德昌电机推出高功率电动助力转向电动机

浅析高速永磁同步发电机设计摘要：本文介绍高转速、高功率密度永磁同步发电机的关键技术及设计特点，采用场路耦合法设计一台额定转速100000r/min、额定功率1kW、功率密度3.73kW/kg的永磁同步发电机，建立二维电磁场仿真模型，仿真计算电机的空载反电动势及整流后的直流电压、负载工况下的输出电流和电压等电磁性能，计算电机定子铁耗、铜耗，转子的涡流损耗。

计算结果表明，高速永磁发电机设计合理，输出功率、电压、电流达到设计要求。

关键词：高速永磁；同步发电机设计一、技术指标及主要尺寸本文设计的高速永磁发电机主要用于战斗机、无人机等航空发电机系统。

发电机由飞机发动机拖动发出交流电，经电源变换器整流后，给机载机电设备供电。

该发电机的主要技术指标是经过电源变换器输出的直流功率、直流电压、直流电流。

电机的主要尺寸和计算功率、转速、电磁负荷有关，即：式中：为定子内径；为额定转速；L为计算长度；P'为计算功率；为计算极弧系数；是气隙磁场波形系数；为绕组系数；A，分别为电机电负荷和气隙磁密。

本文采用Ansys RMxprt模块完成电机的电磁设计，电机主要尺寸及技术指标如表1所示。

二、关键技术研究2.1高转速技术发电机最高转速为100000r/min，而永磁磁钢在高速下受到很大的离心力。

为防止磁钢出现高速下的损伤故障，在电磁及结构设计方面，主要采取以下技术：（1）极对数的选择。

极对数多使单块磁钢质量减小，离心力减小，转子能够承受更高的转速，但极对数的增加会使频率成倍增加，铁耗急剧增大。

本设计综合考虑，取极对数为2；（2）普通永磁材料抗压强度较大，但抗拉强度偏小，对高速旋转的表贴式永磁电机，需要采取一定措施保护永磁体。

因此，在磁钢外层加一层非导磁的钢护套，护套与磁钢之间紧配，并对磁钢施加一定预压力，增加磁钢的抗拉强度，保护磁钢不被甩出去。

（3）适当减小转子外径。

在保证电机性能前提下，尽量减小转子外径，可使磁钢线速度减小，离心力减少，使转子能承受更高的转速。

汽车转向器的设计毕业论文目录摘要 ...................................... 错误!未定义书签。

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1绪论 (1)2汽车转向系的组成及分类 (3)2.1汽车转向系的类型和组成 (3)2.1.1 机械式转向系 (6)2.1.2 动力转向器 (7)2.2 转向系主要性能参数 (8)2.2.1转向器的效率 (8)2.2.2传动比的变化特性 (10)2.2.3转向盘自由行程 (13)2.3 转向操纵机构及转向传动机构 (13)2.3.1转向操纵机构 (13)2.3.2转向传动机构 (14)3转向器总成方案分析 (15)3.1转向器设计要求 (15)3.2转向器总成方案设计 (16)4循环球式转向器主要尺寸参数的选择 (19)5 转向器输出力矩的确定 (23)6 轴的设计计算及校核 (24)6.1 转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (24)6.1.1材料的选择 (24)6.1.2结构设计 (24)6.1.3轴的设计计算 (24)6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (28)6.2.1材料选择 (28)6.2.2结构设计 (28)6.2.3轴的设计计算 (29)6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (31)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (36)1绪论循环球式转向器的英文名称是Recirculating Ball Steering Gear。

循环球式转向器由两对传动副组成，一对是螺杆、螺母，另一对是齿条、齿扇或曲柄销。

在螺杆和螺母之间装有可循环滚动的钢球，使滑动摩擦变为滚动摩擦，从而提高了传动效率。

循环球式：这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向，这是一种古典的机构，现代轿车已大多不再使用，但又被最新方式的助力转向装置所应用。

电液主动转向器液压助力转向系统毕业设计（论文）任务书摘要摘要转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置，其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。

主动前轮转向通过电机根据车速和行驶工况改变转向传动比。

电动液压助力转向系统采用电动机驱动液压助力系统油泵，具有能够根据汽车行驶工况实现助力程度自动控制、改善转向手感、节约能量消耗、安装布置方便等优点。

在国内外部分汽车上开始使用。

本文回顾了车辆转向系统的发展历程。

指出，相比线性控制转向，主动转向技术会成为今后发展的趋势。

我们以宝马轿车上选装的主动转向系统为例，详细介绍了主动转向系统的结构和组成、双行星齿轮机构工作原理及工作模式，以及该系统可传动稳定功能实现的原理和系统安全设计性设计。

并指出通过与其他动力学控制系统一起实现底盘一体化集成控制将是主动转向技术未来的发展方向。

关键词主动转向；液压助力转向系统；可变转向传动比AbstractAbstractSteering system is an important for lane changing control of wheeled vehicles. Its performance influences vehicle steer ability and stability directly. Active front steering varies the steering ratio electronically in direct relation to the speed and road conditions. Under normal road conditions at low and medium speeds, the steering becomes more direct, requiring less steering effort of the driver, increasing the car’s agility and drivability.The Electro-Hydraulic Power Steering system is designed to use hydraulic power steering pump which is forced by electric motor with advantage of attaining automatic controlling of assistance degree according to the steering operation, improving hand feeling, saving energy consumption, installing and so on. It has been used in some cars domestic and aboard.Retrospect the development course of vehicle steering system. Contrast to line control steering, the active steering technology is the main trend in the future. As an example, the structure and working modes of active front (AFS) system and its double planetary gear mechanism of a BMW car are presented. The implementation of variable gear ratio and vehicle stability control as well as system safety design are discussed in detail. It is pointed out that using the system, together with other dynamics control systems to realize integrated chassis control is the development trend of AFS technology in the future.Keywords Electro-Hydraulic Power Steering(EHPS); Active front steering;Variable steering ratio目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外文献综述 (1)1.2.1 国外研究现状 (1)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3本文研究意义 (6)1.4主要研究内容 (6)1.5本章小结 (7)第2章动力转向和主动转向的发展史 (8)2.1汽车动力转向系统的发展 (8)2.1.1 液压助力转向系统 (8)2.1.2 电动助力转向系统 (8)2.1.3 电控液压助力转向系统 (9)2.1.4 线控转向系统 (12)2.2汽车主动转向系统 (13)2.2.1 主动转向分类 (14)2.2.2 主动转向控制技术 (14)2.3汽车主动转向系统支持技术 (15)2.3.1 车辆动力学 (15)2.3.2 控制理论在车辆主动转向系统中的应用 (16)2.4本章小结 (18)第3章主动前轮转向结构的设计方案 (19)3.1转向系统原理 (19)3.2液压助力系统原理 (22)3.3行星齿轮的主动前轮转向机构 (23)3.4本章小结 (26)第4章转向系统动力学计算 (27)4.1转向盘与扭杆动力学模型 (27)4.2转阀动态数学模型 (27)4.3转阀节流面积变化数学模型 (28)4.4液压动力缸的流量连续性方程 (29)4.5图形说明 (31)4.6本章小结 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)附录1 开题报告 (38)附录2 文献综述 (42)附录3 中文翻译 (45)附录4 英文文献 (49)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景从1886年第一辆汽车诞生至今已经100多年了，汽车这一被称为“改变世界的机器”，早已从价格昂贵的奢侈品变成了现代社会不可或缺的重要交通工具之一。

大功率盘式无铁芯永磁同步电机大功率盘式无铁芯永磁同步电机：革新汽车动力传动的未来随着电动汽车技术的快速发展，大功率盘式无铁芯永磁同步电机成为了汽车行业的焦点。

它不仅在提高电动汽车的动力性能和续航里程方面具有巨大潜力，而且在节能减排、轻量化设计和可持续发展等方面也有着重要的意义。

本文将从不同角度来探讨大功率盘式无铁芯永磁同步电机的技术原理、应用前景以及对汽车工业的影响。

一、技术原理大功率盘式无铁芯永磁同步电机是基于电磁学和电机控制理论的先进技术，其核心在于利用永磁材料的特性产生磁场，并通过电流控制实现换向运动。

与传统的电机相比，盘式无铁芯结构的设计使得电机在功率密度和效率上均有较大的提升。

采用无铁芯结构也减小了电机的体积和重量，更适合于电动汽车的集成设计。

二、应用前景在汽车领域，大功率盘式无铁芯永磁同步电机将成为电动汽车的关键动力部件。

其高效、轻量化的特性使得电动汽车在动力性能和续航里程上都得到了极大的改善。

它也是新能源汽车向纯电动化方向转型的推动力量，有着广阔的市场应用前景。

在工业制造、航空航天和能源领域也有着广泛的应用空间。

可以预见，大功率盘式无铁芯永磁同步电机将在未来的科技发展中扮演重要角色。

三、对汽车工业的影响大功率盘式无铁芯永磁同步电机的出现，将对汽车工业产生深远的影响。

在动力总成方面，它将逐渐取代传统的内燃机，成为电动汽车的首选动力装置。

在汽车设计方面，电机的轻量化和集成化将带来更加灵活多样的设计空间，推动汽车整车的轻量化和智能化。

在能源结构和环保方面，大功率盘式无铁芯永磁同步电机的使用将有助于减少传统能源的消耗和减少尾气排放，对于改善空气质量和减缓气候变化都具有重要意义。

四、个人观点与理解作为一名汽车科技爱好者，我对大功率盘式无铁芯永磁同步电机充满期待和信心。

它不仅代表了电动汽车技术的进步，更是汽车工业向可持续发展的重要转型。

作为关键的动力装置，大功率盘式无铁芯永磁同步电机的发展将不断推动整个汽车行业向更加智能、环保和高效的方向发展。

西南林业大学本科毕业（设计）论文（2012届）题目汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析教学院系机械与交通学院专业车辆工程学生姓名李铖龙指导教师陈继飞（实验师）评阅人刘学渊（实验师）2012年6月3日汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析李铖龙（西南林业大学车辆工程专业2008级，云南昆明，650224）摘要：在汽车的发展历程中，转向系统经历了由机械式转向系统发展为液压助力转向系统，电控液压助力转向系统和电动助力转向系统的四个阶段。

汽车电动助力转向系统与传统的机械、液压助力转向系统相比具有转向灵敏、能耗低、与环境的兼容性好、成本低等优点。

在很多高端车上都装有EPS，因此，开发EPS（Electric Power Steering）具有很大的实际意义和商业价值。

电动助力转向系统主要由控制部分、执行部分和程序这三个部分组成，控制部分主要由信号采集电路、单片机和信号发送电路组成。

其中单片机是控制部分的核心部件，信号采集电路采集到的转矩和车速信号送单片机处理后，单片机再发出控制信号给信号发送电路，经过驱动电路驱动电机转动。

执行部分主要由电机、减速机构和电磁离合器的组成。

它起着转向辅助动力的产生，传递和中断的作用。

本文详细分析了汽车电动助力转向系统的结构、工作原理、故障维修以及它的发展趋势系统地介绍了汽车电动助力转向系统。

从而得出，电动助力转向系统具有操作轻便、省力的优点。

关键词：电动助力转向，单片机，电机控制Electric power steering system structure and working principleLiChengLong(Vehicle Engineering 2008， Southwest Forestry University， Kunming Yunnan，650224)Abstract:In the course of development of the automobile, the steering system has gone through four stages of mechanical steering system, the development of hydraulic power steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electric power steering system. Electric power steering systems and traditional compared to the mechanical, hydraulic power steering system with steering sensitivity, low energy consumption, and environmental compatibility, low cost. In many high-end car is equipped with EPS, and therefore, the development of EPS has great practical significance and commercial value. The electric power steering system by the control part of the operative procedures of these three components, the control part of the signal acquisition circuit, micro-controller and signal transmission circuit. Where the micro-controller is the core component of the control section to send single-chip processing of the torque and speed signals collected by the signal acquisition circuit, micro-controller and then control signals to the signal transmission circuit through the drive circuit drive motor rotation. The executive part of the main motor, reducer, the composition of the bodies and the electromagnetic clutch. It plays a steering auxiliary power generation, transmission and interrupt the role. This paper analyzes the structure of the automotive electric power steering system, the working principle, fault repair, and its development trend of a systematic introduction to the automotive electric power steering system. Thus obtained, the electric power steering system, easy operation,Key words: electric power steering SCM motor control。

摘要电动助力系统采用电动机提供助力，具有转向力可变、路感良好、环保、耗能低和维修方便等优点，充分体现出汽车向智能化发展、满足未来安全性要求和环保要求的发展趋势。

本文在深入学习电动助力系统工作原理的基础上，设计了电动助力系统控制单元的硬件电路，研究了控制策略和算法，开发了相应的软件程序，印制了电路板，在自行搭建的试验平台上进行了实验验证。

具体工作内容如下：1. 研究了电动助力转向系统的发展和系统的基本原理；2. 在充分考虑满足电动助力控制单元功能需求的基础上，开发了一套基于单片机80C552的电机控制方案：利用电子执行单元（ECU）实时采集信号，运用PWM技术实现对H桥和电动机进行电流闭环控制，并完成了硬件电路设计；3. 在保证汽车的稳定性和安全性条件下，通过深入研究助力控制、回正控制和阻尼控制策略，提出了基于PID的控制算法，开发了核心控制程序；上述研究工作实现了电动助力系统低速轻便、高速稳定的使用要求，为下一步的工程实用化奠定了先期技术基础。

关键词：电动机，PID，控制策略，PWMAbstractEPS is a kind of power steering system following the system of hydraulic, motor was adopted to offer power directly. EPS has many advantages such as adjusted power which is controlled by the automatically controlling unit，good way sense，environmental protection，low energy consumption, convenient maintenance. The development trend of intelligent vehicles, future security requirements and environmental requirements was fully represented by EPS.In this thesis the Electronic Control Unit (ECU) and the software program of the ECU was designed, control strategies and algorithm were also studied based on the study of the operation principles of EPS. Following is the detailed process:1. Basic components, working principle and mathematical model of Brushless DC Motor (BLDCM) were described in detail.2. While the functions of ECU were considered, a scheme of motor control based on the high-performance microcontroller 80C552 was put forward and the ECU was designed. PWM technique was used to control H and closed loop motor current.3. Three control strategies which are assisting mode return ability and damp mode to get a stable steering under various conditions was presented and discussed in this paper. And a control algorithm based on PID was proposed under the strategies.The research above make the A/D acquisition program, speed signal acquisition program of the Electric power steering system come true, and t it laid a practical basis for the next preliminary technology.Keywords: MOTOR; PID; Control Strategy; PWM目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1电动助力转向系统 (1)1.1.1电动助力转向系统的原理及发展 (1)1.1.2 电动助力转向系统控制单元 (3)1.2国内外研究现状 (4)1.3课题研究的目的和意义 (6)1.4本文研究内容 (6)第二章助力特性和控制策略研究 (8)2.1助力特性分析 (8)2.1.1助力特性的概念 (8)2.1.2助力特性曲线分类 (9)2.2控制模式 (10)2.2.1助力控制 (11)2.2.2回正控制 (12)2.3控制策略研究 (13)2.3.1电机目标转矩的控制策略 (13)2.3.2助力电机的电流控制策略 (14)2.3.3控制算法 (14)2.4本章小结 (16)第三章硬件控制系统设计 (17)3.1 EPS控制系统的总体结构 (17)3.2 ECU的控制芯片 (18)3.3电源电路和信号处理电路 (19)3.3.1电源电路 (19)3.3.2扭矩信号 (20)3.4电机的控制电路和保护电路 (21)3.4.1电动机的PWM调压调速原理 (22)3.4.2功率开关部件的选择及其驱动电路 (24)3.4.3电动机的保护电路 (25)3.5故障诊断电路 (26)3.6系统硬件的抗干扰性设计 (27)3.7本章小结 (27)第四章EPS控制软件设计 (28)4.1系统控制软件概述 (28)4.2 转向盘转矩信号采集子程序 (29)4.3 车速信号的采集子程序 (29)4.4 目标电流的确定 (30)4.4.1 助力曲线与目标电流 (30)4.4.2 助力特性曲线的确定 (30)4.5 PWM 脉宽调制及电机控制 (31)4.6 判断转向子程序 (31)4.7 软件滤波设计 (31)4.8 本章小结 (32)结论及展望 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)第一章绪论汽车转向系统作为汽车的重要组成部分，决定着汽车主动安全性的关键，汽车是否具有安全的操作性能，始终是消费者最关心的，也是汽车厂商在日趋激烈的市场竞争中站稳，始终是消费者最关心的，也是汽车厂商在日趋激烈的市场竞争中站稳脚跟的根本。

许继发电调试及服务部WYD-811调试指导更新日期：2012/5/25制作：魏来校核：批准：目录1 概述 (1)1.1 硬件部分 (1)1.1.1 基本参数 (1)1.1.2 接线端子说明 (2)1.1.2.1 通讯端子说明 (2)1.1.2.2 电源端子说明 (3)1.2 软件部分 (3)1.2.1 软件安装 (3)1.2.2 软件目录简介 (8)1.2.3 软件升级 (8)1.2.3.1 版本升级 (8)1.2.3.2 数据库升级 (9)1.2.3.3 iec61850文件夹升级 (10)2 远动配置 (12)2.1 登录/注销 (12)2.1.1 用户管理 (13)2.1.2 修改密码 (13)2.2 模板编辑 (14)2.3 数据库编辑 (14)2.3.1 61850装置数据库编辑 (14)2.3.1.1 61850装置遥测量编辑 (17)2.3.1.2 61850装置遥信量编辑 (21)2.3.2 104装置数据库编辑 (22)2.3.2.1 104装置遥测量编辑 (24)2.3.2.2 104装置遥信量编辑 (26)2.3.2.3 生成104装置模板 (26)2.3.2.4 修改104装置属性 (27)2.3.2.5 104装置模板导入 (27)2.3.2.5.1 导入WYD-800系列远动装置模板 (27)2.3.2.5.2 导入WYD-810系列远动装置模板 (30)2.3.3 虚装置数据库编辑 (32)2.4 模块编辑 (33)2.5 业务配置 (34)2.5.2 通道切换 (35)2.5.3 远程服务 (35)2.6 模块编辑器 (36)2.6.1 gps规约编辑器 (37)2.6.2 SNTP编辑器 (38)2.6.3 网络代理编辑器 (38)2.6.3.1 功能原理 (38)2.6.3.2 配置举例 (39)2.6.4 IEC104规约编辑器 (43)2.6.4.1 通道参数配置 (43)2.6.4.1.1 IEC104规约区域字段说明 (43)2.6.4.2 通讯参数配置 (45)2.6.4.3 转发表配置 (45)2.6.4.3.1 遥测转发表配置 (45)2.6.4.3.2 遥信转发表配置 (46)2.6.4.4 iec104模块功能升级 (48)2.6.5 IEC101规约编辑器 (50)2.6.5.1 通道参数配置 (50)2.6.5.1.1 IEC101规约区域字段说明 (50)2.6.5.2 通讯参数配置 (52)2.6.5.3 转发表配置 (52)2.6.5.3.1 遥测转发表配置 (52)2.6.5.3.2 遥信转发表配置 (52)2.6.6 CDT规约编辑器 (54)2.6.6.1 通道参数配置 (54)2.6.6.2 通讯参数配置 (54)2.6.6.3 转发表配置 (55)2.6.6.3.1 遥测转发表配置 (55)2.6.6.3.2 遥信转发表配置 (56)3 远动调试 (56)3.1 概述 (56)3.2 远程管理 (56)3.2.1 程序升级 (58)3.2.2 重启系统 (58)3.2.4 修改IP地址 (59)3.2.5 获取配置 (59)3.3 进程管理 (60)3.4 装置状态 (60)3.5 数据监视 (61)3.5.1 过滤条件输入区 (61)3.5.2 数据输出区 (62)3.5.2.1 数据显示 (62)3.5.2.2 数据模拟 (62)3.6 报文监视 (64)3.6.1 过滤条件输入区 (64)3.6.2 报文打印区 (65)4 常见问题 (65)5 同类产品异同点 (67)5.1 WYD-810系列产品 (67)5.2 保信子站、远动装置 (67)6 快速配置流程 (68)1 概述WYD-811实现了跨硬件平台的设计，系统分为三大子系统：在线运行模块、配置工具、调试工具。