无刷直流电机在汽车电动空调中的应用韩则胤，邱少杰，陈阳生(1浙江大学浙江杭州310027；2精雷电器有限公司浙江湖州313103)O引言随着国内汽车制造业的飞速发展，汽车空调已经成为整车必不可少的一个子系统，并在近几年获得了快速的发展。
目前，我国在乘用车上汽车空调配置率已接近百分之百。
汽车空调舒适性、可靠性及安全性的要求已成为消费者决定购车意向的重要选择依据。
特别是随着国际社会对石油危机和全球变暖等问题的日益关注，对于汽车空调环保和节能的要求也越来越高。
目前传统汽车空调压缩机由汽车发动机直接带动，存在消耗发动机功率、转速变化范围过大、工作环境恶劣、整体效率低等诸多问题。
国外一些新的环保规定，如强制降低怠速排放的要求，长途运输车辆在停车处使用当地电源，不开油机等等。
这都为新型电动空调的使用提供了机会。
同时，随着公众节能和环保意识的提高，一些符合节能、环保要求的新能源汽车(电动汽车、混合动力)的发展前景被人们看好，而一种节能、高效、性能可靠的电动空调产品，对占领新一代汽车的空调市场显得至关重要。
电动空调压缩机由电机、电子控制单元Ecu(Electronic contr0I unit)和压缩机组成。
电机驱动压缩机，而Ecu控制电机出力和运行。
永磁无刷直流电机以其小体积、高性能、结构简单、出力大等特点受到了许多行业的青睐，在一些要求高性能和高精度的控制领域更是得到了广泛的重视。
今天，在汽车行业，电机的应用越来越广泛，一部汽车上使用的电机数量会有上百台，这其中大部分以直流电机为主。
但是，直流电机的一个最大问题就是电刷的使用，这使电机的体积变大，而电刷又需要频繁的更换。
无刷直流电机通过Ecu来控制电机的电子换相，从而取消了电刷，消除了更换电刷的顾虑，延长了电机的使用寿命。
而电子换相过程中的另一个问题，即需要得到转子位置，也得到了广泛的研究。
采用霍尔传感器或光电编码器等获得转子位置是一种可靠的方法，但是这一方面增加了成本，另一方面由于霍尔传感器等的使用温度范围也限制了在恶劣环境中的应用。
尽管有刷马达电机具有高效、小型化、电源驱动、生产成本低等优点，但同时也存在电刷摩擦噪音、火花、电子干扰、及因电刷磨损导致马达使用寿命缩短等问题。
为了解决这些问题，直流无刷马达电机应运而生了。
直流无刷电机利用定子线圈回路的磁力来驱动永久磁铁的转子，通过传感器与电子电路实现以前利用带刷直流电机的电刷与整流子实现的电流切换。
得益于半导体等外围技术的发展，直流无刷电机成为首次实现这种功能的产品，在电流与转矩、电压与转速成正比这点上，具有直流电机的特点，而在结构上则具有交流马达电机的特点，结合了两者的优势所在。
直流无刷马达电机具有外型小、输出功率大、寿命长、无火花和干扰等优点，具有广泛的用途。
近年来，随着国家对环保和节能的重视我们为船舶，游艇，电动车等传统能源的动力提供了先进的直流无刷电机、控制方案，取得了16949认证，现已是比亚迪和欧美韩国等高端场地车控制器及直流无刷电机供应商。
品性价比远远高于国外品牌的同类电机。
当今，直流无刷电机应用领域中发展最快的首推汽车电机市场。
如同将汽车转向装置从以往的油压式改为电动式后，可实现节省燃油3-5%的效果一样，随着电动化技术的节能效果越发明显，越来越多的零部件正被电机所取代。
其中还包括一些对控制性能要求较高的功能、因频繁使用而必须具有长使用寿命的零部件中电机也逐渐步入主导地位。
另外，继车用电动转向装置之后，电机还被应用于空调压缩机中，甚至在电动汽车产业中被作为驱动电机来使用。
伴随着材料、电子以及控制技术的不断冲击，其必定朝着小型化、数字化、长寿命和高可靠性的方向发展，相信不久的将来也必将在工业生产中发挥更大的作用。
课程论文课题名称：直流无刷电动机原理与技术应用专业班级：学生姓名：指导教师：2013年6月3日直流无刷电动机原理与技术应用一、直流无刷电动机与直流有刷电动机直流有刷电机和无刷电机的区别是是否配置有常用的电刷-换向器。
有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。
而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间。
大多数无刷电机生产商生产的电机都具有三个霍尔效应定位传感器。
由于无刷电机没有电刷，故也没有相关接口，因此更干净，噪声更小，事实上无需维护，寿命更长。
二、直流无刷电动机的结构及控制原理1、直流无刷电动机的结构直流无刷驱动器包括电源部及控制部：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需求转换输入电源频率。
电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V)，如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。
不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。
换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1～Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。
控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。
直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制，所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor)，作为速度之闭回路控制，同时也作为相序控制的依据。
但这只是用来做为速度控制并不能拿来作为定位控制。
2、控制原理要让电机转动起来，首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置，然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序，inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管)，使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，如此就能使电机顺时/逆时转动。
