汽油機可變氣門驅動系統無刷直流電機的設計

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汽油機可變氣門驅動系統無刷直流電機的設計

研究了可變氣門驅動系統驅動電機的開發。與傳統可變氣門驅動系統的傳統直流電機相比，設計過程中主要強調了以下3點。①減小尺寸。當可變氣門驅動系統應用于發動機室，由于之前安裝的設備而沒有足夠的空間，因此電機的尺寸受限，應首選較小的。②更高的效率。操作電機應不斷改變發動機的氣門正時，所以電機的效率影響駕駛系統和燃油消耗。③控制成本。在汽車領域的大規模生產中，單獨的單元價格是最重要的因素之一。無刷直流電機因其具有高功率密度、高功率效率、良好的可控性而成為首選。如果應用鐵氧體場磁鐵，則成本增加是有限的，并且高溫時發動機室的熱特性是安全的。

提出了一種自動可變氣門驅動系統驅動電機的設計和實現。與傳統直流電機相比，為了改善尺寸、效率和成本方面的性能，選用并分析了無刷直流電機。考慮最優極點/槽數組合來克服給定尺寸鐵氧體磁鐵的低通量密度的局限性。采用等效磁路模型和有限元分析來設計電機，并通過試驗結果驗證仿真和預測結果。獲得的額定效率為84%～86%，比傳統直流電機大約高20%。電流密度遠低于直流電機，這意味著電機的輸出功率可能會擴大。此外，該電機的功率消耗和響應時間在實際測試時與商業的可變氣門驅動系統相比更加突出。通過測試結果可以確認，已開發的無刷直流電機可以取代傳統直流電機，沒有額外的成本，整個系統更加有效。

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

編譯：王欣欣