Introduction à la boucle de courant du principe de contrôle de
le moteur d'entraînement des véhicules à énergie nouvelle
Dans les véhicules à énergie nouvelle, le contrôleur de moteur (MCU) réalise le contrôle du couple et de la vitesse du moteur d'entraînement (tel que le moteur synchrone à aimant permanent, PMSM). Ses stratégies de contrôle courantes sont :
• Contrôle vectoriel (Field Oriented Control, FOC) : Cette stratégie est la méthode de contrôle la plus courante dans les applications automobiles actuelles. Il peut contrôler indépendamment le champ magnétique d'excitation du moteur (le champ magnétique d'excitation du moteur synchrone à aimant permanent est fourni par l'aimant permanent, et aucun courant d'excitation supplémentaire n'est requis pour établir le champ magnétique. Il s'agit ici du maintien de la stabilité de la liaison du flux magnétique via Id) et le champ magnétique du couple, permettant ainsi un contrôle précis du couple et de la vitesse.
• Contrôle direct du couple (Direct Torque Control, DTC) : Cette méthode ne nécessite pas de transformation de coordonnées complexe, mais atteint l'objectif de contrôle en mesurant et en contrôlant directement le couple électromagnétique et la liaison du flux statorique du moteur.
Ici, en prenant comme exemple le contrôle de la boucle de courant dans la stratégie de contrôle vectoriel, le processus de contrôle du moteur d'entraînement est résumé comme suit :
1. Position du rotor du moteur et mesure de la vitesse
Le MCU obtient les informations de position et de vitesse du rotor du moteur à partir du codeur rotatif installé à une extrémité de l'arbre du moteur ou intégré à l'intérieur du moteur, et connecté à l'arbre du moteur via un accouplement pour garantir qu'ils peuvent tourner de manière coaxiale.
Il existe principalement deux types de codeurs rotatifs : les codeurs absolus et les codeurs incrémentaux. En prenant l'application des codeurs incrémentaux comme exemple, il se compose généralement de deux séquences d'impulsions A et B avec une différence de phase de 90 degrés, et la position de référence est marquée par l'impulsion de phase Z, qui est généralement appelée position zéro ou origine. signal.
Lorsque le moteur tourne, la phase A et la phase B émettent alternativement des impulsions carrées. À ce stade, le MCU peut déterminer le sens de rotation du moteur en comparant la différence de phase de 90 degrés entre les deux phases, et déterminer l'angle ou la distance de rotation du moteur en enregistrant le nombre d'impulsions et la modification du nombre d'impulsions. par unité de temps et calculer la vitesse du moteur. Grâce aux informations obtenues sur la position du rotor et la vitesse, le MCU peut effectuer un contrôle supplémentaire tel qu'une boucle de courant ou une boucle de vitesse.
Par exemple, lorsque le moteur tourne d'un certain angle, l'encodeur génère un nombre correspondant d'impulsions. Le sens de rotation du moteur est déterminé en comparant l'ordre des impulsions des phases A et B, et la vitesse est calculée en fonction du nombre d'impulsions par unité de temps. En supposant que le MCU reçoit 10 000 impulsions en 1 seconde et que le codeur ne génère que 1 000 impulsions par tour, la vitesse du moteur est de 10 tr/min/s (vitesse du moteur ω).
Le codeur génère une impulsion de phase Z pour chaque tour. Lorsque le MCU reçoit l'impulsion de phase Z pour la première fois, il utilise cette position comme point de référence zéro, puis compte le nombre d'impulsions de phase A pour déterminer la position du rotor du moteur par rapport à la position zéro. Si 300 impulsions de phase A sont détectées, la position angulaire du rotor du moteur par rapport à la position zéro sera de 300/1000 tours ou 108 degrés (convertie en radians θ=3π/5).
