【小实例大门道】论扭矩闭环控制的重要性！

(原)东方骑士2

       大家好，我是东方骑士！众所周知，目前论坛上广大坛友所用的电动车、电摩控制器以电机控制方式来分，可分为速度闭环控制和扭矩闭环控制两大类，（部分简易控没有闭环控制，仅控制MOS通断仍划分为速度闭环内），典型的如宇扬星、晶汇、高标等都是速度闭环，而凌博、萨博沃顿、凯利、魔力士等都是（或具有）扭矩闭环功能。


      大家看过我的帖子或者回帖都知道我是扭矩闭环的忠实信仰者，而我一直坚信扭矩闭环是具有先进性的电机调速操作控制方式，之前有朋友跟我聊天提出质疑，认为速度闭环比扭矩闭环在舒适性安全性上要高的多，当时提出的例子是：具有速度闭环控制器的二轮电车，无论在平路顺风、逆风、上坡、下坡、过障都能保持非常稳定的速度（路况变化毋需调整转把），体验感觉要高得多。当然这位朋友并没有用过扭矩闭环控制器，自诩认为速度闭环很优越。


      而我今天要像大家介绍一个自己亲身经历的事例，也是最近几天发生的事情。先简单介绍一下我的车，高配雷霆王，全顺10寸2000W瓦片（计划升级12寸瓦片中），配合萨博沃顿72150控制器。
事情发生的地点是一位亲戚家的小区侧门，应约去几公里外的亲戚家聚餐，遂骑电摩出发。由于该小区的侧门距离主干道较近，很多人都由侧门抄近路出入小区，侧门年久失修，路面条件较差（有少量沙土和小石子），本来是一个比较陡的坡，最近几天由于大车碾压，坡前出现一个不易察觉的深坑（后来询问得知）。
骑行至侧门，先要从主路经历一个90度的转弯，然后上坡进门，当时进出人很多，包括四轮轿车，我由主路右转至侧门前（速度约15km/h），突然发现前方比往常多出一个坑，采取措施已来不及，前轮进入坑内，由于转把位置不变，阻力突然加大，车速骤然下降，至后轮进入坑内，车速缓慢降低至较低车速，我看准时机，加大电门（但不满把，人为不输出最大扭矩，防止后轮打滑），安全驶出深坑并上坡。（同时身边驶过一辆小轿车）
当时就心有余悸，如果是速度闭环的控制器，很危险，因为前轮陷入坑内，阻力变大，如果未能及时降低转把或刹车，控制器需要维持电机速度不变，需要输出很大功率（对于小功率控，基本是瞬间满限流），电机功率瞬间变大，车辆将进入不稳定状态，非常危险。相当于高速过深坑。而后轮进入坑内车速降到很低需加速，轻微多拧一点转把，速度闭环控制器会使电机满功率运行切换到给定转速，猛窜，后轮很可能会打滑摔车。

      在这个实例中，扭矩闭环的操控性优势尤其是中低速操控性，对于过障时稳定车速，保证车速加减速平滑变化，人为控制加速度避免轮胎打滑等方面有巨大贡献，是对行车安全性的强有力支持！

      果然，而后聚餐时与侧门旁饭店老板交谈，说这几天因为这深坑，已经摔了好几个骑电动车了，太危险了。深感到是扭矩闭环控制器立了功，如果是速度闭环控制器，我也很可能摔车。


      这就是我之前跟那位朋友一再说明的，扭矩闭环控制器的优点：1，精确控制电机出力（功率输出）从而控制很多变量，如加速度。需要加大的功率（扭矩）的场合人为加大，而不需要加大功率（扭矩）的场合可以人为控制不加大。
2.增强路感，及时感受到外界环境因素对于行车的诸多影响，从而第一时间做出应对。如上坡，自然减速要加电门，下坡要收油门，或者利用下坡在输出功率不变的情况下加速。车辆由低阻力路段行驶至崎岖路段，路面的突然变化等，甚至车辆自身故障导致功率耗损加大，第一时间发觉并采取措施。
（全文完）

yang9845

那你先说那有速度闭环的车再说。

(原)东方骑士2

yang9845 发表于 2018-1-28 23:22
那你先说那有速度闭环的车再说。

不好意思。晶汇、宇扬星等速度闭环的控制器我都用过。

yang9845

东方骑士2 发表于 2018-1-28 23:24
不好意思。晶汇、宇扬星等速度闭环的控制器我都用过。

还真有，我错了，我确实没见过

一小功率控，怎么速度闭环，这类控应该都是顶满油门用的。。。。。。

(原)东方骑士2

yang9845 发表于 2018-1-28 23:27
还真有，我错了，我确实没见过

一小功率控，怎么速度闭环，这类控应该都是顶满油门用的。。。。。 ...

不明白你说的。。。。

(原)yl0320

太专业了！看不懂！

(原)demonity

楼主你所说的速度闭环和扭矩闭环，我的理解是控制器（变频器）的两种工作模式，速度模式和转矩模式。
转矩模式下有电流环（即转矩环），可以无速度环，或者有速度环但只起到限制最大转速的作用。以控制转矩大小为目的，速度随负载不同而变化。电流环（转矩环）分为开环控制和闭环控制，高端的电摩控制器的电流环是闭环控制，普通控制器的电流环是开环控制。
而速度模式，有速度环和电流环，以控制转速为目的，实现转速在一定负载范围内稳定不变。目前永磁同步电机大多采用霍尔传感器，可以实现精度不高的速度环闭环控制。

只是两种工作模式，本无优劣之分。而且速度模式是在一定负载范围内保持转速稳定不变，负载变化较大时仍然会调整转速。

凌博、萨博沃顿、APT这类控制器提供的这种转把模式貌似都称为“线性转把”模式，提供了可开关的选项，以满足不同的需求。

还有，我的观点是楼主可能弄混了一些概念，而不是认为速度模式就一定优于转矩模式，只是我个人比较习惯速度模式而已。

最后再强调一下，采用速度模式工作的控制器，在上坡、迎面突然刮来的风太大这类情况下，转把位置不变也还是会降速的，但是上非常缓的坡、迎面刮来的风不大时，速度基本不变，我认为这是一种合理的设计。

天启

分类就是  一个是额定速度来输出    一个是额定电流来输出    前者较为便宜，  

(原)typ3

扭矩最好做。就是测电流控制开关。电流=扭矩
测个电流，哪个厂家好意思叫做反馈

(原)东方骑士2

demonity 发表于 2018-1-29 00:30
楼主你所说的速度闭环和扭矩闭环，我的理解是控制器（变频器）的两种工作模式，速度模式和转矩模式。
转矩 ...

恕我直言，你的回复漏洞百出。
1.无论是速度闭环还是扭矩闭环，都有基本的母线限流功能（几十元的傻控都有母线限流功能），而速度闭环通常只有母线限流，无电机相电流监测与控制，扭矩闭环则为具有电机相电流采样与控制。
2.萨博沃顿只有扭矩闭环控制，调试程序中并无什么“线性模式”开关。没有用过就不要瞎说。
3.速度闭环控制的控制器，如果遇到大上坡或路障，速度下降是因为电机扭矩（功率）不够所致，并非控制器主观程序设计，你让一个500W电机上短暂的20度坡，就算控制器占空比全开，电机也产生不了足够的扭矩（功率）来维持原平路的高速度，这是原因。
而功率储备足够的情况，负载变化时，转速一直可以维持。
比如你让宇扬星96150配全顺4000W瓦片，功率储备足够，以30公里速度巡航，无论是突然上20度坡还是过岗子过坑等复杂路况，转把不变，理论上都是可以维持原速度不变的，但是那时轮胎会不会打滑，车身会不会失稳，会不会有摔车的危险，那就是另外一回事了。
4.目前四轮新能源电动轿车（如比亚迪、北汽、江淮等主力新能源车，老年车低速车除外）毫无一个例外均采用电门对应扭矩闭环控制，足以说明问题。