系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn) 既然BLDC有很多優(yōu)點(diǎn),人們當(dāng)然有理由將其應(yīng)用到高爾夫球車(chē)這類(lèi)微型車(chē)當(dāng)中去,但為什么世面上現(xiàn)有的電動(dòng)高爾夫球車(chē)均采用傳統(tǒng)直流電機(jī)呢?答案或許很多,有兩點(diǎn)卻始終跑不掉,那就是成本和可靠性。先說(shuō)成本,具有相近參數(shù)的BLDC比傳統(tǒng)直流電機(jī)價(jià)格高,主要是永磁體貴,不過(guò)現(xiàn)在永磁體的價(jià)格呈下降的趨勢(shì)[3];他勵(lì)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求主電路為三個(gè)橋臂,但有兩個(gè)橋臂位于勵(lì)磁回路,容量較小,而B(niǎo)LDC的驅(qū)動(dòng)要求主電路為三相橋式驅(qū)動(dòng)電路,它們身上均流過(guò)電樞電流,這大大增加了功率開(kāi)關(guān)器件的投入。再說(shuō)可靠性,采用霍爾位置傳感器來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置以指導(dǎo)功率器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)膿Q相,成本低,檢測(cè)電路簡(jiǎn)單,但可靠性低[4]。當(dāng)然,即便采用其他類(lèi)型的傳感器可靠性也高不到哪去,個(gè)人認(rèn)為這跟傳統(tǒng)直流電機(jī)的電刷和換向器一樣讓人頭痛。這些問(wèn)題怎么解決,以及一些其他電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都具有的共性問(wèn)題,我在下面的內(nèi)容中進(jìn)行闡述。
較低的電壓等級(jí)帶來(lái)應(yīng)對(duì)大電流的挑戰(zhàn)
在設(shè)計(jì)的最大功率下功率開(kāi)關(guān)器件處理的電流峰值將達(dá)到100A。大電流將對(duì)因器件布置所帶來(lái)的寄生參數(shù)、分布電感等問(wèn)題提出嚴(yán)苛的要求,當(dāng)然還有散熱。同等情況下,BLDC的驅(qū)動(dòng)需要更多的功率開(kāi)關(guān)器件,但我們?nèi)匀幌M懿辉黾涌刂破鞯捏w積。由于成本所限,不可能采用性能優(yōu)良但價(jià)格昂貴的集成或智能功率器件(IPM),唯一可能的是盡力改善散熱條件以減少功率MOSFET的數(shù)量。在這里我們引進(jìn)了一種稱(chēng)為“鋁基覆銅板”的散熱方式[5],靈感來(lái)源于IPM,在這類(lèi)功率器件中,功率晶元甚至沒(méi)有進(jìn)行封裝就直接表面貼裝在鋁基板上。接著我們還發(fā)現(xiàn)它在高強(qiáng)度LED光源、汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)等場(chǎng)合也多有應(yīng)用。通過(guò)采用該散熱方式,我們成功將原本七個(gè)一組并聯(lián)減少到三個(gè)一組并聯(lián),效果讓人欣喜。采用表面貼裝的方式,功率開(kāi)關(guān)器件的引腳寄生電感也可大大縮小,可謂一舉兩得。
關(guān)于多管并聯(lián)的均流問(wèn)題,利用最差狀態(tài)[6][7](Worst Case)方法對(duì)多管并聯(lián)的穩(wěn)態(tài)均流問(wèn)題進(jìn)行分析,我們以此來(lái)確定多管并聯(lián)時(shí)所采取的降額因子;但影響動(dòng)態(tài)均流問(wèn)題的因素過(guò)多,不便分析,從統(tǒng)計(jì)角度來(lái)分析多參數(shù)的影響是一個(gè)值得思考的方向。
力矩控制策略帶來(lái)“閉環(huán)失效”問(wèn)題
采用力矩控 制策略來(lái)實(shí)現(xiàn)高爾夫球車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制,優(yōu)點(diǎn)有很多諸如起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、響應(yīng)迅速、限流效果好等。但力矩控制策略帶來(lái)