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1、2010年第43卷第2期电动汽车驱动用外转子DSPM电机研究唐文武,陈世元(华南理工大学,广州510640)摘要:外转子双凸极永磁电机用于电动汽车驱动有许多优势,从控制的角度给出了基于TMS320LF2407ADSP控制的DSPM转子位置信号检测的方案;并讨论了位置脉冲信号电路与DSP之间的接口问题。关键词:电动汽车;外转子双凸极永磁电机;TMS320LF2407A;位置信号检测中图分类号:TM351;TP273文献标志码:A文章编号:100126848(2010)0220098204ResearchonOute
2、r2RotatorDSPMMotorforEVDrivesTANGWen2Wu,CHENShi2yuan(ElectricPowerInstitute,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract:Theouterrotatordoublesalientpermanentmagnet(DSPM)motorhasmuchadvantagefore2lectricvehiclesdrive.Thepaperpresentedsomeme
3、thodsofrotatorpositonsignaldetectionoftheDSPMmotorcontrolledbyDSPTMS320LF2407Afromthecontrolorientation,alsodiscussedtheproblemofin2terfacebetweenDSPandthecircuitofrotatorpositionpulsesignals.KeyWords:Electricvehicle(EV);Outer2rotatordoublesalientpermanentmag
4、neticmotor;TMS320LF2407A;Positonsignaldetection0引言112/8极外转子DSPM电机介绍双凸极永磁电机(DSPM)是随着功率电子学和111结构微电子学的飞速发展在90年代出现的一种新型可图1为一台三相12/8极外转子双凸极永磁电控交流调整系统,由T1A1Lipo等人首先提出,并机截面图。图中只画出了A相绕组,iA为相电流,进行了系列的理论和实验研究。双凸极永磁电机UA为电机A相电动势。定子极弧为定子齿距的1/的定转子结构外形与开关磁阻电机相似,呈双凸2,即15°机械角
5、,这样可以保证定转子重叠角之极结构,不同之处在于它的定子上放入永磁体,和恒等于转子极弧而与转子位置角无关,从而使转子无绕组和永磁体。研究证明DSPM具有控制灵气隙合成磁导为常数,电机无定位力矩。转子极活、动态响应快、调速性能好、转矩电流比大、弧为转子齿距的1/2,即2215°机械角,大于电子可实现各种特殊要求的转矩转速特性和效率高等极弧,可有利于电流换相。另外,任一相定子绕优点,采用双外转子DSPM电机轮式驱动的电动汽组所交链的磁链仅与该相磁导成正比。车,可以取消传动机构和差速齿轮,采用电子差速器,按所需动力来分
6、配两电机的功率,因此整[125]个系统的效率得以提高。位置信号检测是电机控制的重要环节,有多种解决方案。位置信号电路与DSP芯片之间的连接,端口也可以有多种选择。收稿日期:2007206204图1双凸极永磁电机截面示意图修回日期:2009212226基金项目:广东省自然科学基金资助项目(05006516)·98·电动汽车驱动用外转子DSPM电机研究唐文武,等112电机方程通电周期的平均值为零,因此电机的输出转矩主要由永磁转矩Tm提供。转矩的大小可以通过控制图2为给DSPM电机供电的三相全桥电路相电流大小或导通区间
7、宽度来实现,也可以采用拓扑。单拍或双拍的运行方式来控制。改变电流的极性和导通顺序可以改变转矩方向。如图3所示,纵轴分别为电机的磁链、自感、相电流和转矩,横轴为电机转子的角度位置。设外转子逆时针方向旋转,电机运行中永磁磁链一个变化周期为45°机械角,定义0°位置为A相定子齿和转子齿开始重合的位置。图2智能功率模块三相全桥电路原理图可选用IGBTS智能功率模块。电机三相绕组为Y型连接,双绕组同时通电的工作方式。每一桥臂负责一相的通断,且每一桥臂的上管对应该相通正电,下管对应通负电,上下管均截止时该相不通电。每个相绕组
8、通电周期为对应转子转过45°机械角。在一个通电周期里,每一相绕组都是图3双凸极永磁电机工作原理图30°机械角工作相带。每隔15°机械角换相一次。2位置检测信号的DSP接口简化电机的自感及磁链,分段线性化,并且只和转子的空间位置有关,电机的一相端电压为:211正交编码器接口dΨaUA=Raia+(1)TMS320LF2407A的正交编码器接口能够处理2dt路正交脉冲信号输入
