Управляющая электроника (контроллер) выполнена на базе сигнального процессора типа TMS320F2407A фирмы Texas Instruments. Процессор имеет встроенную энергонезависимую память программ, защищённую от несанкционированного доступа потребителей, 16 каналов аналого-цифрового преобразования, 2х6 каналов цифро-аналоговых ШИМ - преобразователей, развитую периферию. Процессор ориентирован на управление двигателями и импульсными источниками питания. Электроника, в соответствии с алгоритмами управляющих программ процессора, обеспечивает измерение необходимых параметров СГУ, управление работой всех преобразователей, управление режимами работы СГУ (зарядка конденсатора => работа в режиме стартера с запрограммированной процедурой управления ключами => переход системы в режим генератора => зарядка аккумулятора при работающем ДВС и т.д.). Сигнальный процессор через специальный отладочный 14-контактный JTAG разъём имеет выход на специализированный эмулятор в PC, с помощью которого осуществляется загрузка программ и контроль функционирования контроллера. РС используется только на этапе отладки. Кроме того, как упоминалось выше, используется СОМ-порт РС для управления режимами работы СГУ от отдельной программы, ориентированной на оператора стендовых испытаний.
В качестве примера рассмотрим один из режимов функционирования СГУ. В режиме стартера, до запуска двигателя, контроллер включает двунаправленный преобразователь в режим зарядки суперконденсатора до напряжения, достаточного для запуска ДВС. В нашем случае величина этого напряжения может быть задана от 50В до 300В. Далее, для запуска двигателя контроллер генерирует трехфазное синусоидальное напряжение в соответствии с алгоритмом реализации базовых векторов ШИМ - модуляции и с помощью трехфазного инвертора запускает двигатель с максимальным моментом, базируясь на сигналах с датчика положения ротора. При наборе оборотов, достаточных для запуска ДВС, стартерный режим отключается. После запуска ДВС двунаправленный преобразователь переводится контроллером на обратное преобразование – зарядку аккумулятора и обеспечение питания потребителей электроэнергии автомобиля. В одном из наших макетных вариантов электроника СГУ включала в себя также преобразователь – стабилизатор напряжения 42В, но затем от него временно, из-за ненадобности, отказались.
Результаты испытаний.
В феврале 2002г. макетный образец стартер-генератора в комплекте со стендовым силовым преобразователем и управляющим программным обеспечением был испытан на стендах в НГТУ, а затем в Институте ядерной физики СО РАН при участии представителей АвтоВАЗ. В ходе испытаний были получены следующие результаты:
В стартерном режиме стартер-генератор за 0.2 секунды разгоняется до 750 об/мин. с нагрузкой, момент инерции которой приблизительно эквивалентен моменту ДВС.
Максимальный момент сил, полученный на стенде при нулевых оборотах и при токе в обмотках статора 140А, равнялся 170 Нм. Благодаря наличию предварительно заряженного суперконденсатора, такой момент обеспечивался в течение 1 секунды практически без потребления тока от аккумулятора (в этот интервал времени). Момент 140-150 Нм обеспечивался в течение 2 секунд, а момент 90-100 Нм удерживался в течение достаточно длительного времени (более 10 секунд). Эти результаты получены при напряжении на суперконденсаторе всего около 150В (22.5кДж), тогда как он может быть заряжен до 300В (90кДж).
Оценки показывают, что стартер-генератор с полученными характеристиками позволит разогнать автомобиль до 40-50 км/ч (по ровной дороге) только на запасенной электрической энергии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.