: zwmcu 时间: 2008-10-13 19:42
怎么测功都没测到电机停转?

[ 本帖最后由 zwmcu 于 2008-10-13 21:44 编辑 ]

作者: yjz 时间: 2008-10-13 20:58
标题: 回复 #2 水滴石穿的帖子
水滴石穿兄弟

虽然图不够清楚,但最大功率输出点(这里水滴石穿兄弟的“最大输入功率点”应该为笔误)一般只可能发生在恒流线的左侧而不会发生在转速大幅下降后的24~25Nm区间.

至于水滴石穿兄误以为我们的“mos管平衡驱动技术”是“H-ON-PWM —— L-PWM-ON”方式,我只能说NO.

两条曲线的效率偏低是因为电机的原因,用好电机来测试产品测试效率当然会显得高,但也可能会掩盖一些问题.

说明一下:这是两只不同方案控制器的测功曲线.

[ 本帖最后由 yjz 于 2008-10-14 09:33 编辑 ]

作者: yjz 时间: 2008-10-13 21:01
索性连主要测试数据一块贴上吧^_^

作者: yjz 时间: 2008-10-13 21:10
再贴两张测功曲线,请大家继续评介.

作者: yjz 时间: 2008-10-13 21:18
测功曲线-3的控制器是某控制器生产厂为迎合某整车厂要求而刻意调校的,电流线上升段与恒流段结合完美,却引起此类测功曲线控制器整体故障率偏高,有高手能分析一下原因吗?

[ 本帖最后由 yjz 于 2008-10-13 21:21 编辑 ]

作者: zwmcu 时间: 2008-10-13 21:54
YJZ发的曲线3图明显是平均限流的故障率高在情理之中！我这里也有一个2000W的曲线和你发的类似，但由于硬件条件太好了，返修几乎没有！

[attach]25528[/attach]

作者: sheji 时间: 2008-10-13 22:04
都不做恒扭矩（或恒负载）曲线吗？

比如你的产品，额定功率下的额定转速会对应一个额定扭矩。那就用这个“额定扭矩”作为恒定负载，来测绘控制器-电机系统的电气曲线（从静止到你的额定转速、也许有能力再高）。

作者: yjz 时间: 2008-10-14 09:32

原帖由 zwmcu 于 2008-10-13 21:54 发表
YJZ发的曲线3图明显是平均限流的故障率高在情理之中！我这里也有一个2000W的曲线和你发的类似，但由于硬件条件太好了，返修几乎没有！

25528

看得出zwmcu是对测功曲线有深入认识,只要明白了测功曲线形成的机理,想调整其形状是轻而易举的事,有些人过份推崇测功线的形态并为此牺牲电流控制的实时性是得不偿失的,因为电动车大部分时间只工作于测功图的某一部分区域,个人认为设计程序时“顺其自然”才是恰当的选择.

谢谢大林子兄置亮^_^

[ 本帖最后由 yjz 于 2008-10-14 10:07 编辑 ]

作者: ckks 时间: 2008-10-14 10:47
方振兄和紫威兄请把你们二人的最新曲线发上来供大家研讨呢你们的东东可能成为行标。

作者: 大林子 时间: 2008-10-14 17:06

原帖由 yjz 于 2008-10-14 09:32 发表

谢谢大林子兄置亮^_^ ...

楼上几位的发言都很精彩，加亮方便大家看，不喜欢置顶，放上面就没几个人看了。

作者: jcq 时间: 2008-10-14 19:35

原帖由 sheji 于 2008-10-13 22:04 发表
都不做恒扭矩（或恒负载）曲线吗？

比如你的产品，额定功率下的额定转速会对应一个额定扭矩。那就用这个“额定扭矩”作为恒定负载，来测绘控制器-电机系统的电气曲线（从静止到你的额定转速、也许有能力再高）。

我也认为0-额定转速的各种恒扭矩是实际需要的，也会暴漏许多缺点，也是厂家所尽力掩盖的！

作者: yjz 时间: 2008-10-15 20:23

原帖由 sheji 于 2008-10-13 22:04 发表
都不做恒扭矩（或恒负载）曲线吗？

比如你的产品，额定功率下的额定转速会对应一个额定扭矩。那就用这个“额定扭矩”作为恒定负载，来测绘控制器-电机系统的电气曲线（从静止到你的额定转速、也许有能力再高）。

没听说过永磁直流无刷电机控制中有人作恒转矩控制的.

在交流变频调速中如果交流异步电机工作于额定转速以下而工作电压不变的话会发生电流增大而引起转矩增加,这种情况下才引进同步减少电机工作电压的恒转矩控制技术,其目的无非把电流控制在电机能承受的范围之内.

永磁直流无刷电机的控制机理与交流异步电机不同,不能生搬硬套交流变频调速的那一套控制技术.

作者: yjz 时间: 2008-10-15 20:29

原帖由 ckks 于 2008-10-14 10:47 发表
方振兄和紫威兄请把你们二人的最新曲线发上来供大家研讨呢你们的东东可能成为行标。

我上贴的四张测功曲线分别来自xc846、atmega48、cy8c24423三种控制器方案.

如果ckks兄还记得我那篇《如何识别真假逐周限流控制器》的话,你就可以很容易辨别出那张测功线是我们方振电子产品的.

“电流控制是电动车控制器的灵魂，它的好坏直接关系到控制器的品质和可靠性。在诸多的电流控制方式中，以逐周方式限流的综合性能最为出色。可惜迫于8位单片机的运算速度要达到真正的逐周限流是非常困难的，它除了取决于单片机的性能以外更主要依赖于编程者的编程技巧。也正因为逐周限流方式的莫大优点，所以一些根本做不到逐周限流的控制器也在其广告中打出了逐周限流的招牌来鱼目混珠，那么该如何识别真假逐周限流的控制器呢？

这还得从控制器电流控制的原理说起，控制器的输出电流经过电流采样元件（在电动车控制器中一般为康铜丝）取出幅值正比于输出电流大小的电压信号，这个微弱的电压信号或经过模似放大或直接送入单片机AD进行数字转换获得大约20~30个字的数字电流大小幅值标识。由于模似放大的频宽、温度漂移和噪声的影响以及AD转换的离散性，会造成电流数字信号的波动，如果单片机及时根据电流数字信号的大小调节控制器PWM输出，无疑会引起限流曲线的变化，这种变化幅度虽然不大却不能通过程序来加以遏制（因为这样就丧失了逐周限流的即时优势），所以它是无法消除的。

知道了逐周限流的特征，我们就不难从控制器的限流曲线来识别真假逐周限流控制器，除此以外，还有一种更简便的方法：仔细分辨电机堵转时的电机电流声，如果是逐周限流的控制器，它的电流声一定会有波动感。
”

[ 本帖最后由 yjz 于 2008-10-15 20:34 编辑 ]

作者: yjz 时间: 2008-10-15 21:35
说一下个人对测功曲线的理解:

一个方案的测功曲线最初形成于该方案的电流控制结构和算法,设计人员为了实现自己的设计意图或客户的要求往往会根据实测曲线对最初设计作出修改,这种补偿式的修正却会对电流控制的实时性造成影响(这在实时性要求很高的逐周限流电流控制方式中尤甚),那种采用分段式或滤波式的补偿虽然可能制造出平滑漂亮的测功曲线却往往也是对实时电流控制危害最大的.

在8位mcu的运算能力范围内,一个平滑漂亮的测功曲线往往是以牺牲电流控制的实时性为代价的,而测功曲线恒流末端的上升或下降本身无所谓好坏之分,仅取决于设计人员的设计意图和客户要求,如果恒流末端上升,好处是低速段相对有力代价是发热稍大;如果恒流末端下降,好处是发热稍低代价是低速段相对乏力.

测功曲线偏离设计者的意图,其影响是多方面的,除了电路结构和程序算法的关系以外,还与电流补偿的范围、电机绕组电感等诸多因素有牵连,值得一提的是:高速时的电流相移也会影响测功曲线的形态,而这点往往为设计人员所忽略.

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