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汽油機可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)無刷直流電機的設(shè)計

研究了可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電機的開發(fā)。與傳統(tǒng)可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)的傳統(tǒng)直流電機相比，設(shè)計過程中主要強調(diào)了以下3點。①減小尺寸。當(dāng)可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用于發(fā)動機室，由于之前安裝的設(shè)備而沒有足夠的空間，因此電機的尺寸受限，應(yīng)首選較小的。②更高的效率。操作電機應(yīng)不斷改變發(fā)動機的氣門正時，所以電機的效率影響駕駛系統(tǒng)和燃油消耗。③控制成本。在汽車領(lǐng)域的大規(guī)模生產(chǎn)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(yīng)用鐵氧體場磁鐵，則成本增加是有限的，并且高溫時發(fā)動機室的熱特性是安全的。

提出了一種自動可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電機的設(shè)計和實現(xiàn)。與傳統(tǒng)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?？紤]最優(yōu)極點/槽數(shù)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(shè)計電機，并通過試驗結(jié)果驗證仿真和預(yù)測結(jié)果。獲得的額定效率為84%～86%，比傳統(tǒng)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(yīng)時間在實際測試時與商業(yè)的可變氣門驅(qū)動系統(tǒng)相比更加突出。通過測試結(jié)果可以確認(rèn)，已開發(fā)的無刷直流電機可以取代傳統(tǒng)直流電機，沒有額外的成本，整個系統(tǒng)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