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行业动态

扭转减振器脉动的影响

驱动电机作为电动汽车的动力源,与传统燃油汽车中的发动机有着同等重要的地位,是电动汽车的“心脏”,所以驱动电机的性能也直接影响电动汽车的性能。直流无刷电机(BLDCM)体积小而且结构简单,具有输出转矩大、动态性能好、功率密度高等特点,常被用作电动汽车驱动电机。随着我国相关政策的出台,对新能源汽车的扶持力度不断加大,电动汽车的需求量也在不断增加,直流环球电机迎来了发展的好时机。

直流无刷电机虽然集众多优点于一身,在各行业得到了认可,但也存在一些难题尚未解决,其中转矩脉动问题较为突出,如何抑制转矩脉动是当前直流无刷电机技术研宄的热点。驱动电机转矩脉动会引起扭转振动,影响电动汽车传动系统的稳定性和可靠性。

 

图1:驱动电机输出轴

驱动电机输出轴

对于某些电动汽车而言,其传动系统中并无机械式换挡机构,所以也没有离合器、液力变矩器等缓冲减振装置,在转矩脉动和路面激励的作用下传动系统很容易发生扭转振动,加剧传动部件的磨损,降低零部件的使用寿命,严重影响传动系统的可靠性。如图1为使用时间并不长的某微型电动汽车驱动电机的输出轴,可以明显发现其轴端花键齿已经接近磨平,传动系统发生故障引起停车。

 

目前通过电机结构的优化设计以及控制算法的改进,直流无刷电机转矩脉动在某些工况下得到了改善,但对于行驶工况复杂的电动汽车而言,转矩脉动问题仍较为严重。因此,365体育在线有必要根据电动汽车的使用特点,提出合适的转矩脉动抑制方法,改善电动汽车传动系统转矩脉动问题。

直流无刷电机的转矩脉动主要由齿槽转矩脉动、换相转矩脉动和非理想反电动势波形引起的转矩脉动等三种成分组成。齿槽转矩脉动的抑制方法主要集中于电机定子齿槽和转子磁极结构优化,齿槽结构优化法主要有:斜槽法、分数槽法、磁性槽楔法、闭口槽法、辅助凹槽法和虚拟槽法等,这些方法都能较好抑制齿槽转矩脉动。

 

直流无刷电机与直流有刷电机的工作原理大体一致,只不过是将直流有刷电机的机械换相采用电子换相加以替代。在电磁结构上和永磁直流有刷电机基本相同,区别在于直流东莞电机的定子用于安装电枢绕组,永磁铁磁极安装在电机转子上。直流无刷电机有多相电枢绕组,各绕组通过驱动器与直流电源进行连接。定子绕组与位置传感器配合,通过换相驱动电路控制各电枢绕组功率开关管的导通与关断,实现电机定子绕组的电子换相,并形成转动磁场,进而拖动带有永磁极的转子旋转。直流无刷电机主要包括电机和电子驱动器等两部分,其基本结构框图如图2。

 

图2:直流无刷电机基本结构框图

直流无刷电机基本结构框图

电机由电机本体和转子位置传感器两部分组成。电机本体包括定子绕组和转子磁极两个部分,其中转子通过永磁铁励磁。本文研宄的电机为方波驱动的直流环球电机,定子电枢中的方波电流由逆变器提供。

 

电机转子位置一般采用霍尔位置传感器进行检测。驱动控制电路根据转子位置信息,按一定逻辑顺序控制功率开关管的导通和关断,这样在通电后转子永磁极在定子绕组产生感应磁场的作用下转子发生转动。其中定子上开有齿槽用于电枢绕组的安装,永磁极安装在转子上与电枢绕组产生的感应磁场相互作用推动转子转动。