汽车EPS驱动助力电机设计与优化
一、文献综述
（一）国外汽车EPS驱动助力电机发展现状
汽车作为第二次工业革命的代表产物，搭载着第三次科技革命的潮流迅速发展和广泛运用，EPS就是一个非常典型的例子。
1902年英国人Fredenick W.Lanchester首次发明了机械液压助力。主要有转向操纵机构，转向器和转向传动机构组成，单纯的依靠人力操纵机械机构。
1954年通用汽车公司首次将液压助力转向系统（HPS）应用于汽车。转向油泵通过皮带传动、流量控制阀控制液压转向机构完成转向助力。
1983年日本KOYO公司研制出第一台电动液压助力转向系统（EHPS）。新增电动机、电控单元：车速传感器、，由电动机驱动转向油泵，电控单元根据转角传感器信号结合车速输出相对应助力。
1988年日本铃木汽车公司首先在小型轿车Cerbo上装配了电控助力转向系统（EPS）
1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS取得了良好市场效果
1999年奔驰和西门子公司合作开发EPS。上世纪九十年代初期，日本林木、本田、
美国Delphi汽车公司、德国ZF等公司相继推出产品确立地位。此后EPS技术得到迅猛发展。
（二）国内汽车EPS驱动助力电机发展现状
随着国内汽车行业的蓬勃发展，但相对应的国内电动助力转向系统起步时间较晚，面临着商业需求与科研开发严重不匹配的情况。面对这巨大的挑战最早尝试电动助力转向系统的是昌河北斗星，1998年国内汽车行业接轨国际先进技术引进相融合，取得较大的技术突破，主要涉及EPS系统的算法研究和驱动电机的研究。驱动电机技术目前主要分为4大类，有些已经开始运用，有些还处于研究阶段。
（1）直流电机
永磁直流电机（DCBM）多采用定子4极，2对电刷，永磁体使用铁氧体，最早应用于EPS，电磁转矩与电流呈线性关系，可以通过控制通过电枢最大电流或电压端电压。成本低廉，工艺技术成熟，故早期日系均DCBM。但由于功率偏低，易发热，永磁体收到高温退磁影响，噪音大，寿命短，电刷与换向器的存在，可靠性存在隐患。
（2）异步电机
为了满足更大的转向齿条力矩要求，异步电机(ASM)应运而生，其相较于直流电机拥有较大的功率和成熟的工艺被广泛应用到了EPS系统中。通过适量变化和磁场定向，可将三相异步电机在同步旋转的MT坐标中转换成永磁直流电机，获得了良好的控制性能，在不同的转速下输出不同转矩。但受制于重量和体积的影响，局限了异步电机的使用。
（3）永磁同步电机
目前世界上大多数EPS系统如日本捷太格特、ZF德尔福、TRW等都致力于开发应用永磁同步电机，相对于异步电机，永磁同步电机具有更广扩的功率范围，功率和功率因数，由于他体积较小，有取代异步电机的趋势。
（4）开关磁阻电机
自20世纪70年代以来，开关磁阻电机（SRM）得到了告诉发展。目前广泛适用于机床设备、泵、放置设备及电动车驱动。它是通过磁场通过磁阻最小的路径闭合这一基本原理实现。当一想通电流后，产生的磁场企图从磁阻最小的路径通过。当转子齿中心线不重合，磁阻不为最小时，磁场就会形成拉力，当定子个相绕组中依次充电时，电机转子就一步步站着通电相序相反的方向转动。SRM转子上既没有永磁体，也没有绕线，也不需要像ASM那样进行铸铝，仅仅由冲片叠压而成，因此具有极高的可靠性和较低的成本。
从国内外的研究看EPS的研究主要集中在以下几个方面
1.EPS助力控制策略。助力控制是在转向过程中为减轻转向盘的操纵力，通过减速机构吧助力电机的力矩作用到机械转向系上的一种羁绊控制模式。助力控制策略的主要目的是根据转向助力特性曲线确定助力电动机的助力大小，辅助驾驶员实现汽车转向。控制策略是EPS研究的重点。
2.系统匹配技术。助力特性的匹配、电机及减速机构的匹配、传感器的匹配以及EPS系统与其子系统进行匹配，是整车性能达到最优关键。
3可靠性。转向系是驾驶员的生命线之一，必须保证高度可靠性。EPS除了需要良好的硬件保证还需要良好的软件做支撑。
电动助力转向系统经过二十多年的发展，技术日趋成熟
二、^文档提纲
1 电机结构形式的选择
1.1定子结构形式的选择
1.2转子结构形式的选择
1.3转子位置检测
1.4电磁负荷和电机主要尺寸
1.5永磁材料的选择
1.6样机参数分析
2电机的性能计算
2.1空载气隙磁场计算
2.2空载反电势计算
2.3齿槽转矩计算
2.4负载电流和电磁转矩
2.5负载磁场计算
3.6效率计算
3性能优化措施
三、参考文献目录
[1]电机学(第三版) [M]，许实章编，机械工业出版社，1995
[2]电机现代控制技术[M]，王成元，夏加宽等编，机械工业出版社，2008
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[4]开关磁阻电机系统理论与控制[M]，吴红星，中国电力出版社，2010
[5]世界汽车技术发展跟踪研究[M]，陈慧，北京理工大学出版社，2008.2
[6]纹波计数技术在汽车直流电机驱动部件记忆功能检测中的应用研究[J], [于保军, 刘成志, 孙宝玉.机床与液压,2013
[7]汽车EPS助力控制方法研究及EPS参数对整车操纵稳定性的影响探讨, 李冰洋 ,[学位^文档]2007
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