二、动自行车驱动用SR电机的设计指标
我们通过对电动自行车市场的调研并且基于研究开发SRD的经验,提出如下SR电机的设计指标:
(1)额定电压:36V(DC);
(2)额定电流6A;
(3)额定功率150W;
(4)额定转速190转/分;在0转/分至210转/分范围内无级调速;
(5)额定效率>75%;
(6)额定转矩>5.8Nm,过载倍数>2.5;
(7)噪音<53dB;
(8)外型为圆盘型,直径×轴向尺寸控制在180mm×40mm之内;
(9)载重90公斤。
采用电压PWM控制实现SR电机无级调速,控制器具有如下基本功能:
(1)电池容量显示;
(2)级调速;
(3)起动电流缓冲;
(4)过载限流及保护;
(5)欠压保护;
(6)刹车制动。
设计推荐选用36伏7安时的铅酸免维护电池。 三、电动自行车用SR电机及控制器研制实践
(1)SR电机设计
SR电机可设计成多种不同相数结构,且定转子的极数多种不同的搭配。相数多,利于减小转矩脉动,但结构复杂,且主开关器件多,成本高。研究表明,低于三相的SR电机没有自起动能力。综合考虑,选用三相(6/4)SR电机结构。
由于SR电机内部磁场的非线性及由非线性开关电源供电,其电磁转矩精确解析很困难。 Lawrenson等以线性化方法为基础提出的SR电机极数、相数、极弧设计准则可用于SR电机电磁设计的初步计算:此外,类比法也是SR电机初步设计阶段行之有效的估算方法。
第一台140W实验样机定子外径为150mm,铁芯叠长为20mm,采用DR510—50,0.5mm硅钢片叠压。
(2)功率变换器设计
功率变换器在整个SRD成本中占有主要比重,而且其性能的好坏对系统性能指标有直接影响,因此,功率变换器设计是提高性能/价格比的关键之一。围绕处理放电绕组磁场能量问题,已出现多种不同的主电路结构形式,如不对称半桥电路、双绕组功率变换器、双极性直流电源功率变换器、带贮能电容的功率变换器、Miller功率变换器等,经综合比较和实验研究,确定采用六管不对称半桥线路。 |