無(wú)刷直流電機(jī)在汽車電動(dòng)空調(diào)中的應(yīng)用

1、無(wú)刷直流電機(jī)在汽車電動(dòng)空調(diào)中的應(yīng)用    韓則胤，邱少杰，陳陽(yáng)生    (1浙江大學(xué)浙江杭州310027；2精雷電器有限公司浙江湖州313103)  O引言隨著國(guó)內(nèi)汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，汽車空調(diào)已經(jīng)成為整車必不可少的一個(gè)子系統(tǒng)，并在近幾年獲得了快速的發(fā)展。目前，我國(guó)在乘用車上汽車空調(diào)配置率已接近百分之百。汽車空調(diào)舒適性、可靠性及安全性的要求已成為消費(fèi)者決定購(gòu)車意向的重要選擇依據(jù)。特別是隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)石油危機(jī)和全球變暖等問(wèn)題的日益關(guān)注，對(duì)于汽車空調(diào)環(huán)保和節(jié)能的要求也越來(lái)越高。目前傳統(tǒng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，存在消耗

2、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)速變化范圍過(guò)大、工作環(huán)境惡劣、整體效率低等諸多問(wèn)題。國(guó)外一些新的環(huán)保規(guī)定，如強(qiáng)制降低怠速排放的要求，長(zhǎng)途運(yùn)輸車輛在停車處使用當(dāng)?shù)仉娫?，不開油機(jī)等等。這都為新型電動(dòng)空調(diào)的使用提供了機(jī)會(huì)。同時(shí)，隨著公眾節(jié)能和環(huán)保意識(shí)的提高，一些符合節(jié)能、環(huán)保要求的新能源汽車(電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力)的發(fā)展前景被人們看好，而一種節(jié)能、高效、性能可靠的電動(dòng)空調(diào)產(chǎn)品，對(duì)占領(lǐng)新一代汽車的空調(diào)市場(chǎng)顯得至關(guān)重要。    電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)由電機(jī)、電子控制單元Ecu(Electronic contr0I unit)和壓縮機(jī)組成。電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，而Ecu控制電機(jī)出力和運(yùn)行。永磁無(wú)刷直流電機(jī)以其

3、小體積、高性能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、出力大等特點(diǎn)受到了許多行業(yè)的青睞，在一些要求高性能和高精度的控制領(lǐng)域更是得到了廣泛的重視。今天，在汽車行業(yè)，電機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，一部汽車上使用的電機(jī)數(shù)量會(huì)有上百臺(tái)，這其中大部分以直流電機(jī)為主。但是，直流電機(jī)的一個(gè)最大問(wèn)題就是電刷的使用，這使電機(jī)的體積變大，而電刷又需要頻繁的更換。無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)Ecu來(lái)控制電機(jī)的電子換相，從而取消了電刷，消除了更換電刷的顧慮，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。而電子換相過(guò)程中的另一個(gè)問(wèn)題，即需要得到轉(zhuǎn)子位置，也得到了廣泛的研究。采用霍爾傳感器或光電編碼器等獲得轉(zhuǎn)子位置是一種可靠的方法，但是這一方面增加了成本，另一方面由于霍爾傳感器等的使用溫度范

4、圍也限制了在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。應(yīng)運(yùn)而生的是各種無(wú)位置傳感器技術(shù)的研究，諸如反電勢(shì)法、三次諧波法等，已經(jīng)得到了深入的研究，并且一些方法也已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。永磁無(wú)刷直流電機(jī)一般采用稀土永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，我國(guó)作為一個(gè)稀土儲(chǔ)量和生產(chǎn)大國(guó)，在制造永磁電機(jī)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。永磁電機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用，有利于將我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于我國(guó)在新一輪全球技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中取得相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)有著重要的意義。  1電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)    電動(dòng)汽車空調(diào)作為一種新型的汽車關(guān)鍵零部件，其真正的發(fā)展歷史不是很長(zhǎng)，這主要是由于電動(dòng)空調(diào)在普通12v供電的汽車中的應(yīng)用受到了供電電壓、發(fā)

5、電機(jī)功率和蓄電池容量等多方面的限制。但是，近年在隨著環(huán)保要求的不斷提升，電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等的發(fā)展，電動(dòng)汽車空調(diào)已經(jīng)開始受到越來(lái)越多的重視。1 1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀    在國(guó)外，目前的汽車用電動(dòng)空調(diào)最主要的開發(fā)和供應(yīng)商是日本電裝公司(Denso)。日本電裝生產(chǎn)的電動(dòng)空調(diào)已經(jīng)在豐田混合動(dòng)力轎車上得到應(yīng)用，但是目前產(chǎn)量有限。另一家日本企業(yè)三菱重工也已經(jīng)開發(fā)出電動(dòng)汽車空調(diào)，目前已成功獲得二家美國(guó)著名汽車廠商的訂單。但是由于目前的混合動(dòng)力和其它電動(dòng)汽車的市場(chǎng)容量有限，這一家企業(yè)的產(chǎn)量有限。    在國(guó)內(nèi)，由華東理工大學(xué)和上海三電貝洱汽車空調(diào)

6、有限公司聯(lián)合開發(fā)的電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的一些電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車上試用。其他一些研究多停留在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段，沒有得到實(shí)際運(yùn)行。1 2電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)    傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)是由曲軸通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)的，而電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)由電機(jī)、ECU和壓縮機(jī)組成，電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，而ECU控制電機(jī)出力和運(yùn)行，因此空調(diào)系統(tǒng)不依賴發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而工作。相比較而言，電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)具有許多明顯的優(yōu)勢(shì)。    (1)普通空調(diào)由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定，必須使用大排量壓縮機(jī)來(lái)滿足低轉(zhuǎn)速時(shí)的制冷要求（例如國(guó)內(nèi)卡車普遍使用508壓縮機(jī)排量136cc左右），排量

7、加大，壓縮機(jī)體積大，大大消耗了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，效率低。而電動(dòng)空調(diào)的轉(zhuǎn)速恒定，在同等制冷要求條件下，電動(dòng)壓縮機(jī)的排量可由普通汽車的136cc排量下降到36cc排量，使得電動(dòng)壓縮機(jī)的效率明顯提高。    (2)普通空調(diào)的壓縮機(jī)安裝在高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)附近，工作環(huán)境差，蒸發(fā)器及出風(fēng)口又安裝在駕駛室內(nèi)或駕駛室頂部，所以冷媒的管路長(zhǎng)，容易泄露，并且冷氣消耗非常大。而電動(dòng)空調(diào)由于擁有獨(dú)立的動(dòng)力源，無(wú)需依賴發(fā)動(dòng)機(jī)，可以安裝在靠近蒸發(fā)器的任何位置。圖1給出了一種電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)的安裝位置，可以看到這種安裝的工作環(huán)境更好，冷媒的管路更短，冷氣消耗小。   

8、(3)電動(dòng)空調(diào)可以保持低速、持續(xù)運(yùn)行，維持車廂內(nèi)溫度，其節(jié)能原理與家用變頻空調(diào)相同。    (4)電動(dòng)空調(diào)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火狀態(tài)使用，無(wú)需消耗燃油。汽車在行使過(guò)程中發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的電給電瓶充電、儲(chǔ)存；停車時(shí)利用所儲(chǔ)存的電能制冷，大大節(jié)約了能源，提高了電動(dòng)空調(diào)的使用效率。此外，渦旋式壓縮機(jī)是繼往復(fù)式、擺盤式和旋葉式之后的第四代汽車空調(diào)壓縮機(jī)。它把老式壓縮機(jī)的直筒形缸體變成了海螺殼狀，讓空氣在里面經(jīng)過(guò)多次壓縮，再產(chǎn)生動(dòng)力。圖2給出了一種渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)外形示意圖。永磁電機(jī)和壓縮機(jī)封閉到一個(gè)系統(tǒng)中。采用渦旋壓縮結(jié)構(gòu)，不僅壓縮效率高，也使得壓縮機(jī)的振動(dòng)、噪音都得到較大的改善。

9、國(guó)際上空調(diào)業(yè)界人士普遍認(rèn)為，它是理想的車用空調(diào)壓縮機(jī)，是未來(lái)車用空調(diào)壓縮機(jī)發(fā)展的主流。  1 3電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景空調(diào)壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的核心部件。隨著新能源汽車的發(fā)展，也隨著人們對(duì)汽車舒適性要求的提高，各種新型空調(diào)系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，這也推動(dòng)了空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步。從目前空調(diào)壓縮機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，結(jié)構(gòu)緊湊、高效節(jié)能以及微振低噪等特點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)制造技術(shù)不斷追求的目標(biāo)。2無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)無(wú)刷直流電機(jī)作為一種挑戰(zhàn)傳統(tǒng)直流電機(jī)地位的電機(jī)技術(shù)，近年來(lái)已經(jīng)得到了廣泛而大量的研究。由于電子換向器的引入，傳統(tǒng)直流電機(jī)中存在已久的電刷造成的諸多問(wèn)題，在無(wú)刷直流電機(jī)中得到了很好解

10、決。并且隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)，以及微處理器技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)的功率等級(jí)、可靠性等都得到了極大的提高和改善。無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到的實(shí)際應(yīng)用，并表現(xiàn)出了良好的性能。與傳統(tǒng)直流電機(jī)相比，無(wú)刷直流電機(jī)不能直接加電工作，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)必須通過(guò)一個(gè)電力電子器件構(gòu)成的逆變橋來(lái)控制電機(jī)的電壓、電流和各相繞組的導(dǎo)通相序。因而，使用無(wú)刷技術(shù)的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)豐要由壓縮機(jī)、電機(jī)和電子控制單元(Ecu)三個(gè)部件組成。電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，而Ecu控制電機(jī)的運(yùn)行，圖3給出了一種系統(tǒng)組成示意圖。  在電動(dòng)空調(diào)Ecu方面，主要有二種解決方案，一是全硬件的無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，這種方案的系統(tǒng)響

11、應(yīng)快，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電路功能有限，可擴(kuò)展性和通用性較差。目前在電動(dòng)空調(diào)上的趨勢(shì)是采用基于DsP或微處理器的控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制和調(diào)速，系統(tǒng)的靈活、可適用性強(qiáng)，同時(shí)也使一些高性能的先進(jìn)控制策略的實(shí)現(xiàn)成為可能。對(duì)于圖3所示的三相永磁電動(dòng)機(jī)，常采用三相六狀態(tài)120o導(dǎo)通的控制模式。這種控制模式具有平均轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，電流利用率高等特點(diǎn)。圖4給出了在這種控制模式下的三相導(dǎo)通順序圖以及相對(duì)應(yīng)的定子空間磁動(dòng)勢(shì)矢量示意圖。  圖4a所示為360o電角度下電機(jī)ABc三相及六個(gè)功率器件的導(dǎo)通順序。每一相導(dǎo)通時(shí)，不論是這一相對(duì)應(yīng)的上橋還是下橋，導(dǎo)通時(shí)間均為120o電角度。以A相為例

12、，當(dāng)VTl導(dǎo)通時(shí)，B相的下橋VT6導(dǎo)通，且正處于其120。導(dǎo)通時(shí)間的后60o，對(duì)應(yīng)的空間磁動(dòng)勢(shì)矢量為Fs1，位置如圖4b所示。60。之后，VTl繼續(xù)導(dǎo)通，但VT6關(guān)斷，同時(shí)c相下橋的vT2導(dǎo)通，即B c換相，同時(shí)磁動(dòng)勢(shì)矢量從Fs1跳變到Fs2。再經(jīng)過(guò)60o，vTl導(dǎo)通時(shí)間滿120o，vTl關(guān)斷，A相結(jié)束導(dǎo)通，同時(shí)B相上橋VT3導(dǎo)通，AB換相。此時(shí)磁動(dòng)勢(shì)矢量從Fs2跳變到Fs3。以此類推，B相進(jìn)行接下來(lái)的120o持續(xù)導(dǎo)通，然后是c相，最后又回到A相。經(jīng)過(guò)6個(gè)狀態(tài)循環(huán)之后，空間磁動(dòng)勢(shì)矢量對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)360o電角度，又回到Fs1。在這個(gè)過(guò)程中，每一相導(dǎo)通時(shí)均持續(xù)120o，經(jīng)歷兩個(gè)狀態(tài)。在調(diào)速方面，由于大

13、多數(shù)無(wú)刷直流電機(jī)采用釹鐵硼作為永磁材料，通?？梢院雎噪姌蟹磻?yīng)的影響而假定磁通為常數(shù)，于是電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與相繞組導(dǎo)通期間的平均電流成正比關(guān)系。這樣，可以通過(guò)控制相電流對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。一般采用PwM控制方法，可以很方便的通過(guò)改變占空比進(jìn)行線性調(diào)速。與調(diào)速性能緊密相關(guān)的轉(zhuǎn)矩方面，對(duì)于無(wú)刷直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)經(jīng)常會(huì)引起噪音和振動(dòng)的問(wèn)題，引起轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的因素主要有：齒槽轉(zhuǎn)矩、磁通畸變、諧波、相電流換相等。而相應(yīng)的抑制方法也有很多的研究，如轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)抑制、重疊換相、滯環(huán)比較等都得到了不同程度的驗(yàn)證。由上述敘述可以看到，無(wú)刷直流電機(jī)在電動(dòng)空調(diào)上的應(yīng)用是有一定優(yōu)勢(shì)的：由于采用了永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)，尤其是高磁能積稀土

14、永磁，使電機(jī)效率高而體積小，這有利于在汽車等結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間相對(duì)狹小的設(shè)備上安裝；無(wú)刷直流電機(jī)可以很方便地實(shí)現(xiàn)線性調(diào)速，加速度大，空調(diào)反應(yīng)迅速，這有利于空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制制冷量，節(jié)約能源；相對(duì)永磁同步電機(jī)，無(wú)刷直流電機(jī)又具有可靠性高，起動(dòng)力矩大的特點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)效率也得到了提高。但是，無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用還存在著相當(dāng)困難。(1)在電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中，為利用附加磁阻轉(zhuǎn)矩提高電機(jī)的效率，在一些系統(tǒng)中采用了內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。但是由于內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，局部飽和嚴(yán)重，這就為電機(jī)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了難度。(2)在木文所提到電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)一體機(jī)設(shè)計(jì)中，電機(jī)將整個(gè)浸泡在高溫氟里昂里面，因而電機(jī)的散熱

15、設(shè)計(jì)、電機(jī)硅鋼片的耐腐蝕處理、電機(jī)漆包線絕緣層耐腐性都將成為需要慎重考慮的問(wèn)題。(3)由于電機(jī)的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，以及一體機(jī)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)位置傳感技術(shù)幾乎成為一種方向，這就對(duì)電機(jī)設(shè)計(jì)中如何與無(wú)位置傳感技術(shù)配合提出了要求。3無(wú)位置傳感器技術(shù)無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置來(lái)實(shí)現(xiàn)繞組的換相，通常選擇使用霍爾傳感器。但是考慮到使用環(huán)境、成本、制造工藝和可靠性等因素，無(wú)位置傳感器控制技術(shù)是最佳的解決方案。使用無(wú)位置傳感器控制技術(shù)后，Ecu和電機(jī)的連接只需要3根導(dǎo)線，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性更高，而成本更低。圖5是一種一體式電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)與控制器的接線圖，可以看到電機(jī)與控制器之間連接非常簡(jiǎn)單。

16、0; 無(wú)位置傳感器的實(shí)現(xiàn)方法，國(guó)內(nèi)外己經(jīng)做了很多的研究，并且也提出了許多不同的解決方法，如反電勢(shì)檢測(cè)法、續(xù)流二極管法、三次諧波法、渦流效應(yīng)法、電感法、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法等等。就實(shí)際情況來(lái)看，前三種方法的應(yīng)用比較廣泛，這里進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。反電勢(shì)檢測(cè)法最早是上世紀(jì)80年代由日本學(xué)者提出，是一種比較實(shí)用的無(wú)位置檢測(cè)控制方案。對(duì)于三相永磁無(wú)刷直流電機(jī)，只需要六個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)子位置就能夠順利換相。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)在定子中感應(yīng)出反電動(dòng)勢(shì)，所以設(shè)法得到定子的反電動(dòng)勢(shì)波形，就能夠估算出轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置。圖6是一種反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)法的示意圖。由于電機(jī)的中性點(diǎn)一般不引出，所以用三個(gè)星形連接的電阻，模擬中性點(diǎn)

17、。經(jīng)過(guò)比較器可以得到，換相所需的6個(gè)反電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，經(jīng)過(guò)一定的處理，可以獲得所需的換相時(shí)刻。反電勢(shì)檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是，硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是，PmI斬波以及二極管的續(xù)流等信息都會(huì)包含在檢測(cè)信號(hào)中，干擾嚴(yán)重。同時(shí)，隨著速度的變化，濾波電路引起的相移與實(shí)際換相需求正好相反，容易造成換相失敗。  續(xù)流二極管法，是一種通過(guò)檢測(cè)非導(dǎo)通相續(xù)流二極管的通斷狀況來(lái)判斷反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的一種方法。如圖7所示，當(dāng)vTl、vT2導(dǎo)通時(shí)中性點(diǎn)電壓U0為Udc2，而當(dāng)VTl斬波關(guān)斷時(shí)，U0約為0，于是VTl關(guān)斷期間，vD6陰極的電壓基本上能反匝B相的反電動(dòng)勢(shì)。于是當(dāng)B相的反電動(dòng)勢(shì)E000

18、00000的狀態(tài)從>O變?yōu)?lt;0時(shí)，vD6的導(dǎo)通狀態(tài)會(huì)將由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，反之亦然。所以，在斬波控制的VTl關(guān)斷期間檢測(cè)VD6的變化，獲得vD6的首個(gè)狀態(tài)變化點(diǎn)，就能獲得反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)。由于二極管比較低的導(dǎo)通壓降，所以這種方法在反電動(dòng)勢(shì)較低時(shí)，也能使用，這樣就擴(kuò)大了調(diào)速范圍，但是其缺點(diǎn)也是很明顯。比如，需要復(fù)雜的檢測(cè)電路、特殊的PwM控制方法，干擾嚴(yán)重等。三次諧波檢測(cè)法，是指通過(guò)檢測(cè)反電勢(shì)三次諧波分量的過(guò)零點(diǎn)來(lái)判斷轉(zhuǎn)子的位置。三次諧波電勢(shì)一般需要從星形電阻網(wǎng)絡(luò)的中心點(diǎn)M和三相電機(jī)繞組的中心的提取。如圖8所示。顯然，由于需要引出電機(jī)的中性點(diǎn)，這大大限制了三次諧波法的使用，同時(shí)，對(duì)電機(jī)也

19、有一定的要求，比如，電機(jī)要有比較大的三次諧波分量、三相繞組對(duì)稱等。但三次諧波法也有很明顯的優(yōu)點(diǎn)，PwM斬波控制和二極管續(xù)流都不會(huì)形成干擾。圖9給出了實(shí)際試驗(yàn)測(cè)試中所使用的一種反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)法的硬件圖。從原理圖可見，  與三次諧波檢測(cè)法類似，采用星形電阻網(wǎng)絡(luò)，并使用其中心點(diǎn)電壓U但并沒有設(shè)法引出電機(jī)中性點(diǎn)提取三次諧波。而是設(shè)法利用U中含有的反電勢(shì)信息，經(jīng)過(guò)R1、R2的分壓調(diào)理后，可以得到一個(gè)控制電路可接受的電壓信號(hào)UX，從中去除端電壓引入的分量，就能夠得到一個(gè)反應(yīng)反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)信息的量。DsP分析處理后，即可以得到反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，這樣轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速就可以估算出來(lái)。于是控

20、制器以此為依據(jù)發(fā)出正確換相信號(hào)，進(jìn)行換相控制?？梢钥吹竭@種簡(jiǎn)單的電路即可以實(shí)現(xiàn)反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的提取，同時(shí)也避免了引出電機(jī)中性點(diǎn)的問(wèn)題。但是相當(dāng)?shù)谋嫖?、判斷以及故障診斷工作交給微處理芯片去完成。在電動(dòng)空調(diào)這個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合，大部分無(wú)位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法都存在一定的局限。這主要是由于電動(dòng)空調(diào)要求電機(jī)的啟動(dòng)力矩大，壓縮機(jī)本身的力矩波動(dòng)又比較大，實(shí)際使用中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置判斷失誤，造成換相失敗停機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。圖9所示的電路是作者在實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)中使用并進(jìn)行測(cè)試的電路。相比其他，這種方法的硬件電路很簡(jiǎn)潔，軟硬件的實(shí)現(xiàn)都比較容易。對(duì)于低速時(shí)過(guò)零檢測(cè)精度低，有PwM干擾以及二極管續(xù)流干擾等問(wèn)題，試驗(yàn)證明完全可以通過(guò)軟件手段和控制策略的合理使用進(jìn)行彌補(bǔ)和修正。圖lO是一套完整的電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)