基于无刷轮毂电机的电动汽车ABS智能传感器研究

基于无刷轮毂电机的电动汽车ABS智能传感器研究

无刷轮毂电机越来越多地被用于四轮电动汽车中。提出了一种用于无刷轮毂电机电动汽车防抱死制动系统（ABS）的智能传感器。在ABS系统中，ABS传感器的作用是测量车轮转速，并将该信息输入至ABS控制器中。ABS传感器由齿环（ABS环）、一个永久磁铁和一个线圈组成。ABS环与车轮以相同的速度旋转。ABS环在永久磁铁的磁场中作旋转运动，并在绕组中产生电压。该电压包含车轮速度信息，传统ABS利用该信息估计车轮转速。

永磁同步电机（PMSM）和无刷直流电机具有相同的结构，是永磁无刷器械的两种类型。两台电机所需的磁场由具有永久磁铁的转子和连接至三相电源的电枢绕组产生，且产生的磁场位于定子内。永磁同步电机由三相正弦电压供给能量，而无刷直流电机由将三相电压源转换为直流为其供应能量。当驱动PMSM和无刷直流电机时，电机产生的反电动势形状不同。但当电机作为发电机时，都会产生正弦形电压。本文使用无刷电机在发电机模式时产生的反电动势与在再生模式下产生的反电动势集中在一起。

无刷电机由永磁同步电动机、位置传感器（霍尔效应传感器）和一个逆变器组成。电子换向无刷电机见图1。

所提出的传感器系统可以减少车辆制造和维护的成本，利用小波信号处理方法能够准确地估计车轮速度和识别道路标识，可显著改进ABS的性能。利用实际的ABS硬件测试传感器系统测试结果表明，采用无刷直流电机驱动技术的新型传感器对车轮速度估计的准确性比现在常用的ABS传感器更精确。此外，将无刷电机驱动的传感器ABS与直流电机驱动的ABS相比，该无刷直流电机传感器的ABS具有更高的精确度、稳健性和可靠性。

试验结果表明，具有8个极对的无刷直流电机传感器对车轮速度测量的精度比传统ABS传感器的测量精度高约50%。当使用离散小波变换方法时，对于具有非常少极对（如只有两个极对）的电机，其测量精度仍比商用传感器高约40%。

刊名：Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2015年第62期

作者：Amir Dadashnialehi et al

编译：朱会