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汽車空調(diào)中無刷直流電機(jī)應(yīng)用研究現(xiàn)狀
發(fā)布時間:2015-05-19 作者:admin 來源:鑫精誠制冷設(shè)備
基于上述無刷直流電機(jī)特性優(yōu)點(diǎn),它在汽車空調(diào),特別是電動汽車空調(diào)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢:①體積小,能在汽車狹小的空間安裝,有利于小型化發(fā)展;②無換向火花,無噪聲,能提高汽車空調(diào)的安全性和舒適性;③調(diào)速方便,加速度大,能有效控制空調(diào)的制冷/制熱量,效率高,節(jié)約能源。正因如此,近年來,國內(nèi)外各高校及科研機(jī)構(gòu)對無刷直流電機(jī)在汽車空調(diào)中的應(yīng)用做了許多研究工作,目前,有關(guān)汽車空調(diào)中無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究,主要有以下幾個方面:
1)新型電動汽車空調(diào)系統(tǒng)中無刷直流電機(jī)應(yīng)用研究。具有環(huán)保、節(jié)能、高效的新一代電動汽車、混合動力汽車等新車型的出現(xiàn),為無刷直流電機(jī)的應(yīng)用提供了發(fā)展平臺。傳統(tǒng)的汽車空調(diào)模型已經(jīng)不適用于新能源動力汽車上,而且無刷直流電機(jī)具有體積小、效率高、功率因數(shù)高、調(diào)速特性較好等優(yōu)點(diǎn),因此它在電動汽車上具有廣闊的應(yīng)用前景。如文獻(xiàn)等對電動汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析研究,給出了空調(diào)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等采用無刷直流電機(jī)方案。研究表明,無刷直流電機(jī)更適用于汽車空調(diào)系統(tǒng),具有很大的研究價值。
2)無位置傳感器技術(shù)的研究。汽車的空調(diào)系統(tǒng)往往是密閉在一個狹窄的空間里,線路復(fù)雜,且還有比較大的震動,在這種環(huán)境下,就制約了傳感器的使用。因此,無位置傳感器技術(shù)在這一領(lǐng)域中得到了應(yīng)用。
該技術(shù)主要是通過檢測定子電壓、電流等信號進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計的測量方法,這不僅縮小了體積而且還節(jié)約了成本,對于提高系統(tǒng)的可靠性和對環(huán)境的適應(yīng)性具有很大的意義。目前,國內(nèi)外提出的方案主要有以下幾種:反電動勢法、三次諧波法、續(xù)流二極管法、電流注入法等,其中反電動勢法是技術(shù)較成熟、應(yīng)用最廣泛的方法。
3)電機(jī)啟動方法的研究。起動問題是無位置傳感器技術(shù)中突出的問題。無刷直流電機(jī)在靜止時,由于無法檢測轉(zhuǎn)子位置信號,因此需要采用外部開環(huán)啟動的方法,這時就存在如何平滑、可靠的切換至自同步運(yùn)行的問題。而在采用反電勢檢測等方法時,由于反電動勢的幅值與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比,在速度很低時,難以可靠的檢測轉(zhuǎn)子位置信號,這時就存在電機(jī)低速運(yùn)行時可靠性的問題。目前常用的啟動方法有以下幾種:如三段式啟動法、升頻升壓啟動法、預(yù)定位啟動法、脈沖注入法等,其中三段式啟動法是目前應(yīng)用較多的一種方法。
4)先進(jìn)控制算法的研究。眾所周知,永磁無刷直流電機(jī)是個非線性的、多變量的控制系統(tǒng),在伺服等有較高性能要求的場合,一般的控制方法如經(jīng)典PID算法已經(jīng)不能滿足控制要求。近幾年來,國內(nèi)外諸多專家學(xué)者將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論相結(jié)合,提出了很多新型的控制方法,如變結(jié)構(gòu)控制、智能控制等。如變結(jié)構(gòu)控制算法,它具有響應(yīng)速度快、抗干擾性能好、實現(xiàn)簡單等優(yōu)點(diǎn);智能控制是一種高級控制算法,如經(jīng)典的PID控制算法、模糊控制以及PID控制與模糊控制相結(jié)合的模糊PID控制、PID控制與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)控制等。他們的共同點(diǎn)是:控制對象不需要有精確的數(shù)學(xué)模型,并具有較強(qiáng)的魯棒性。因此,智能控制算法,是實現(xiàn)無刷直流電機(jī)走向智能化的發(fā)展途徑。
5)無刷直流電機(jī)驅(qū)動控制器的研究。從發(fā)展趨勢來看,以數(shù)字信號處理器(為核心的控制器將成為無刷直流電機(jī)驅(qū)動控制器的發(fā)展方向。如今電機(jī)控制系統(tǒng)的智能化要求和性能要求不斷提高,以及復(fù)雜的高級算法被應(yīng)用,這就要求無刷直流電機(jī)的處理器具有更高的運(yùn)行速度和運(yùn)算處理能力,一般的單片機(jī)難以滿足要求。為此,各大DSP廠商推出自己的電動機(jī)控制專用集成DSP系列芯片,使得DSP與無刷直流電機(jī)的結(jié)合成為一種趨勢。如ADI、TI、Freescale以及Motorola等,它們開發(fā)的DSP芯片大部分都將電機(jī)控制模塊集成在一個芯片內(nèi),使硬件成本降低,并縮小了芯片體積,增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的性能。因此,一款具有高度集成的、性價比較高的DSP處理器,對于提高無刷直流電機(jī)在汽車空調(diào)中工作的穩(wěn)定性和智能性有重要的作用。