內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在汽車電動(dòng)空調(diào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、在車載電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常使用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。永磁無刷直流電機(jī)(Permanent Magnet Brushless DC Motor)以其小體積、高功率密度、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，適合于車載工作環(huán)境。本文研究了一種永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于車載空調(diào)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
　　 無刷直流電機(jī)的控制中，檢測轉(zhuǎn)子位置是一個(gè)至關(guān)重要的問題。在壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)與壓縮機(jī)往往會(huì)密封在同一個(gè)空間里，工作環(huán)境惡劣，位置傳感器等的使用受

2、到很大限制。本文研究了一種基于反電勢過零檢測的無位置傳感器控制方法，檢測轉(zhuǎn)子位置。與傳統(tǒng)反電勢過零檢測方法相比，本文所使用的檢測方法無需引出電機(jī)中性線，也不需要通過復(fù)雜的電路擬合電機(jī)反電勢，電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性提高。
　　 對于反電勢過零檢測中，可能出現(xiàn)的過零點(diǎn)檢測失誤的問題，本文研究了一種過零點(diǎn)位置的修正方法，對每一個(gè)過零點(diǎn)的準(zhǔn)確性進(jìn)行評估。對于過零點(diǎn)位置檢測錯(cuò)誤和丟失等問題，采取錯(cuò)誤甄別和丟失位置補(bǔ)償?shù)男拚椒?，提高系統(tǒng)運(yùn)行

3、的穩(wěn)定性。
　　 通過對車載空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)的研究，對于車載系統(tǒng)中一般使用的12V、24V等供電電源，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的低電壓大電流無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。對于電動(dòng)汽車等應(yīng)用領(lǐng)域高電壓等級(jí)的要求，在低壓驅(qū)動(dòng)器基礎(chǔ)上又進(jìn)行了144V、288V等高電壓等級(jí)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。對于這兩類驅(qū)動(dòng)器硬件電路，本文進(jìn)行了比較研究，并對其穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器能夠很好的滿足車用空調(diào)系統(tǒng)的控制要求，驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠

4、。
　　 針對無刷直流電機(jī)在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用中的高轉(zhuǎn)速化和大功率化要求，電機(jī)本體的優(yōu)化設(shè)計(jì)將成為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。基于此，本文研究了電磁和結(jié)構(gòu)兩方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。電磁方面集中研究了隔磁橋等轉(zhuǎn)子關(guān)鍵部分對電磁設(shè)計(jì)的影響。由于這些部分對轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度也有很大的影響，所以在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中對這些方面也進(jìn)行了研究。
　　 本文首先使用有限元分析軟件建立電機(jī)的電磁模型，對“一”型、“V”型和“U”型三種磁鋼結(jié)構(gòu)的IPM電機(jī)進(jìn)行電

5、磁性能分析，同時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子沖片和磁鋼受到的電磁力。然后，分別建立了三種電機(jī)的結(jié)構(gòu)模型，并將電磁力導(dǎo)入，對轉(zhuǎn)子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
　　 本文對比了幾種磁鋼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子模型分析結(jié)果。隔磁橋、極靴等對電磁和結(jié)構(gòu)性能的影響都比較嚴(yán)重，本文進(jìn)行了對比研究。對于轉(zhuǎn)子的優(yōu)化設(shè)計(jì)，本文也進(jìn)行了討論。最后，對“一”型磁鋼結(jié)構(gòu)電機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。仿真和實(shí)驗(yàn)分析表明，考慮電磁力的影響時(shí)，隔磁橋上的應(yīng)力會(huì)有一定程度的減低。相比“一”型磁鋼結(jié)構(gòu)，“U”型和“V”