汽車中主要的電機(jī)類型

在任何機(jī)械或電子系統(tǒng)中溯鱼，只要有一個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就有一個(gè)電機(jī)例是。在現(xiàn)代汽車中榴廷，舒適性和駕駛效率一樣重要廷雅，而電機(jī)起著關(guān)鍵作用寒护。無論是窗戶企巢、座椅榔袋、方向盤、渦輪增壓器爱只、引擎蓋還是剎車皿淋，每個(gè)部分都有一個(gè)電機(jī)。然而恬试，電機(jī)不啟動(dòng)和停止自己窝趣。像許多其他由電子控制單元(ECU)控制的汽車部件一樣，也有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制系統(tǒng)牧稳。以下是汽車工程師在這些電機(jī)控制系統(tǒng)上的經(jīng)驗(yàn)茫绅。

電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，主要用于提高汽車的安全性和舒適性闰袒。根據(jù)不同的應(yīng)用咳综，有三種主要類型的電機(jī):

1. 有刷直流電機(jī)：這些電機(jī)的線圈和轉(zhuǎn)子之間有一個(gè)碳刷，起到換向的作用悴觅。有刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車窗霍执、座椅調(diào)節(jié)和其他類似的機(jī)械部件，這些機(jī)械部件不需要任何輔助電子系統(tǒng)(如MCU或驅(qū)動(dòng)邏輯)轰蜗。

2. 無刷直流電機(jī)：這類電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁體删摸。當(dāng)電流通過電機(jī)線圈(定子)時(shí)，轉(zhuǎn)子作為永磁體開始轉(zhuǎn)動(dòng)自葡。

3攀誓、交流感應(yīng)電機(jī)：這類電機(jī)是應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，其工作原理是法拉第感應(yīng)定律恤仁。線圈中的交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場坏榜，旋轉(zhuǎn)磁場使轉(zhuǎn)子移動(dòng)，通過改變提供給電機(jī)的交流電的頻率可以改變電機(jī)的速度蝠咆。

汽車無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)

汽車中的無刷電機(jī)由電機(jī)和控制器組成踊东，控制器本質(zhì)上是一個(gè)電子控制單元(ECU)，就像汽車中的所有其他ECU一樣刚操。它包括微控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)邏輯(軟件)的遷移和與一些其他電機(jī)控制外圍設(shè)備(硬件)的集成。電機(jī)控制器是軟件算法再芋，以期望的方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)菊霜。門機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、mosfet等外圍設(shè)備是控制系統(tǒng)的一部分济赎，執(zhí)行誤差反饋處理鉴逞、信號(hào)調(diào)理、電流電壓放大等輔助任務(wù)司训。電機(jī)控制系統(tǒng)組成:

1.微控制器:微控制器單元(MCU)本質(zhì)上是一個(gè)存儲(chǔ)電機(jī)驅(qū)動(dòng)邏輯的組件构捡。例如液南，在電子助力轉(zhuǎn)向應(yīng)用中，轉(zhuǎn)向控制算法將存儲(chǔ)在單片機(jī)平臺(tái)中勾徽。該算法利用脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速滑凉。輸入和輸出按鈕可以與這個(gè)MCU接口。輸出的PWM信號(hào)連接到電機(jī)控制系統(tǒng)的下一個(gè)核心部分斗黍。

2.門驅(qū)動(dòng)IC:門驅(qū)動(dòng)IC又稱前驅(qū)動(dòng)二娄，是下一個(gè)核心組件!它從單片機(jī)接收PWM信號(hào)并進(jìn)行放大，使之適合于MOSFET掷佑。這讓我們有點(diǎn)困惑苇恤，因?yàn)槲覀冎�道m(xù)osfet通常用于放大電壓，那么在電機(jī)控制系統(tǒng)中使用柵極驅(qū)動(dòng)芯片的目的是什么呢霹壁？我們被告知有一個(gè)閾值電壓值供窝，一個(gè)MOSFET需要工作;柵極驅(qū)動(dòng)IC提供一個(gè)閾值電壓。此外剿稼，在柵極驅(qū)動(dòng)芯片中還存在一些信號(hào)調(diào)理算法徘伯，可以去除信號(hào)中的噪聲，使信號(hào)平滑南垦。

3.Mosfet:這是一種場效應(yīng)晶體管就考，可以將幾毫安的電流放大到十倍，將小電壓放大到幾百伏特跛鸵。Mosfet是電機(jī)控制系統(tǒng)中不可缺少的一部分贯卦，因?yàn)殡姍C(jī)需要最小的開關(guān)時(shí)間來改變流向電機(jī)的電流。

4.霍爾效應(yīng)傳感器:霍爾效應(yīng)傳感器在汽車電機(jī)控制應(yīng)用中的作用是確定電機(jī)的位置焙贷。它本質(zhì)上是一個(gè)傳感器撵割，當(dāng)流動(dòng)電荷作用于永磁體時(shí)產(chǎn)生電壓≌奚郑霍爾傳感器安裝在轉(zhuǎn)子上啡彬，在電機(jī)線圈通電之前就知道轉(zhuǎn)子的位置。

下圖為無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的組成:

無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

啟動(dòng)或停止馬達(dá)的信號(hào)來自微控制器故硅。無刷直流電動(dòng)機(jī)采用霍爾效應(yīng)傳感器驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈庶灿。微控制器使用霍爾效應(yīng)傳感器的輸入來確定轉(zhuǎn)子的位置。根據(jù)位置的不同吃衅，它會(huì)激發(fā)電機(jī)線圈往踢，從而產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)電場。這個(gè)磁場會(huì)使轉(zhuǎn)子隨之移動(dòng)徘层。

電機(jī)在汽車上的一些常見應(yīng)用

采用單片機(jī)控制無刷直流電機(jī)峻呕，具有轉(zhuǎn)向控制算法、PWM趣效、電流環(huán)PI等功能瘦癌。

座椅調(diào)節(jié):電子調(diào)節(jié)座椅也由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)撼盈。在電機(jī)控制系統(tǒng)中，一些先進(jìn)的算法可以確保沒有顛簸或突然啟動(dòng)/停止在座椅填丢。這叫做軟停止/軟啟動(dòng)节讹。

電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng):大多數(shù)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)中都有一個(gè)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。三相交流電源供給電機(jī)礁姿，電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場如癌。通過改變交流電源的頻率可以調(diào)節(jié)車輪的速度。

電機(jī)的作用在電動(dòng)車中最為突出菱区。電動(dòng)汽車的核心部件是直流電機(jī)和交流電機(jī)顿墨，其中最先進(jìn)的是直流無刷電機(jī)。電力電機(jī)在汽車無刷電機(jī)控制器上投入了大量的資金绎瓣，以最少的投資獲得最大的電機(jī)輸出稼孤。