汽油机可变气门驱动系统无刷直流电机的设计



汽油机可变气门驱动系统无刷直流电机的设计

研究了可变气门驱动系统驱动电机的开发。与传统可变气门驱动系统的传统直流电机相比，设计过程中主要强调了以下3点。①减小尺寸。当可变气门驱动系统应用于发动机室，由于之前安装的设备而没有足够的空间，因此电机的尺寸受限，应首选较小的。②更高的效率。操作电机应不断改变发动机的气门正时，所以电机的效率影响驾驶系统和燃油消耗。③控制成本。在汽车领域的大规模生产中，单独的单元价格是最重要的因素之一。无刷直流电机因其具有高功率密度、高功率效率、良好的可控性而成为首选。如果应用铁氧体场磁铁，则成本增加是有限的，并且高温时发动机室的热特性是安全的。

提出了一种自动可变气门驱动系统驱动电机的设计和实现。与传统直流电机相比，为了改善尺寸、效率和成本方面的性能，选用并分析了无刷直流电机。考虑最优极点/槽数组合来克服给定尺寸铁氧体磁铁的低通量密度的局限性。采用等效磁路模型和有限元分析来设计电机，并通过试验结果验证仿真和预测结果。获得的额定效率为84%～86%，比传统直流电机大约高20%。电流密度远低于直流电机，这意味着电机的输出功率可能会扩大。此外，该电机的功率消耗和响应时间在实际测试时与商业的可变气门驱动系统相比更加突出。通过测试结果可以确认，已开发的无刷直流电机可以取代传统直流电机，没有额外的成本，整个系统更加有效。

Jung-Moo Seo et al. 2013 International Conference on Electrical Machines and Systems, Korea - October 26-29,2013.

编译：王欣欣