电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的研究

### 电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的研究 #### 一、引言 随着全球对环境保护意识的增强以及能源危机的日益突出，电动汽车作为一种清洁能源交通工具受到了广泛关注。在电动汽车的关键技术中，驱动电机的选择与控制技术至关重要。稀土永磁无刷直流电机（Rare Earth Permanent Magnet Brushless Direct Current Motor, REPM BLDCM）因其高效、高功率密度和良好的可靠性等特点，在电动汽车领域展现出广阔的应用前景。 #### 二、稀土永磁无刷直流电机的特点与优势 稀土永磁无刷直流电机是一种利用稀土材料作为永磁体的新型电机。相较于传统的有刷直流电机，它具有以下显著优点： 1. **高效率**：由于采用了高性能的稀土永磁体，电机效率可达90%以上。 2. **高功率密度**：由于电机体积小、重量轻，能够实现更高的功率密度。 3. **可靠性强**：去除了电刷和换向器等易损部件，大大提高了电机的可靠性和寿命。 4. **低维护成本**：无刷结构减少了维护需求，降低了维护成本。 5. **精确控制**：可以通过数字信号处理器（DSP）等现代控制手段实现精确的速度和扭矩控制。 #### 三、控制方式研究 针对稀土永磁无刷直流电机在电动汽车中的应用，本文着重研究了其控制方式，并提出了几种不同的设计方案。 1. **基于专用集成芯片的控制方案**： - **MC33035和MC33039的应用**：通过这两种专用芯片设计了一个开环-闭环控制系统，适用于小功率电机。该系统实现了电机的基本控制功能，如速度调节、电流限制等。 - **特点**：此方案简单易行，成本较低，适用于小型电动汽车或低功率驱动场合。 2. **基于单片机80C196KB的控制方案**： - **多工况、多重故障保护**：在此基础上，引入了单片机80C196KB，开发了一套能够适应多种工作状态并具备多重故障保护功能的电机控制系统。 - **特点**：该方案增加了系统的灵活性和安全性，特别适用于电动汽车等需要复杂控制逻辑的应用场景。 3. **采用可编程固化EPROM的控制方案**： - **赋予控制系统更丰富的智能控制功能**：通过替换MC33035为可编程固化EPROM，增强了控制系统的智能性。 - **特点**：此方案不仅提升了电机控制的精度和响应速度，而且适用于大功率电动汽车电机的控制。 4. **新型控制方式的研究**： - **减少转矩波动**：提出了一种新型的控制方式，旨在通过改变控制策略而非电机本身的设计来减小转矩波动。 - **特点**：这种方法可以有效提高电动汽车的行驶舒适性和能效比。 #### 四、结论 通过对电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的控制方式进行深入研究，本文提出了一系列实用的解决方案。这些方案不仅提高了电机的性能，还增强了电动汽车的整体竞争力。未来的研究方向可以进一步探索更多创新的控制方法，以满足不同应用场景下的需求，推动电动汽车技术的持续进步和发展。