1 引言
随着能源和环境问题日益受到重视，电动汽车以其清洁无污染、能量效率高、低噪声、能源多样化等优点得以迅速发展。电动汽车作为一种交通工具，工作环境复杂多变，其电机驱动系统需要满足高可靠性、高效率、调速性能好、造价低等性能要求。
2 电动卡车的运行特性分析
电动卡车运行工况分析基于逆变器—电机系统设计基础，主要包括特征工况分析和典型工况分析。由电动卡车运行工况分析可得出电动卡车对逆变器—电机系统的要求，同时可确定逆变器—电机系统的相关动态特性。
2.1 电动卡车的动力特性分析
(1) 电动卡车行驶过程中的动态平衡方程为：
Fd=Fr+Fw+Fs+Fa (2—1)
式中： Fd为电动卡车运行所需驱动力：Fd=(M2*ig*ηm) /(1/2D)。式中： M2为电机轴输出电磁转矩; ig为传动比，取为10; ηm为机械传动效率; D为车轮直径。
Fr为运行阻力; Fw为空气阻力; Fs为斜坡阻力; Fa为加速阻力。
(2) 电机的基本工作参数为：
电机轴输出功率 P2=Fd*V/ηm (2—2)
电机转速 n=60/∏*ig*V/D (2—3)
电机轴输出转矩 M2=9550P2/n(2—4)
2.2 电动卡车的特性工况分析
(1) 起动性能：用于决定变频器—电机系统的快速性。为满足车辆冷起动加速时间不超时，要求牵引逆变器瞬时输出最小功率(电机轴输出功率);
(2) 加速性能：用于决定电机的最大输出功率。并以此决定电机最大功率(电机轴输出功率);
(3) 最大爬坡度：用于决定电机的最大输出转矩。根据工况要求，最大爬坡度为15%;
(4) 最高车速：用于决定电机稳定持续输出功率和电机最高转速。为满足最高车速要求，变频器最高输出频率为112Hz;为满足车辆以最高车速长时间匀速行驶的要求，电机稳定持续输出功率不低于22kW(电机轴输出功率)。
3 Vacon变频器控制系统的实现
图1 系统构成框图
系统要求：
(1) 通过起/停按钮控制电动车的起动和停止，起动时按谐波加速到给定转速，停车时回馈制动，将电动车的动能回收到蓄电池中;
(2) 通过正反转按钮实现电动卡车的前进和后退。后退时做转速限制，防止后退速度过快造成事故;
(3) 电动卡车的车速参考值为电动踏板的模拟信号，1V对应最低车速，4V对应最高车速。
根据电动卡车工况特点，通过参数设置将电机控制在最大转矩工作曲线下，使车辆在低速时也能输出足够大的转矩，以满足车载要求。此外，Vacon变频器具有开环速度控制方式，可进行转矩补偿，并满足低速大转矩输出要求。
设置相关控制参数如下(选用vacon 多目标控制应用宏)：
(1) 正确设置电机铭牌数值参数，包括：电机额定电压参数P2.1.6，电机额定频率参数P2.1.7，电机额定速度参数P2.1.8，电机额定电流参数P2.1.9，电机功率因素cos phi 参数P2.1.10;
(2) 设置正反转频率限制参数，包括：电机反转频率限制参数P2.6.19，电机正转频率限制参数P2.6.20;
(3) 电机最大电流限制参数P2.1.5，保证电机在重载负荷时，限制最大输出转矩，保证变频器的稳定连续工作;
(4) 由于电动卡车工况经常在加速和刹车之间切换，因此将启动方式P2.4.6设置为飞车启动;
(5) 相比于传统汽车，电动卡车可以在制动过程中将电机控制于发电状态(设置停止参数P2.4.7)，从而实现能量回收，达到节约电能并增加车辆续驶里程的目的;
(6) 设定启动加减速时间参数以达到舒适的启动停止控制，包括：加速时间参数P2.1.3，减速时间参数P2.1.4。
4 总结
随着能源紧缺和环境问题的越来越突出，电动卡车已成为研究热点，国内外汽车厂家均已推出各自的电动卡车。Vacon变频器以其优良的性能和开放的编程平台，为该领域用户提供了完美的驱动系统解决方案。在电动卡车行业中，Vacon变频器会有更广的应用。
