交流电机驱动机电混合模拟制动器惯性台架的研制

邢记龙 周志刚
吉林大学机电设备研究所

摘要：基于机械模拟和电模拟相结合的方法，采用矢量控制变频调速技术，研制出一台电模拟惯量汽车制动器惯性台架。本文介绍了该台架的数学模型，技术参数和总体结构。最后经过实验验证，证明该台架符合汽车制动器性能台架试验标准。

关键词：混合模拟；惯性台架；变频调速

0 引言

在车辆制动器综合性能测试中，惯性台架是必不可缺少的设备之一。传统的惯性台架是以惯量飞轮储存能量对制动器加载，被称为机械模拟台架。近些年，随着电子、计算机以及控制技术的发展，出现了电模拟台架和机电混合模拟台架。与机械模拟台架相比较，这两种模拟台架总体尺寸较小，模拟精度高，惯量便于控制和调整，能实现惯量的无级调整，因此电模拟台架取代机械模拟台架已成为当今的发展趋势。

电模拟的实现主要由直流调速和交流变频调速两种方法。目前，国内现有的电模拟台架大都采用直流调速的方法，但直流电动机存在反应慢，制造和维护比较困难等缺点。针对这些缺点，本文设计的台架采用了交流电机驱动，控制方法采用了矢量控制变频调速技术。

1 电模拟惯量数学模型的建立

1.1控制系统的分析

交流电动机的数学模型是一个高阶，强耦合的多变量非线性系统，直接通过外加信号准确控制电磁转矩比较困难。近年来随着微电子技术的迅速发展，交流电动机的变频驱动能容易地实现矢量控制，矢量控制的基本思想就是对交流电动机的控制通过等效交换与直流电动机的控制统一起来，从而可以按照直流电动机转矩、转速规律实现对交流电动机的控制。

6结论

1) 采用交流变频技术模拟台架制动惯量是可行的；
2) 本文实现的惯量模拟误差≤±1%,完全满足台架制动测试要求；
3) 应用交流电模拟技术研制成功的惯性台架实用证明可以推广。