汽车电动转向系统用驱动电机现状与其发展

《汽车电动转向系统用驱动电机现状与其发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汽车电动转向系统用驱动电机现状及其发展郑虎周中坚(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】汽车电动转向系统用驱动电机目前主要有永磁直流电机、异步电机和永磁同步电机。对于应用于汽车电动转向(EPS)系统而言，各种电机都有其适用性和局限性。文章在分析各种电机特点基础上，结合EPS发展，提出了EPS电机的发展方向。【Abstract】Themaintypesofdrivingmotorforautomotiveelectricalpowersteeringinclude：permanen

2、tmagnetcontinuouscurrentmotor，asynchronousmotorandpermanentmagnetsynchronousmotor．ThemotorshavetheirownadvantagesandlimitationswhenapplyingtoautomotiveEPSsystem．Basedontheanalysisofthecharacteristicsofthesemotors，thedevelopmentdirectionofthemotorishighl

3、ightedcombinedwiththedevelopmentofEPS．【关键词】电动转向系统汽车驱动电机doi：10．3969／j．issn．10074554．2011．02．09供助力。图1是典型的P—EPS系统对电机转矩的0引言要求。虽然不同型式的EPS对电机的功率要求不同，但是转矩曲线的形状和趋势是相同的。根据随着能源压力日趋显著，节能降耗已成为汽EPS系统的助力特性，不仅要求电机具有低速大车领域一个十分重要的研究课题。正是在这一背扭矩，扭矩波动小；而且要求它可靠性高、易于控景下，近十年来

4、，汽车电动助力转向系统(EPS)在制、效率高、转动惯量小、振动噪声小等。随着国内的汽车领域得到了很大的发展和进步。较传EPS的发展，不断有高性能的驱动电机出现。目统的液压助力转向器，EPS具有显著优点：驾驶操前在EPS中应用的主要自。永磁直流(自‘刷)电机、纵稳定性好；节能环保；易于模块化设计和安装；异步电机、永磁同步电机以及正在研究的开关磁便于维修，易于调整和检测；可以根据个人偏好，阻电机。下文首先对这几种电机的特性进行逐一调整助力模式。此外，一些新技术的应用如自动分析，在分析的基础上，结合EPS发

5、展，提出EPS电机的未来发展方向。驾驶、自动泊车等，也需要应用EPS。目前市场上的EPS主要有管柱式(C—EPS)、齿轮式(P—EPS)、双小齿轮式(D．EPS)和齿条助力式(R—l直流电机EPS)，以及正在研发阶段的线控转向⋯。EPS有几大部件：控制器、驱动电机、扭矩传永磁直流电机(DCBM)最早应用于EPS中。感器、机械减速机构和机械转向器。其中驱动电从式(1)和(2)可知，电磁转矩与电枢电流呈线机作为EPS主要部件之一，主要功能为向EPS提性关系，通过控制电枢最大电流和电机端电压，即收稿日期：2

6、010—1I一19·36·上海汽车2011．02；＼4z3＼、＼、、墨～图3EPS用直流电机部件(HondaEPS)采用DCBM。能获得和图l相似的电机在不同转速下的转矩特但是，对于EPS系统而言，DCBM存在一定的性。缺陷，例如电磁兼容(EMC)难于满足要求，功率偏To=C，(1)小，噪声大，寿命短，而且由于电刷和换向器机构mU=Cn++△U(2)的存在，电机的可靠性有很大隐患。尽管可以通式中，为电磁转矩；C和C为转矩常数和过斜槽可以减小齿槽转矩(CoggingTorque)，但是反电势常数，只与电

7、机本体有关；，为电枢电流；由于换向器的存在，其扭矩波动(TorqueRipple)相为每极气隙磁通；为电枢电阻；U为电机端电压；对来说比较大。△U为电刷压降；n为电机转速。在进行DCBM电机设计时，需要特别注意的早期应用于EPS的DCBM见图2所示。电问题如下：机带有电磁离合器，其目的是消除电机失效时对(1)由于铁氧体材料矫顽力具有负的温度系转向系统安全隐患。电机的磁性材料为铁氧体，数，在设计时需要校核低温时最大电流对永磁体的退磁影响，以避免对电机造成不可逆退磁。因其额定电流一般在30A左右，功率一般

8、在200W左右，输出扭矩在1．5Nm左右。主要用于微型车等为不可逆退磁将对电机性能和转向机性能造成严重影响。前轴载荷相对较小的车辆中。(2)目前采用较多的是定子采用4极，2对电刷，电枢并联支路数为2，这就要求两条并联支路平衡性要好。否则，由于电枢电阻很小，即使较小⋯支路的不平衡，也会导致较大的环流产生，导致电机发热，性能下降，可靠性降低甚至失效。采用均压线可以解决这个问题。(3)如果转子残余动不平衡量较大，则会导致电机振动和噪声，同时也会导致转向系统舒适