內(nèi)嵌式轉子無刷直流電機驅動系統(tǒng)在汽車電動空調(diào)中的應用研究.pdf

1、在車載電動空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機驅動系統(tǒng)通常使用電動機提供動力。永磁無刷直流電機(Permanent Magnet Brushless DC Motor)以其小體積、高功率密度、結構簡單等特點，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驅動系統(tǒng)，用于車載空調(diào)壓縮機的驅動。
　　 無刷直流電機的控制中，檢測轉子位置是一個至關重要的問題。在壓縮機驅動系統(tǒng)中，電機與壓縮機往往會密封在同一個空間里，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中性線，也不需要通過復雜的電路擬合電機反電勢，電路結構簡單，可靠性提高。
　　 對于反電勢過零檢測中，可能出現(xiàn)的過零點檢測失誤的問題，本文研究了一種過零點位置的修正方法，對每一個過零點的準確性進行評估。對于過零點位置檢測錯誤和丟失等問題，采取錯誤甄別和丟失位置補償?shù)男拚椒?，提高系統(tǒng)運行

3、的穩(wěn)定性。
　　 通過對車載空調(diào)系統(tǒng)運行特點的研究，對于車載系統(tǒng)中一般使用的12V、24V等供電電源，設計了相應的低電壓大電流無刷直流電機驅動器。對于電動汽車等應用領域高電壓等級的要求，在低壓驅動器基礎上又進行了144V、288V等高電壓等級驅動器的設計。對于這兩類驅動器硬件電路，本文進行了比較研究，并對其穩(wěn)定性和可靠性進行了實驗驗證。實驗結果表明，本文所設計的驅動器能夠很好的滿足車用空調(diào)系統(tǒng)的控制要求，驅動器結構緊湊、工作可靠

4、。
　　 針對無刷直流電機在空調(diào)系統(tǒng)應用中的高轉速化和大功率化要求，電機本體的優(yōu)化設計將成為整個系統(tǒng)設計的一個重要組成部分?；诖?，本文研究了電磁和結構兩方面的優(yōu)化設計。電磁方面集中研究了隔磁橋等轉子關鍵部分對電磁設計的影響。由于這些部分對轉子的機械強度也有很大的影響，所以在結構優(yōu)化中對這些方面也進行了研究。
　　 本文首先使用有限元分析軟件建立電機的電磁模型，對“一”型、“V”型和“U”型三種磁鋼結構的IPM電機進行電

5、磁性能分析，同時計算轉子沖片和磁鋼受到的電磁力。然后，分別建立了三種電機的結構模型，并將電磁力導入，對轉子進行結構分析。
　　 本文對比了幾種磁鋼結構的轉子模型分析結果。隔磁橋、極靴等對電磁和結構性能的影響都比較嚴重，本文進行了對比研究。對于轉子的優(yōu)化設計，本文也進行了討論。最后，對“一”型磁鋼結構電機進行了實驗分析。仿真和實驗分析表明，考慮電磁力的影響時，隔磁橋上的應力會有一定程度的減低。相比“一”型磁鋼結構，“U”型和“V”