装甲车辆起动发电一体化的设计

李长兵，臧克茂，李立宇

(装甲兵工程学院，北京100072)

现有的装甲车辆采用专用的直流串励电动机起动柴油发动机，另用一台专用的发电机负责给蓄电池充电和整车供电.这种起动和发电方式存在体积、重量大，效率低，可靠性和可维修性不高.如果采用一台永磁同步电机既作为发动机的起动电动机又作为整车的发电机[1]，实现起动机/发电机一体化，则能在减小原有起动机和发电机系统体积和重量时提高电机的效率、可靠性与维修性、延长电机寿命.

1 系统总体设计

依据轻型通用装甲车辆发动机的起动和发电需求，要求起动发电一体化的永磁同步电机应具有如下参数:

起动扭矩:115 N·m;

点火转速:600 r/min;

发电转速:800 r/min;

起动电压:24 V;

发电稳定电压:28 V;

发电额定功率转速范围:1 800～2 500 r/min;

额定扭矩:60 N·m;

发电额定电机电流:302 A(有效值);

最大起动电机电流:1 260 A(有效值).

按照电机参数要求，一体机控制系统采用电机控制专用高性能DSP芯片TMS320F2808为主控CPU，起动发电由一套控制系统完成，逆变器采用多MOSFET并联实现.起动时CPU调用电动机控制程序，采用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式，将24 V直流电逆变为交流电，电机工作在电动工况，实现对发动机的起动控制.起动后CPU调用发电机控制程序，由同一逆变装置，采用SVPWM构成PWM整流[2]，实现对电机的发电控制.系统总体结构如图1所示.

图1 起动发电机一体化系统结构框图

2 一体化电机的参数设计

设计的电机必须同时满足电动工况和发电工况的要求，还要满足安装空……