汽车空调用无位置传感器SRD系统的研究

论文摘要

汽车空调压缩机作为制冷系统的心脏,有输送制冷剂蒸气从而保证制冷循环正常工作的作用。随着汽车行业在新能源汽车和混合动力车方面的发展,电动压缩机成为汽车空调压缩机主要发展趋势。电动压缩机的动力是驱动电机,通过改变电机的转速来改变空调器的制冷量,电动压缩机驱动电机的效率、运行状态、噪声等对整个空调系统的性能有很大影响。因此开发出高性能的电动压缩机驱动系统,对于汽车空调行业发展具有重要意义。开关磁阻电机具有很多其它电机不能比拟的优点,如结构简单、坚固、成本低、运行效率高、系统控制灵活、温升低、启动转矩大、适合频繁启动等。随着新型功率半导体器件的发展,开关磁阻电机已经广泛的应用于家用电器、电动车驱动系统、压缩机等。可以预见,以开关磁阻电机作为电动压缩机驱动电机的汽车空调系统的开发,将是未来汽车空调市场的发展趋势。本文在对开关磁阻电机的基本结构、工作原理、控制方法及各种控制方法的优缺点进行详细的研究基础上,考虑到汽车空调压缩机驱动电机的强震动、强腐蚀、高温等工作条件,首次提出了一种基于神经网络脉冲激励的无位置检测方法,开发了用于汽车空调压缩机驱动控制的无位置传感器开关磁阻电机驱动控制系统,且系统采用高速时角度位置控制,低速时电流斩波控制相结合的控制方法。利用MATALB仿真软件编程,对本系统的位置检测模块进行仿真,并用一台3000W 12/8极开关磁阻电机搭建试验系统,分析电机的运行特性。仿真结果和实验结果均表明,本文设计的无位置传感器开关磁阻电机驱动控制系统的位置检测环节实现方法简便,检测精度较高,且电机运行性能稳定,转矩波动较小,证实了本文中系统设计的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 汽车空调压缩机发展现状
• 1.2.1 汽车空调压缩机发展概述
• 1.2.2 电动压缩机驱动电机发展现状
• 1.2.3 汽车空调压缩机的技术要求
• 1.3 开关磁阻电机关键技术概述
• 1.3.1 转子无位置检测技术概述
• 1.3.2 驱动控制方法概述
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 单相脉冲激励无位置检测技术研究
• 2.1 开关磁阻电机基本结构及工作原理
• 2.2 开关磁阻电机模型
• 2.3 单相脉冲激励法无位置检测技术
• 2.3.1 单相脉冲激励法检测基本原理
• 2.3.2 单相脉冲激励法检测精度分析
• 2.4 神经网脉冲激励的无位置检测技术
• 2.4.1 BP 神经网络模型
• 2.4.2 神经网络与单相脉冲激励的结合
• 2.4.3 神经网络脉冲激励的检测精度分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 神经网络脉冲激励无位置检测的仿真
• 3.1 神经网络样本的获取
• 3.1.1 激励脉冲周期和宽度的选择
• 3.1.2 网络训练样本及测试样本
• 3.2 神经网络模型的建立与训练
• 3.2.1 网络结构的确定及学习参数的选择
• 3.2.2 BP 神经网络训练
• 3.3 仿真结果与精度分析
• 3.3.1 仿真结果
• 3.3.2 检测精度的分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 无位置传感器SRD 系统的实现
• 4.1 系统总体方案
• 4.2 系统硬件设计
• 4.2.1 功率变换器的主电路
• 4.2.2 驱动电路
• 4.2.3 转子位置检测的实现
• 4.2.4 TM5320F2812 外围电路
• 4.2.5 电流的保护电路
• 4.2.6 CPLD 逻辑运算
• 4.3 系统软件设计
• 4.3.1 系统主程序
• 4.3.2 起动子程序
• 4.3.3 换相子程序
• 4.3.4 控制方式判断子程序
• 4.3.5 转速计算子程序
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验结果分析
• 5.1 实验设备
• 5.2 实验结果的分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢