乘用车引擎冷却风扇控制器热保护设计与试验.pdf

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1、乘用车引擎冷却风扇控制器热保护设计与试验杨平乘用车引擎冷却风扇控制器热保护设计与试验ThermalProtectionDesignandTestforCoolingFanControllerofPassengerVehicleEngine扬车(沙l洲职业工学院科研处，江苏张家港215600)摘要：在乘用车引擎冷却风扇控制系统设计中，如果没有充分考虑直流电机在堵转、低电压、长时间启动等情况下的电机发热量。就会导致电机和控制器损坏，从而给行驶中的乘用车带来极大危害。为此，研究了直流电机在非正常工作状况下的热积累与热发散系

2、统数学模型，并提出了电机过载保护以及电机启动、电机堵转和电机短路等热保护方案，具体给出了温度保护环节的设计和设定方法。相关试验表明。该热保护系统设计合理、运行可靠。该设计方法也为类似系统保护设计提供了一种有益参考。关键词：热平衡保护PWMA／D转换可靠性控制系统中图分类号：TP215文献标志码：AAbstract：Indesignofcontrolsystemforcoolingfanofpassengervehicleengine。largeheatgeneratingofDCmotorundercondition

3、sofstalling，lowvoltage，orlongperiodstartup．etc，。mustbetakenintoaccount，otherwisemotorandcontrollermightbedamaged。andgreatharmmaybebroughttotherunmngvehicle．ThemathematicalmodelsforheataccumulationandheatemissionforDCmotorworkingunderabnormalconditionsarestudied

4、；andthethermalprotectionstrategiesforoverload-startupprocess。stallingandshortcircuit，etc．，ofthemotor；andtemperaturepmtectionsectionWpIlRdesignandsettingmethodareproposed，Therelatedandexperimentverifythatthisthermalprotectionsystemisdesignedreasonablyandrunningr

5、eliably；thedesignmethodalsoprovidesbeneficialreferencefarsimilardesignofsystematicprotection．Keywords：HeatbalanceprotectionPulsewidthmodulation(PWM)A／DconversionReliabilityControlsystemO引言乘用车引擎冷却风扇直流电机正常运行与否决定了乘用车能否正常行驶。冷却风扇直流电机故障通常表现为热故障。即电机运行中产生的热量大于散发的热量，累积的

6、热量致使电机绝缘等级下降，最终致使电机烧毁。电机烧毁主要是由于电机长时间过载运行、启动时间过长、启动频繁或堵转等情况引起电机过电流，从而破坏电机积累和发散的热量平衡。这种电机热不平衡的状况给行驶中的车辆带来了极大的危险。1电机过热保护原理针对直流电机运行中可能出现的热不平衡危害。在设计直流电机控制系统时．有必要研究电机的热量积累与热量发散模型。才能合理、全面地保护电机，从而避免各种危险情况发生。2012年度江苏瘩高校基金资助项目(编号：JHB2012-77)。修改稿收到日期：2013—03—14。作者扬平(1970一

7、)，男，2000年毕业于江苏大学农业电气化与自动化专业，获硕士学位，高级工程师；主要从事汽车电子与电机控制的教学与研完工作。《自动化仪表》第34卷第1l期2013年11月1．1电机发热积累模型根据直流电机连续运行条件。电机持续运行的负载能力主要取决于电机线圈绕组温度⋯。IEC255．8标准规定，直流电机热积累与电机运行电流、电机额定电流大小和电流镇定倍数有关[2]。因此，冷热态时的直流电机热过负荷保护动作时限如式(1)、式(2)所示。，21。冷2rln丽(1)，2一，2‰玎h南(2)式中：t为过负荷保护动作时限；，。

8、为电动机的额定电流；，为电动机电枢运行电流；K为电流整定倍数，在启动过程中K=0．5，启动完毕后K=1．0；丁为电动机热积累时间常数，可整定，表示电机的能力。为实现发热模型的热积累特性，将式(1)、式(2)合并简化为：口=[x㈤2--1．052]△z㈥式中：日为电动机的热积累值，表示电动机发热程度：出为相邻两次热积累计算的时间间隔。9乘用车引擎