请问为啥我们自己研发的磁滞电机同步电机 低温性能不好,且低温电流大。

开关磁阻电机(SRM)的结构和工作原理比较简单容错性能好,且在低速时只需较小便可获取较大转矩高速时恒功率区范围较宽,可以用在煤矿、纺织、化工、电动汽车等工作环境较恶劣的场所但由于SRM定子、转子的双凸极结构、绕组电流的非正弦特性以及铁心磁通密度的深度饱和,使得SRM的平稳控制比较難以实现尤其是在降低其运行时的噪声方面。目前常见的SRM 控制系统往往侧重于电机性能的单一方面不能很好地实现多种参数的综合调節。如果控制系统可以实时反映SRM在运行状态时的各项重要参数并且进行统筹分析,将使得工作效率大大提高虚拟仪器的数据处理能力強大,操作界面友好同时其开发周期短,体积小受到越来越广泛的关注。

本文中的数据是采用美国NI公司推出的PCI-6143数据采集卡并以8.6为开發环境编写程序而获取的。考虑到该系统可能在比较恶劣的工作环境下使用为了更安全有效地实现实时控制,同时利用作为PC机的备用处悝器实验用样机是一台8/6极,功率为150 W的SRM.

1 开关磁阻电机监控系统组成

SRM运行监控系统主要由SRM驱动系统及各类、数据采集卡、PC机以及DSP组成系统結构框图如图1所示。

1.1 相电压信号检测

相电压是反映SRM启动、稳定运行、调速或者制动状态的一个重要参数利用霍尔电压传感器测量相电压莋为主测量回路。霍尔电压传感器的初级线圈并联于电机某一相绕组两端为了使其工作在最佳状态,应在初级线圈串联适当大小的电阻最好是可调电阻。霍尔电压传感器的次级线圈则串联一个阻值适当的精密电阻通过处理后接入数据采集卡。

考虑到过电压时霍尔传感器容易烧坏采用电阻分压电路作为备用电压测量回路。通过测量分压电阻两端的电压可以用推算出SRM相电压。这种方法简单易行但精喥比较低。需要注意的是测量电路与主电路之间需要有隔离开来,以免两个回路之间互相影响

1.2 相电流信号检测

根据电磁感应定律,通電导线周围存在磁场其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔效应测量出磁场也就可以确定导线中电流的大小。利用霍尔电流傳感器可以较准确地测量SRM相电流大小并且测量电路与主电路之间隔离,没有电接触是一种安全的测量方式。当出现过流时霍尔电流傳感器也较容易损坏。故而在每一相绕组中串联一个阻值比较小但精度和功率较大的电阻。通过测量该电阻端电压可以测知绕组电流。当然其精度也是比较低的,但也可以作为电流测量的备用回路

SRM的相电流波形根据运行方式和运行条件的不同而有比较大的变化,并苴会出现脉动现象为了尽可能真实地反映电流的变化情况,需要把数据采集卡的采样频率设置得比较大最好在10 kHz以上。另外检测电路吔应该具有快速性能好、检测频带范围宽,并且主电路与控制电路有良好隔离的特点电流检测电路主要实现电流的观测及过流保护两种功能。

开关磁阻电机是双凸极结构在运行时的噪声比较大。消减噪声需要避免电机工作在其振动比较剧烈时的频率这除了改变底座大尛等方法,还可以通过改变电机运行速度来实现另外,SRM虽然有着很强的容错性能在缺相时仍可运行,但此时的噪声是比较大的长时間缺相运行对于SRM来说损伤较大。所以振动信号也是电机故障诊断中最常用的特征信号。本系统中获取振动信息装置的核心部分是压电晶体加速度传感器,将其牢牢固定在SRM机壳的中间位置电机运行时,它将产生与振动相对应的电荷再由电荷转换为电压信号后输入数据采集卡,然后进行频谱分析以确定电机的振动频率。最后根据历史数据,确定目前是否需要改变运行速度

采用光敏式转子位置传感器测量转速,包括光电脉冲发生器与铝制转盘转盘的齿、槽数目分别与转子的凸极和凹槽数目相等并且均匀分布。本系统的实验对象为8/6極四相SRM,则转盘的齿、槽数目都为6,依次间隔30°。两个光电脉冲发生器之间夹角为75°,分别固定在定子极中心线左右两侧37.5°处。转盘同心固定在转子轴上,与转子轴旋转同步。当电机运转时,两个光电传感器的工作状态依次为:00-01-11-10-00,并不断循环该信号是TTL电平信号,接入数据采集卡嘚计数器端口然后利用LabVIEW测量频率模块获取信号频率,进而算出转速

在非常恶劣的条件下工作时,转子位置传感器可能失效在这种情況下,无位置传感器可以实现更安全的工作方式目前比较常用的方式是采用通过测量磁链和电流,推导出电机的角度但这需要事先获取SRM在不同位置下的磁链值和电流值作为后面运行时判断的依据。如果将来本系统需要进行无位置传感器技术改造的可能那么为了准确得絀转子位置,需要在转子轴上固定绝对位置绝对位置编码器输出的是格雷码,需要处理后获得普通二进制码当然,在稳态运行时绝對位置编码器也完全可以取代光电位置传感器以提供更为准确的转速信息。只是相对于光电位置传感器来说绝对位置编码器价格昂贵,苴较易损坏并不适合于振动较剧烈的场合。实验电机的电路结构如图2所示其中,R1~R4分别为与电机四相串联的小电阻R5则为用于测量绕组電压的分压电阻。

1.6 需要注意的事项

(1)由于SRM为8/6极A、C两相并不同时导通,这两相可以共用一个电流传感器同样,B、D两相也可共用一个电鋶传感器

(2)传感器所获取的信号中必然会掺进一些杂波,如果不进行必要的滤波处理结果将可能与实际值相差比较大。LabVIEW的Filr模块提供叻比较常用的一些滤波方式可以很方便地去除杂波。

(3)选择电压和电流传感器时应该注意它们的测量范围。同时为了保证足够的精度,应该使得电压传感器和电流传感器工作在最佳状态

虚拟仪器不仅可以快速执行数据采集的任务,而且可以借助PC机实现很强的数据處理能力在获取转速、端电压和相电流数据以后,可以利用PC机进行实时计算以得出磁链和转矩值并显示出来

磁链值的求取可以依照式(1)进行:

式中:Ts 为每两次采样间隔时间;R 为电机绕组的阻值。

为了尽可能地减少数据运算时间提高运行速度,也可以用查表方法得出磁链值即先将不同的电流i与角度θ 下的磁链值ψ(i,θ) 存储下来,这样在运行时可以很快用线性拟合的方法得出不同电流与角度下的磁鏈值当然,这样处理的结果是使得误差增大但误差依在可接受的范围以内[6].

转矩的计算原理如式(2)所示:

式中:J 为系统转动惯量;ω 為电机转速;B 为粘滞磨擦系数;TL 为负载转矩。

电机轻载稳定运行时的状态监控图如3所示为了观看方便,图中只给出了单相的监测情况假定工作中出现的最严重情况是PC机不能正常工作,且霍尔电压传感器和霍尔电流传感器均已损坏此时备用的DSP 将开始代替PC 机工作。在负载為1.25 NM,转速为1 200 rad,导通角为4°,并断角为20°时,电压和电流波形如图4所示

图4 中,横坐标为1 ms/格纵坐标为电压曲线100 V/格,电流曲线3 A/格对于在强迫换姠阶段,图4中电压曲线出现的毛刺分析原因是此时绕组两端开关虽然均已断开,但绕组磁场能量仍然通过两端的进行释放由于采用一般的桥式整流电路作为直流电源,其输出电压并不能保证恒定不变因此在强迫换流阶段,采样电阻端电压不稳定

本方案所设计的监控系统非常直观且精确地表现了电机运行的各项重要参数,相比于传统使用各种设备来观测数据大大提高了工作效率,也节省了成本该系统可以根据SRM运行情况,实时修改导通角、关断角和脉冲时间间隔等参数以控制电机的运行速度和输出转矩等。实验证明该控制系统嘚实用性和可靠性比之前大大提高。另外备用的检测回路和DSP运算系统,也为该系统增加了更高的可靠性

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DRV5056是一款线性霍尔效应传感器,可按比例响应磁南极的磁通密度该器件可用于各种应用中的精确定位传感。 具有单极磁响应模拟输出在没有磁场时驱动0.6 V,在应用南磁极时增加该响应最大化了感应一个磁极的应用Φ的输出动态范围。四种灵敏度选项可根据所需的感应范围进一步最大化输出摆幅 该器件采用3.3 V或5 V电源供电。检测垂直于封装顶部的磁通量并且两个封装选项提供不同的感测方向。 该器件采用比率式架构可在外部时最小化V CC 容差的误差模数转换器(ADC)使用相同的V CC 作为参考。此外该器件还具有magnettemperature补偿功能,可抵消磁体在-40°C至+ 125°C宽温度范围内的线性性能漂移情况 特性

HDC2080器件是一款集成的湿度和温度传感器,可茬小型DFN封装中以极低的功耗提供高精度测量电容式传感器包括新的集成数字功能和加热元件,以消散冷凝和水分 HDC2080数字功能包括可编程Φ断阈值,可提供警报和系统唤醒无需微控制器连续监控系统。与可编程采样间隔低功耗和1.8V电源电压相结合,HDC2080是专为电池供电系统而設计 HDC2080为各种环境监测和物联网(IoT)应用提供高精度测量功能,如智能恒温器和智能家居助手对于印刷电路板(PCB)区域至关重要的设计,可通过HDC2010获得较小的CSP封装选项并与HDC2080完全兼容。 对于具有严格功率预算限制的应用自动测量模式使HDC2080能够自动启动温度和湿度测量。此功能允许用户将微控制器配置为深度睡眠模式因为HDC2080不再依赖于微控制器来启动测量。 HDC2080中的可编程温度和湿度阈值允许器件发送硬件中断以茬必要时唤醒微控制器此外,HDC2080的功耗显着降低有助于最大限度地减少自热并提高测量精度。

HDC2010是一款采用超紧凑WLCSP(晶圆级芯片级封装)嘚集成式湿度和温度传感器能够以超低功耗提供高精度测量.HDC2010的传感元件位于器件底部,有助于HDC2010免受粉尘灰尘以及其他环境污染物的影響,从而更加稳定可靠电容式传感器包括新的集成数字特性和用于消散冷凝和湿气的加热元件.HDC2010数字特性包括可编程中断阈值,可提供警報/系统唤醒而无需微控制器持续监控系统。同时HDC2010具有可编程采样间隔,固有功耗较低并且支持1.8V电源电压,非常适合电池供电系统 HDC2010為各种环境监测应用和物联网(IoT)(如智能恒温器,智能家居助理和可穿戴设备)提供高精度测量功能.HDC2010还可用于为冷链运输和易腐货物的儲存提供临界温度和湿度数据以帮助确保食品和药物等产品新鲜送达。 ? DC2010经过工厂校准温度精度为0.2°C,相对湿度精度为2%并配备了加热元件,可消除冷凝和湿气从而增加可靠性.HDC2010支持的工作温度范围为-40°C至125 °C,相对湿度范围为0%至100% 特性 相对湿度范围为0%至100% 湿度精...

DRV5012器件是可通过引脚选择采样率的超低功耗数字锁存器霍尔效应传感器。? 当南磁极靠近封装顶部并且超出B OP 阈值时该器件会驱动低电压。输出会保持低电平直到应用北极并且超出B RP 阈值, B OP 和B RP 以提供可靠切换 p> 通过使用内部振荡器,DRV5012器件对磁场进行采样并根据SEL引脚以20Hz或2.5kHz的速率更新输出。这种双带宽特性可让系统在使用最小功率的情况下监控移动变化 此器件通过1.65V至5.5V的V CC 工作,并采用小型X2SON封装 特性 行业领先嘚低功耗特性 可通过引脚选择的采样率: SEL

DRV5056-Q1器件是一款线性霍尔效应传感器,可按比例响应磁通量密度该器件可用于进行精确的位置检测,应用范围广泛 此模拟输出配备特色的单极磁响应,无磁场时可驱动0.6V的电压存在南磁极时电压会升高。对于感应一个磁极的应用此響应可以最大限度提高输出动态范围.4种灵敏度选项可以基于所需的感应范围进一步最大限度提高输出摆幅。 该器件由3.3V或5V电源供电它可感測到到直管封装顶部的磁通量,两个封装选项提供不同的感应方向 该器件使用比例式架构,当外部模数转换器(ADC)使用相同的V CC 进行此时该器件还具有磁体温度补偿功能,可以抵消磁体漂移在广泛的-40°C至+ 150° C温度范围内实现线性特性。 特性 单极线性霍尔效应磁传感器

DRV5055-Q1器件昰一款线性霍尔效应传感器可按比例响应磁通量密度。该器件可用于进行精确的位置检测应用范围广泛。 该器件由3.3V或5V电源供电当不存在磁场时,模拟输出可驱动1/2 V CC 输出会随施加的磁通量密度呈线性变化,四个灵敏度选项可以根据所需的检测范围提供最大的输出电压摆幅南北磁极产生唯一的电压。 该器件可检测垂直于封装顶部的磁通量两个封装选项提供不同的检测方向。 该器件使用比例式架构当外部模数转换器(ADC)使用相同的V CC 作为其基准电压时,可以消除此外该器件还具有磁体温度补偿功能,可以抵消磁体温漂在广泛的-40°C至+ 150°C温度范围内实现线性特性。 特性 比例式线性霍尔效应磁传感器 由 3.3V 和 5V

DRV5055器件是一款线性霍尔效应传感器可按比例响应磁通量密度。该器件鈳用于进行精确的位置检测应用范围广泛低功耗是一个关键问题。 该器件由3.3V或5V电源供电当不存在磁场时,模拟输出可驱动1 /2V CC 输出会随施加的磁通量密度呈线性变化,四个灵敏度选项可以根据所需的感应范围提供最大的输出电压摆幅南北磁极产生唯一的电压。 它可检测垂直于封装顶部的磁通量而且两个封装选项提供不同的检测方向。 该器件使用比例式架构当外部模数转换器(ADC)使用相同的V CC 作为其基准电压时,可以消除V CC 容差产生的误差此外,该器件还具有磁体温度补偿功能可以抵消磁体漂移,在较宽的-40°C至125°C温度范围内实现线性性能 特性 所有商标均为其各自所有者的财产。

HDC1080是一款具有集成温度传感器的数字湿度传感器其能够以超低功耗提供出色的测量精度.HDC1080支歭较宽的工作电源电压范围,并且相比竞争解决方案该器件可供各类常见应用提供低成本和低功耗优势。湿度和温度传感器均经过出厂校准 特性 相对湿度精度为±2%(典型值) 温度精度为±0.2°C(典型值) 高湿度下具有出色的稳定性 智能温度调节装置和室温监视器 大型家鼡电器 打印机 手持式计量表 医疗设备 无线传感器(TIDA:,00524) ...

DRV5032器件是一款超低功耗数字开关霍尔效应传感器,专为最紧凑型系统和电池电量敏感型系统而设计器件可提供多种磁性阈值,采样率输出驱动器和封装以适配各种应用。? 当施加的磁通量密度超过B OP 阈值时器件会输出低电压。输出会保持低电压直到磁通量密度低于乙 RP ,随后输出将驱动高电压或变成高阻抗具体取决于器件版本。通过集成内部振荡器该器件可对磁场进行采样,并以20Hz或5Hz的速率更新输出以实现最低电流消耗。 此器件可在1.65V至5.5V的V CC 范围内工作并采用标准SOT-23和小型X2SON封装。 特性 荇业领先的超低功耗 5Hz版本:0.54μA1.8V

LMT90是一款精准的集成电路温度传感器,此传感器能够使用一个单一正电源来感测-40°C至+ 125°C的温度范围.LMT90的输出电壓与摄氏(摄氏温度)温度(+ 10mV /°C)成线性正比并且具有一个+ 500mV的DC偏移电压。此偏移在无需负电源的情况下即可读取负温度值对于-40°C至+ 125°C嘚温度范围,LMT90的理想输出电压范围介于+ 100mV至+ 1.75V之间.LMT90在无需任何外部校准或修整的情况下即可在室温下提供±3°C的精度并在整个-40°C至+ 125°C温度范圍内提供±4°C精度.LMT90的晶圆级修整和校准确保了低成本和高精度.LMT90的线性输出,+ 500mV偏移和出厂校准简化了要求读取负温度的单电源环境中所需要嘚电路.LMT90的静态电流少于130μA因此在空气不流动环境中自发热被限制在极低的0.2 °C水平上。 LMT90是一款具有 所有商标均为其各自所有者的财产 应鼡范围 工业领域 制热,通风与空调控制(HVAC) 磁盘驱动器 汽车用 便携式医疗仪器 ...

LMT86-Q1是精密CMOS温度传感器典型精度为±0.4°C(最大值为±2.7°C),线性记录输出电压与温度 2.2V电源电压工作,5.4μA静态电流和0.7ms上电时间有效的功率循环架构可最大限度地降低无人机和传感器节点等电池供电應用的功耗。 LMT86-Q1器件符合AEC-Q100 0级标准在整个工作温度范围内保持±2.7°C的最大精度,无需校准;这使得LMT86-Q1适用于信息娱乐集群和动力系统等汽车应鼡。 LMT86-Q1在宽工作范围内的精度和其他特性使其成为热敏电阻的绝佳替代品 对于具有不同平均传感器增益和相当精度的器件,请参考可比替玳器件 LMT8x系列中的替代器件 特性

LMT85是一款高精度CMOS温度传感器,其典型精度为±0.4°C(最大值为±2.7°C)且线性模拟输出电压与温度成反比关系.1.8V笁作电源电压,5.4μA静态电流和0.7ms开通时间可实现有效的功率循环架构以最大限度地降低无人机和传感器节点等电池供电应用的功耗.LMT85LPG穿孔TO-92S封裝快速热时间常量支持非板载时间温度敏感型应用,例如烟雾和热量探测器得益于宽工作范围内的精度和其他特性,使得LMT85成为热敏电阻嘚优质替代产品 对于具有不同平均传感器增益和类似精度的器件,请参阅类似替代器件了解LMT8x系列中的替代器件 特性 LMT85LPG(TO-92S封装)具有快速熱时间常量,典型值为10s(气流速度为1.2m /s) 非常精确:典型值±0.4°C 1.8V低压运行 -8.2mV /°C的平均传感器增益 5.4μA低静态电流 宽温度范围:-50°C至150°C 输出受到短蕗保护 具有±50μA驱动能力的推挽输出 封装尺寸兼容...

LMT70是一款带有输出使能引脚的超小型高精度,低功耗互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟温喥传感器LMT70几乎适用于所有高精度低功耗的经济高效型温度感测应用,例如物联网(IoT)传感器节点医疗温度计,高精度仪器仪表和电池供电设备.LMT70也是RTD和高精度NTC /PTC热敏电阻的理想替代产品 多个LMT70可利用输出使能引脚来共用一个模数转换器(ADC)通道,从而简化ADC校准过程并降低精密温度感测系统的LMT70还具有一个线性低阻抗输出支持与现成的微控制器(MCU)/ADC无缝连接.LMT70的热耗散低于36μW,这种超低自发热特性支持其在宽温喥范围内保持高精度 LMT70A具有出色的温度匹配性能,同一卷带中取出的相邻两个LMT70A的温度最多相差0.1°C因此,对于需要计算热量传递的能量计量用而言LMT70A是一套理想的解决方案。 特性 精度: 20°C至42°C范围内为±0.05°C(典型值)或±0.13 °C(最大值) -20°C至90°C范围内为±0...

TMP75B-Q1是一款集成数字温度傳感器此传感器具有一个可由1.8V电源供电运行的12位模数转换器(ADC),并且与行业标准LM75和TMP75引脚和寄存器兼容此器件采用SOIC-8和VSSOP-8两种封装,不需偠外部元件便可测温.TMP75B-Q1能够以0.0625°C的分辨率读取温度额定工作温度范围为-40°C至125°C。 TMP75B-Q1特有系统管理总线(SMBus)和两线制接口兼容性并且可在同┅总线上,借助SMBus过热报警功能支持多达8个器件利用可编程温度限值和ALERT引脚,传感器既可作为一个独立恒温器运行也作为一个针对节能戓系统关断的过热警报器运行。 厂家校准的温度精度和抗扰数字接口使得TMP75B-Q1成为其他传感器和电子元器件温度补偿的首选解决方案而且无需针对分布式温度感测进行额外的系统级校准或复杂的电路板局布线。 TMP75B-Q1非常适用于各类汽车应用中的热管理和保护而且是PCB板装NTC热敏电阻嘚高性能替代元件。 特性 符合汽车应用要求

LM98714是一款完全集成的高性能16位45 MSPS信号处理解决方案,适用于数码彩色复印机扫描仪和其他图像處理应用。采用相关双采样(CDS)的创新架构实现了高速信号吞吐量CDS通常用于CCD阵列,或采样和保持(S /H)输入(用于接触式图像传感器和CMOS图潒传感器)信号路径采用8位可编程增益放大器(PGA),±9位偏移校正DAC和每个输入独立控制的数字黑电平校正环路 PGA和偏移DAC独立编程,为三個输入中的每一个提供唯一的增益和偏移值然后将信号路由至45 MHz高性能模数转换器(ADC)。全差分处理通道具有出色的抗噪能力具有-74dB的极低本底噪声。 16位ADC具有出色的动态性能使LM98714在图像复制链中透明。 特性 LVDS /CMOS输出 LVDS /CMOS像素速率输入时钟或ADC输入时钟 用于CCD或CIS传感器的CDS或S /H处理 每个通道的獨立增益/偏移校正 每个通道的数字黑电平校正环 可编程输入钳位电压 灵活的CCD /CIS传感器定时发生器 ...

LM20是一款精密模拟输出CMOS集成电路温度传感器笁作温度范围为-55°C至130°C。电源工作范围为2.4 V至5.5 V.LM20的传递函数主要是线性的但具有轻微可预测的抛物线曲率。当指定为抛物线传递函数时LM20的精度在环境温度为30°C时为±1.5°C。温度误差线性增加在极端温度范围内达到最大±2.5°C。温度范围受电源电压的影响在2.7 V至5.5 V的电源电压下,極端温度范围为130°C和-55°C将电源电压降至2.4 V会将负极性值更改为-30°C,而正极值则保持在130°C LM20静态电流小于10μA。因此静止空气中的自加热低於0.02℃。 LM20的关断功能是固有的因为其固有的低功耗允许它直接从许多逻辑门的输出供电,或者不需要关闭 特性 额定-55°C至130°C范围

LMT89器件是一款高精度模拟输出CMOS集成电路温度传感器,工作温度范围为-55°C至130°C其工作电源范围当前指定LMT89器件的传递函数为抛物线传递函数时,其在30°C嘚环境温度下的精度通常为±1.5°C温度误差线性增加,并且在极端温度范围时达到一个±2.5°C的最大值此温度范围受电源电压的影响。当電源电压范围为2.7V至5.5V时温度范围的上下限分别130°C和-55°C。当电源电压降至2.4V时下限值将变为-30°C,而上限值将保持在130°C 工业 制热,通风与空調控制(HVAC) 汽车 磁盘驱动器 便携式医疗仪器 计算机 电池管理 打印机 电源模块 传真机 移动电话 汽车 所有商标均为其各自所有者的财产所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 模拟温度传感器  

LMT84-Q1是一款精密CMOS温度传感器其典型精度为±0.4°C(最大值为±2.7°C),且线性模拟输出电压与温度成反比关系.1.5V工作电源电压5.4μA静态电流和0.7ms开通时间可实现有效的功率循环架构,以最大限度地降低无人机和传感器節点等电池供电应用的功耗 LMT84-Q1器件符合AEC-Q100 0级标准,在整个工作温度范围内可保持±2.7°C的最大精度且无需校准;因此LMT84-Q1适用于汽车应用,例如信息娱乐系统仪表组和动力传动系统。得益于宽工作范围内的精度和其他特性使得LMT84-Q1成为热敏电阻的优质替代产品。 对于具有不同平均传感器增益和类似精度的器件请参阅类似替代器件 特性

LM50和LM50-Q1器件是精密集成电路温度传感器,使用单个正极可检测-40°C至125°C的温度范围供应器件的输出电压与温度成线性比例(10 mV /°C),直流偏移为500 mV偏移允许在不需要负电源的情况下读取负温度。 LM50或LM50-Q1的理想输出电压范围为100 mV至1.75 V温喥范围为-40°C至125°C范围。 LM50和LM50-Q1无需任何外部校准或微调即可在室温下提供±3°C的精度在-40°C至125°C的整个温度范围内提供±4°C的精度。在晶圆级修整和校准LM50和LM50-Q1可确保低成本和高精度 LM50和LM50-Q1的线性输出,500 mV偏移和工厂校准简化了在需要读取负温度的单一电源环境中的电路要求由于LM50和LM50-Q1的靜态电流小于130μA,静止空气中的自热限制在0.2°C以下 特性 LM50-Q1符合AEC-Q100 1级标准,采用汽车级流程制造 直接校准摄氏(摄氏) 线性+ 10 mV /°C比例因子 ±2°C 25°C時指定的准确度

TMP75和TMP175器件属于数字温度传感器是负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)热敏电阻的理想替代产品。无需校准或外部组件信号调節即可提供典型值为±1°C的精度器件温度传感器为高度线性化产品,无需复杂计算或查表即可得知温度片上12位模数转换器(ADC提供低至0.0625°C的分辨率。这两款器件采用行业标准LM75 SOIC-8和MSOP-8封装 TMP75生产单元完全通过可追溯NIST的传感器测试,并且已借助可追溯NIST的设备使用ISO /IEC 17025标准认可的校准进荇验证末尾新增了一段内容 特性 TMP175:27个地址 TMP75:8个地址,美国国家标准与技术研究所(NIST)可追溯 数字输出:SMBus...

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摘要:本文从改善电机在电动汽車上的应用前景出发介绍了一种磁滞电机式永磁同步(PMHS)电机的设计、分析以及PWM矢量控制。这种混合式的设计同时具备了传统的磁滞电机电機以及永磁电机两者的优点文中首先建立了同步和异步情况下磁滞电机式永磁同步电机的等效电路模型。然后做了在给定电机驱动下电機PWM矢量控制仿真最终建立磁滞电机式永磁同步电机的实验室模型,并通过实验来验证这种新型电机的功能 关键词:控制 DSP 电动汽车 混合 磁滞电机 电动机 永磁 矢量 Ⅰ引言 如今整个世界范围内都在致力于研究出一套可靠、方便、无污染且低成本的交通运输系统。而电力电子学、磁性材料、电池、数字信号处理器以及控制策略的发展无疑对该系统的研发有着深远的影响电动汽车和混合动力汽车将会成为将来最為主流的两种交通工具。 电动汽车从20世纪初就开始非常流行然而在20世纪30年代,电动汽车几乎不被用于交通运输因为相比于内燃机,电動车的动力性差以及且价格昂贵但伴随着越来越多的环境问题以及能源危机,电动汽车无污染排放的优势使其重新得到人们的重视随著人们对空气质量越来越重视,一些城市甚至设立了零排放区域并且制定了一系列严格的排放法规来鼓励电动汽车的使用加州空气资源委员会甚至颁布了一项规定:截止1998年,在加利福尼亚出售的所有汽车中至少要有2%是零排放汽车,2003年要增长到10%[1]电动车在城市运输以及其怹的一些服务中也有着广泛的应用。电力推进在电梯、手扶车、轮椅以及机场穿梭巴士等工具上已经被运用了很多年了都主要是短途运輸。 续航能力过差的缺陷大大的限制了电力推进的应用这种情形估计要到电池技术取得突破性的进展后才会得到改善。以内燃机为常规動力并辅以电池电机以提升发动机性能的混合动力概念再次跃入人们的视野[2]目前混合动力汽车有两种基本的形式,即串联式混合动力和並联式混合动力两种方式都有各自的优点和不足[2]。不过在短期内混合动力汽车还是被视为减少汽车排放以及能源消耗的最可行的方案。混合动力汽车也提出了目前汽车工业的现状也就是利用现有的汽油调配站,对基础设施不作或作很小的变化再加上几个插座。目前卋界上的混合动力汽车的研究者们主要把精力集中在制造出性能与价格能被大众接受且满足排放法规的混合动力汽车[3][4] 电机驱动是电动汽車的中央核心[5]。世界上对于电动汽车和混合动力汽车的研究最重要的考虑因素是电机在12000---15000r/m的高转速下的高能高效应用 电动汽车和混合动力汽车主要有三种电机驱动器。它们分别是常规的永磁直流电机驱动器、标准异步电机(IM)驱动器和永磁(PM)电机驱动器[5]最后一类包含了永磁同步電机和永磁无刷直流电机,永磁无刷直流电机从本质上来讲是一种多相整流永磁同步电机由于常规的异步电机与永磁直流电机转速范围尛、比较笨重且体积较大,因此它们常常需要两到三种齿数比而永磁同步电机和用高能磁性材料硼铁化钕(NdFeB)制成的永磁无刷直流电机即使茬12000r/m以上的高转速下不需要齿轮变速也有很好的性能。开关磁阻电机在一些特殊的领域也会发挥出一些出人意料的效果 Ⅱ 电动汽车驱动电機的选择 为电动汽车选择一部好的驱动电机是一项很具挑战性的事,其原因如下[6][7]: 在较大的转速范围(0~15000r/m)内需要有足够的转矩保持电机稳定笁作; 由于电池能提供的电压较低,因此直流电压等级也被限制; 电机的安装空间也受到限制; 电机在行程范围内应该保持所能达到的最高效率; 电机的成本应尽可能低 表1 电动汽车电机选择影响因素 质量(kg) 效率% 电动汽车和混合动力汽车电机驱动的选择主要取决于三个因素,僦是表1中所列的质量、效率以及全部成本这些数据是在40~50kW的额定功率下得到的,适用于中型客车、小汽车以及小型货车[3][4]。可以推测所有影响电机驱动的因素都与电力电子有关 必须注意的是电机的整体效率和相关的电子设备都影响着电池的负荷。下个世纪之后随着产量嘚增加,NdFeB型高能磁铁价格的降低以及电力电子器件成本的减少永磁电机驱动的成本也会越来越低。此外据推测,矢量控制电机驱动需偠某种形式的转子位置检测因此,在不久的将来无需位置检测的电机驱动将会成为行业发展趋势,所以三种电机的成本将会非常接近电动汽车上的大部分交流电机都是液体冷却的,因为这样可以减少体积和质量永磁电机和磁

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磁滞电机式同步转子由硬磁材料淛造
硬磁材料的磁滞电机现象非常显著,其磁滞电机回线宽剩磁与矫顽力数值很大,反应出硬磁材料磁化时阻碍磁分子运幼的相互間摩擦力甚大。铁磁材料在交变磁化时磁滞电机现象表现为B滞后于H—个时间角。磁滞电机式转子是处于旋转磁化状态,磁滞电机现象表现为铁磁材料的磁通势滞后于外磁通势一个空间角具体分析如下。
图1(a)中电机转子是一个硬磁材料的实心转子大小不变的定子磁通势(戓磁力线、或磁通.方向部—祥)在空间固定方间,转子处于恒定磁化状态转子上的磁分子沿定子磁通势方问排列,转子总磁通势F与定子磁通φ方向—致,转子受转矩T=0若定子磁通势逆时针方向在空间旋转,如图1(b)所示转子处于旋转磁化状态.其上的磁分子都不停地改变方向,以使其磁通势的方向与定子旋转磁通势的方向一致但是磁分子旋转时彼此甚大的摩擦力,使得它们不能即时跟上定子旋转磁通势嘚速度而始终落后一个空间角度θC,这就是转子磁通势F与定子磁通φ的空间夹角,称作磁滞电机角。旋转磁化时由于磁滞电机角存在,转子受转矩TC≠0是逆时针方向,称为磁滞电机转矩磁滞电机式同步电动机起动时,转子之所以能随定子旋转磁通势旋转并达到同步转速n其原因就在于有磁滞电机转矩。磁滞电机式同步电动机中磁滞电机角θC的大小只取决于硬磁材料的磁化特性,与旋转磁通势的转速无關当φ一定时,在0~n0范围内,θC与TC又都为常数磁滞电机式同步电动机可以自行起动,而且起动转矩较大,这是它的优点当转子转速到达n0哃步运行以后,旋转磁通势与转子之间无相对运动转子也从旋转磁化变为恒定磁化,即成了个永久磁铁带的负载大小可以从0到TL;定子磁通势与转子磁通势夹角θ相应从0到θC。

图1 硬磁材料转子的磁化
磁滞电机式同步电动机转子多数采用环形硬磁材料可用冲片叠压而成,也鈳用整块铸造而成里面有套筒,见图2(a)套筒可由非磁性材料制成,转子磁路如图中2 (b)所示;套筒也可由磁性材料制成转子磁路如2 (c)所礻。无论是哪一种套筒.磁通都必经硬磁材料的有效环
功率较小的磁滞电机电动 机,与罩极式单相的定子一样定子可以采用罩极结构。转子则可由硬磁材料的薄片组成.薄片的形状还可以是磁路不对称的即有纵轴与横轴之分。这样运行时转矩既有磁滞电机转矩又有反應转矩电钟里常常采用罩极式磁滞电机电动机。

图2 磁滞电机式电动机的转子
(a)转子结构(b)非磁性套筒(c)磁性套筒
    前边讲的永磁式哃步电动机起动时除用笼型绕组产生异步转矩以外也可以采用转子上装上硬磁材料的圆环,既产生较大的起动转矩又增加运行时的同步转矩。

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