汽车电子燃油泵无刷无位置传感器电机控制研究

更新时间：2020-03-25 09:10:02 大小：2M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：无位置传感器电机控制 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

汽车电子燃油泵总成是将一定油压和流量的燃油从油箱输送给发动机，是汽车动力系统的核心部件之一。然而，能源危机问题日益严峻导致传统燃油向着多元化及新型化能源方向发展，新型燃油如醇类燃油等所具有的化学特性使得浸入在燃油内的电子燃油泵有刷电机换向器极易受到腐蚀，大大降低了电子燃油泵的使用寿命和可靠性。在汽车电子燃油泵中采用无刷电机不仅能够有效地降低电机在换向过程中的振动和噪声，而且无机械换向部件，在复杂的多元化燃油中具有广泛的适应性，因此将无刷直流电机应用在汽车电子燃油泵中具有重要的实际意义。

本文根据无刷直流电机的运行原理，分析其控制关键技术点，结合汽车电子燃油泵总成对无刷电机高可靠性、低成本的需求，选用成本低廉、可靠性高的反电动势法获取转子位置信息，同时在程序中构造虚拟中性点获取反电动势的过零点信号，避免了硬件阻容分压电路造成相移问题。在电机启动阶段，采用二次预定位的方式实现转子的准确定位，避免了转子的磁极位置与合成磁场的夹角为180°、电磁转矩为0而导致定位失败的可能，减少成本且提高了系统可靠性。选用高性价比的单片机作为主控芯片，设计控制系统的硬件电路及软件程序，其中主功率三相全桥电路上半桥选择P型MOSFET，下半桥选择N型MOSFET，这种方法能够很好地避免上半桥因浮动电压而需要自举电路驱动主功率电路。为了验证控制系统硬件和软件的可靠性，利用无刷无位置传感器电机进行包括电机转子位置测试、空载启动、负载启动、变载（突加负载、突减负载）等实验，并与有位置传感器控制实验验结果进行对比验证。最后模拟汽车电子燃油泵的实际工作情况搭建测试平台，对控制系统控制电子燃油泵的工作情况进行了测试。

实验结果表明，根据汽车电子燃油泵实际需求设计的控制系统结构简单、成本低廉，利用反电动势并在软件中构造虚拟中性点的方法能够准确地获取转子的位置信息，采用二次预定位的方式能够有效地启动电机，最终实现电机平稳运行。对无刷无位置传感测试电机所做的性能实验表明了整个控制系统具有较好的稳定性和适应性。模拟汽车实际运行环境对无刷无位置电机燃油泵测试证明控制系统能够很好地控制燃油泵正常工作且流量满足微车发动机供油要求。