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  • 凯利KAC交流控制器调试方案

    千次阅读 2018-05-02 14:22:03
    凯利KAC交流控制器调试方案(客户版)基础调试一、 安全操作规范(调试之前必看)1. 拆装控制器时,一定要断掉总电,使电池主回路处于断路状态。2. 安装控制器时,一定要检查控制器的B+、B-与电池正、负极接线...

    凯利KAC交流控制器调试方案(客户版)

    基础调试

    一、 安全操作规范(调试之前必看)

    1. 拆装控制器时,一定要断掉总电,使电池主回路处于断路状态。

    2. 安装控制器时,一定要检查控制器的B+B-与电池正、负极接线是否正确,以避免造成短路,损坏控制器。电机UVW3相线一定要与控制器UVW3相相对应,避免后续调试出现问题。

    3. 调试前将车辆的驱动轮悬空,有条件的情况下,可以将车升至在举升机上,或者用千斤顶将驱动轮顶起。

    4. 仔细检查各端口信号是否有效,主要包括电门锁信号、档位信号、油门踏板各信号以及编码器信号是否有效,注意拉手刹。

    5. 没有举升机和千斤顶的情况下,一定要先拉住手刹,仔细检测各个端口信号,尤其是要在空挡的情况下,检测油门踏板信号,防止飞车。

    6. 初次落地启动车辆,切勿一脚踩到底,一点点踩油门,确认无异常后再踩到底。

    7. 切勿带电插拔调试串口。

    8. 在控制器运行的过程当中,或者车辆没有完全停止的情况下,切勿用调试软件写入数据,避免造成控制器死机。

    二、 调试页面

        目前调试软件连接控制器有两种方法,一种为USBRS232串口线连接,一种为蓝牙连接,特别注意蓝牙连接控制器时第一次匹配会有密码验证,密码默认为1111或者0000,具体购买蓝牙设备时请询问凯利售后人员。下面具体介绍一下调试页面。

    车辆参数图片1

    电机参数图片2

    控制参数图片3

    监控图片4

    三、 基础调试

    1、电机参数设置

       设置交流电机的基本参数是匹配交流电机以及后续调试的基础,电机基本参数配置

       分布在调试页面的图片2中所示,以KAC6030H为例:

    1)电机额定电压:42

       注意该值为AC值,即交流值,如果电机铭牌标的AC值,直接写入,如果是DC值,

       应对其进行换算;即 60 ÷= 42。

    2)电机额定电流:71

       如果电机铭牌给出,直接写入,否则计算如下:

       电机额定电流 = 电机额定功率 ÷ 电机额定电压

       因此图中电机额定电流 =  3000 ÷ 42  =  71

    3)电机额定频率:102(目前市场上低速车的驱动电机的额定频率基本上均为该值)

    4)电机额定转速:3000(目前市场上低速车的驱动电机的额定频率基本上均为该值)

    5)电机最大频率:200

       最大频率通常为额定频率的2

    6)电机最大转速:5500

       暂且可设为该值,在后面的性能调试中如何调试最高车速将会详细介绍

    7)电机极数:4(铭牌一般不标识)

    8)电机编码器线数:48

       目前市场上的低速车驱动电机的编码器线数通常4864两种,其分布规律如下

     

    电机类型(功率)

    编码器线数

    3kw

    48

    4kw

    48或者64

    5kw

    64

    7.5kw

    64

     

       一般情况下,电机上都会标识电机编码器线数,如果没有,必须找电机厂家问明,因为

       控制器编码器线数标定必须与电机编码器线数一致。如不一致,则会导致电机运转不正

       常,表现为电机抖动,速度提不起来。

    9)转子时间常数:5000(额定)10000(最大)

       根据目前市场上驱动电机的特性转子时间常数的规律如下:

     

    电机类型(功率)

    额定转子时间常数

    最大转子时间常数

    3kw

    5000

    7000

    4kw

    7000

    9000

    5kw

    7000

    9000

    7.5kw

    9000

    11000

     

    转子常数反应的是电机的转矩对应转速分布的曲线,在加速特性调试里面将详细阐述如

    何调整转子时间常数。

    10)电机空载电流:30

        即电机的额定励磁电流,根据目前市场上驱动电机的特性转子时间常数的规律如下:

    电机类型(功率)

    电机空载电流

    3kw

    30

    4kw

    40

    5kw

    50

    7.5kw

    60

                                         1

        有条件的话可以将电机寄回公司,用调压器测试其准确数值,这里不再赘述。

    11)最小励磁电流:20

    最小励磁电流决定着电机的最高转速,也就是调整车辆最大速度的时候可以调整此参

    数。

    12)编码器分频系数:20

    此参数标定调节仪表显示速度,若表显速度过小,则减小此参数,反之增大。

    13)启动转差限制RPM120

     启动转差越大,相同大小的相电流产生的电机力矩越大,爬坡能力越强,但过大会造

     成起步抖动,调节的原则是,在电机不抖动的情况下适当调大。

    14)其他参数均按默认,一般不建议调节。

        

    2、车辆参数设置

    1) 启动等待时间:0

        此参数标定为车辆打开钥匙上电控制器启动等待时间,一般情况下默认为0,也可以按

        要求等待时间设置。

    2) 欠压值:51

    用来标定欠压切断的限幅值,一般标定为控制器电压值得0.875倍左右,具体根据客户

    要求。我们控制器检测到电池电压连续30秒低于欠压值才切断,报欠压错误。

    过压值:70

    用来标定过压切断的限幅值,一但检测到电池电压高于过压值,立即切断报错。   

    3) 相线电流百分比:90

    此参数标定相线电流输出百分比,一般默认标定为90100,用来调节控制器最大相

    输出。  

    4) 电池电流限制:30

    即电池电流百分比,用来限制控制器的输出功率,保护电池。数值越大加速越猛,电池

    电流越大。

    5) 电池电流限制弱化:70

    对电池电流限制进行弱化,一般在欠压值的1.15倍时开始弱化,到欠压值时弱化结束。

    用于低压时进一步降低电池放电,增加续航,保护电池。一般默认值70,不需要修改。

    6) 油门低端报错点:2

    霍尔油门低端报错百分比,标称值2%,对应5*0.02=0.1V,小于标定值报油门类型错

    误。

    油门高端报错点:98

    霍尔油门高端报错百分比,标称值98%,对应5*0.98=4.9V,大于标定值报油门类型错

    误。

    7) 油门速率:10

    油门响应速率,值越小响应越快,范围10~100

    8) 油门类型:2

    油门类型,0:无油门;10~5V油门;2:霍尔油门。一般情况下交流控制器使用的是

    3线无油门安全开关和4线带油门安全开关的霍尔式油门,此参数都标定为2

    9) 油门低死区:20

                油门低端死区,标称值0%~40%

    油门高死区:80

                油门高端死区,标称值60%~100%

    10) 油门前进MAP70

                        油门前进MAP,范围20~80,定义正向油门50%位置时对应的最大

                        油门值的百分比,决定曲率。

         油门后退MAP20

                        油门后退MAP,范围20~80,定义反向油门50%位置时对应的最大

                        油门值的百分比,决定曲率。

         map值越大,小油门加速越猛,给人动力强劲的感觉,map值越小,小油门越柔和舒

         适,根据实际试车需要进行标定。

    11) 最大输出频率:250

         电机最大输出频率。

    12) 最大转速:6500

         定义电机的最大运行转速。速度与频率的对应关系:速度=频率*60/极对数;所以在标

         定时要把最大速度换算为最大频率,标定的最大输出频率要比换算得到的大。这里解

         释一下,60v3kw交流感应电机一般最大转速6000转,但是此最大转速标定必须比6000

         大,这里标定为6500。最大输出频率为6000*2/60=200,但是标定必须要比200大,

         这里标定为250

    13) 最大前进速度%100

                         高速档前进速度百分比,即最大转速的百分比。

         最大倒车速度%50

                         高速档倒车速度百分比

         低速前进速度%100

                         低速档前进速度百分比。低速档速度参数在两档功能标定时启用。

         低速倒车速度%50

                         低速档倒车速度百分比。

    14) 启动高踏板:不勾选禁止,勾选使能,上电防飞车功能,上电时油门有值禁止输出并

                     报错。

         刹车高踏板:不勾选禁止,勾选使能,松刹车防飞车功能,松刹车时油门有值禁止输

                     出并报错。

         空挡高踏板:不勾选禁止,勾选使能,使能此功能并且从空挡到输出,油门有值禁止

                     输出并报错。

         油门安全开关:不勾选禁止,勾选使能,此开关闭合时,油门踏板有效。此为4线带

                       油门安全开关的加速器才会使用。

         交换编码器相序:不勾选禁止,勾选使能,相当于交换编码器两物理相线。

         交换电机相序:不勾选禁止,勾选使能,相当于交换电机两物理相线。

         防溜功能选择:不勾选禁止,勾选使能。

         改变电机转向:目前此功能无法使用,不做阐述。

    3、编码器相序及电机相序调整

    油门类型设置完成以后,下一步便是设置电机编码器和电机的相序。具体步骤如下:

    1. 操作前检查控制器和电机编码器

    a) 接口定义是否正确,市场上电机编码器接线端子排序有“正负AB”“正BA负”两种,而我们的控制器编码器接线端子线序为“正BA负”,对应的颜色为“红绿黄黑”,一定要把电机编码器线序改为“正BA负”

    b) 确保电机编码器AB两相在电机转动的情况下都有信号输出,具体方法是在转动电机的情况下,如图4所示,霍尔AB信号随着电机转动都有0-1的变化。

    2. 闭合档位开关,观察图2中“前进开关”和“后退开关”框中的值,前进开关值为1表示前进,后退开关值为1表示后退,二者都为0表示空挡。如果档位的实际方向和数值不相符,则调整控制器线束的档位信号线。

             

    3. 此时挂档可轻踩油门,若出现电机抖动或者电机转向相反的情况,则需要调整编码器相序和电机相序。

              

    具体调试方法为随机勾选这两个选项,共有4种组合,调试到电机正常运转为止。

     

     

     

     

    性能调试

     

     

    一、 最高车速

    电机转速(r/m

    车速(km/h=                     * 轮胎周长(m)      

               减速比         

    根据上述公式,并经过单位换算,可以由实际车速推算出相应的电机转速,电机转速主要由以下几个参数决定

    1. 最小励磁电流

    该参数直接决定了电机的最高转速,与电机转速成反比,通常1个数值决定300-400 r/m的转速。若要增大转速,则减小最小励磁电流,反之则增大,但是原则上最小励磁电流标定参数不可小于5。另外车辆参数里“最大前进速度%”默认为100通常不作用于调整转速,但是“最大倒车速度%”可作用于调整车辆倒车速度。

       

    2. 最大转子时间常数

    该参数对电机转速有一定影响,与电机转速成反比,通常400个数值决定200r/m的转速,一般情况下不要轻易去调整转子时间常数,否则可能会对电机的转矩分布和加速性能造成影响。

    调试步骤:

    1. 图片1中“最大转速”可设置的偏大一点,一般设置成电机的最大转速

    2. 先确定最大转子时间常数,避免对调节最小励磁电流的干扰;

    3. 调节最小励磁电流确保电机转速能够达到或略超过目标转速,可以适当地留些余量;

     

    二、 加速性能

    加速性能受以下参数影响:

    1. 额定转子时间常数

    “额定转子时间常数”决定了电机转速所对应的转矩分布,实际测试母线电流分布应该是:母线电流逐渐增大后再逐渐减小,速度稳定后,电流趋于稳定。

    如果转子时间常数调整不正确,加速特性曲线会分布呈两段,加速的过程当中会出现有两次加速的感觉,加速过程中母线电流先是逐渐升高,然后下降一段,然后会继续升高再慢慢趋于稳定。所以调整额定转子时间常数一般按照表1来设定,但是也有特例后面会有说明。

    2. 电压环

    电压环的3个参数的大小决定了加速时间的长短(见PAGE2最),电压环系数越大,加速时间约短;反之加速时间越长;常用的参数有

     

    电压环比例系数Kp

    电压环比例系数Ki

    电压环ERR限幅值

    1

    0

    8

    100

    2

    100

    10

    100

    3

    200

    20

    200

                                        2

    3. 油门转矩建立时间

    该参数过大会拉长起步阶段转矩建立的时间从而影响加速的总时间;

     

    4. 电池电流限制线

    母线电流的大小决定着输入功率的大小,电流越大,加速时间越短,反之越长

     

    三、 爬坡性能

    行业标准通常是20%坡度半坡起步的次数,该项性能由以下几个参数决定:

    1. 启动转差

    启动转差越大,相同大小的相电流产生的电机力矩越大,爬坡能力越强,但过大会造成起步抖动,调节的原则是,在电机不抖动的情况下适当调大。

    2. 电机空载电流

    该参数即电机的额定励磁电流,额定励磁电流过小,会减小电机转矩。该项参数还会影

    响缓坡5%-10%坡度的驻坡性能,如果在缓坡上驻坡车辆前后晃动,适当增大此参数对

    适当改善晃动情况。

    3. 相电流限制百分比

    相同启动转差的前提下,电流越大,产生的电机转矩越大,但同时控制器和电机的温升较快,影响爬坡次数,调节的原则是在满足爬坡能力的前提下尽量进行相电流。

    4. 控制器和电机温升

       电机电控和整车匹配不合理会造成小马拉大车的现象,控制器和电机温升过快,导致高

       温弱化保护,影响爬坡次数。

     

    四、 防溜性能

       目前在两种防溜模式:

    1. 在坡道上进入防溜后,车辆会驻在坡道上,暂且称之为驻坡防溜;

    2. 在在坡道上进入防溜后,会以恒定的一个很低的转速在坡道上缓慢下溜,暂且称之为怠速慢溜;

       通过调节位置环的相关参数来调节防溜性能,各项参数见图片3

       1.位置保持模式Kp

       用来调节从进入防溜到完全防溜整个过程的时间长短,从车辆上反应出的是车子溜坡

       距离的长短,数值越大,滑行距离越短。

    2.位置保持模式Kd

       该参数用来辅助调节防溜效果

       1)驻坡防溜

          当车子在坡道上完全溜住的时候,如20%坡道上车身没有抖动,但在15%坡道甚

          至更小的坡度的坡道上会发生来回抖动的现象,适当的减小Kd,可让防溜效果更

          佳平稳。该参数和防溜转差决定防溜的平稳度

       2)怠速慢溜

             该防溜模式通常数值设置为0

    3. 位置保持err限幅

       1)驻坡防溜

          该防溜模式通常数值设置为8192

        2)怠速慢溜

              该防溜模式下,该数值应当在保证防溜平滑和稳定的基础上尽量调小该数值,这

              样防溜的电流更加的稳定。

     

    4. 防溜转差限幅

           1)驻坡防溜

       该参数决定了防溜模式下控制器输出输出电机转矩的大小,数值过大电机会产

       生抖动,数值过小则转矩输出不够,车辆无法再坡道上驻住。

       2)怠速慢溜

      该防溜模式下,该数值决定了车子在坡道上缓慢下溜过程中,速度是否平滑,过

      大则产生抖动。

       5. 爬坡防溜补偿:此参数用于车辆在驻坡时候力矩是否足够支持驻坡,如不够则相应   

           增大,当然相线电流也会相应变大。

    6. 若出现在大的坡道上,防溜稳定,但缓坡上出现来回震荡的现象,可以先增大电机

        空载电流看有无改善,如果没有效果则适当增大额定转子时间常数。

    7. 文档中没介绍到的参数请不要随意更改,以防出现性能问题,切记。

     

    五、 仪表匹配

    交流系统的仪表,从市场应用来看主要分两类

    1. 脉冲信号仪表

    控制器与该类型的仪表匹配只提供速度显示,控制器提供隔离速度脉冲信号给仪表,仪表进行换算转换为速度显示,通常仪表都是4个脉冲的,如有其它脉冲数的仪表可通过“分频系数”来调节,计算公式如下:

     

    编码器线数

    仪表脉冲速 =                           

            2*分频系数       

    但也有的控制器使用的是新的算法程序,这样用公式去测算是不准的,需要实际慢慢调试。

     

    2. CAN仪表

    控制器与该类型的仪表,主要通过CAN总线,匹配相应的软件通信协议进行通信,控制器采集各项数据,如电池电压、电机转速、档位信号等发送给仪表,仪表通过换算处理显示实时的数据,需要注意的是

    1.协调厂家发给我们相应的通信协议,如没有让厂家采用我们自己的协议

    2.确保CAN总线连线正确,即CAN-HCAN-HCAN-LCAN-L

     

    调试案例

     

    一、防溜坡调试参数分析汇总。

    1.加大位置保持参数,防溜电流补偿参数均能让防溜有小的后溜距离。                               

    2若驻坡驻不住,可以增大位置保持Kp Ki ,位置保持转差限幅,防溜电流补偿,参数  

       等。              

    3. 若能驻住,但拄坡抖动,可减小KpKi同时增大位置保持转差限幅,或增大KpKi减小位置保持转差限幅,若以上均不能调节可尝试增大电机空载电流或增大转子时间常数!

     

    二、运行中抖动

    1.若前进后退正常,电流大,速度很慢且伴随轻微抖动运行,此为编码器信号缺失造成的抖 

     动。该情况下电枢电流很大,需要立即检测:

     1) 控制器是否给编码器12v电压,使用万用表测试控制器编码器线束红黑两根线之间的电

    压。

     2)如果有供电,检查接线是否正确。

     若前进后退正常,电流大,速度很慢且伴随剧烈抖动运行,此为编码器信号缺相造成的抖 

     动。该情况下电枢电流很大,需要立即检测:具体做法为拆除电机相线,转动车轮,观察监

     控参数里的霍尔 A和霍尔B是否有0-1之间变化,如果都有变化,那转动车轮使得监控参

     数霍尔A1的时候,使用万用表测量黄黑两线之间的电压,如果有11V左右电压,则说

     明控制器编码器信号正常,如果没有则不正常,霍尔B测量方法也是一样。如果霍尔AB

     项至少有1项没有0-1变化,则说明电机编码器故障,建议更换。

                             

    2.若前进后退正常,低速能正常运行,稍微加速抖动剧烈,此为编码器脉冲不匹配造

     成!                   

     轻踩油门且松油门继续缓慢行走伴随以堵转形式严重抖动,此为电机相序不对造成

    3.轻踩便以堵转形势严重抖动,则为编码器相序不对导致。          

    4.若轻踩油门起步轻微抖动,运行起来正常,此为参数调节问题,客户软件无法调节,需要

     寄回公司处理。               

    5.若平路运行正常,爬坡度稍大便剧烈抖动,此若排除硬件零点等问题则为转差参数偏大造 

     成!

    6.加速到最高转速后,出现反复加减速,电流变化有一种高速断电的情况:此为车辆参数里

     “最大转速”低于电机参数里“电机最大转速”,从而造成电机转速超调,控制器反复调 节。

     具体设置参见前文。

     

    三、转子时间常数影响性能分析汇总

    1.最大转子时间常数加大速度减小。 

    2.适当加大转子时间常数同时减小励磁电流能够减小运行电流。

    3.若转子时间过大可能会造成爬坡没力

    4.若额定转子时间常数和最大转子时间常数相差过大,可能造成在半速时运行或加速晃动, 

      输出电流不平稳!若两者相差过小可能造成高速不稳晃

    5.额定转子时间常数过大会导致中高速松油门时还会有加速感。

     

    四、若控制器出现故障不工作,请根据故障报警音判断问题所在。

     

     

    若有交流控制器调试问题无法解决,请联系:

    合肥凯利科技股份有限公司客服部

    聂群

    电话:15256563680

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    现在是说到纯电动汽车,大家就是懵逼状态,更别说研究纯电动汽车电机控制器了,所以本文给技术控看的,外围电路都搞不明白的,还是先去研究外围电路吧。

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    关于纯电动汽车如何把高压直流变成交流电来控制纯电动汽车电机,给大家看下图,即可看明白一部分。

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    上图的3个铁片,分别对应的U、V、W三相交流电。铁片上面有孔的那头,通往电机。

    每个铁片两边,分别有一排MOS管。在MOS管附近,大家可以看到圆柱,他们分别是直流电的正极与负极。如下图,被我标上红圈的,是正极,标上黑圈的,是负极。

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    他们通过开启与关闭不同的场效应管,实现直流电与交流电的切换,工作如下图。

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    A:S1和S4 开关闭合,电从线圈的左往右。

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    A:S2和S3开关闭合,电从线圈的右往左。

    通过上面的控制,让直流电变成了下图模样。

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    S1.S2.S3.S4开关分别对应实物图中的场效应管。

    为了让变换过来的交流电,实现正弦交流电的效果,对其进行SPWM控制。脉冲宽度越大,电流越大,否则电流越小。

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    上面这幅图,等效下面这幅图,

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    至此,这个问题讲解完毕。有多少看懂与没有看懂的,请回复留言,相互切磋!想学习更多纯电动知识,欢迎参加我们的培训班.

    作者简介

    姓名:唐春生

    中汽同盟创始人

    从事汽车维修行业10多年,2012年开始,通过互联网为广大汽修人员讲解汽修知识,具有丰富的实践经验与理论知识。到目前为止,已经帮助数千人提升汽修技术,培养了许多具有管理与营销能力的技术型人才。

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空空如也

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