摩托車用直流無刷起動磁電機及驅動電路設計
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飛輪轉子由低碳鋼冷拉而成。飛輪轉子內腔均勻粘貼的6塊鐵氧體磁瓦，由于定子上繞制多層整距分部繞組，為了獲得較大的電磁轉矩，減小脈動，磁瓦的極弧角度選擇得遠大于120°電角度［2，3］，設計中選擇為140°電角度。
為了確保運行時每個時刻三相半橋中總有一個橋臂通電，避免起動死區，飛輪端面弧形位置傳感器磁鋼空間電角度應大于120°，實際設計為140°電角度。
5 驅動電路
由于直流無刷起動磁電機的起動電流很大，為了簡化驅動電路，節省功率MOS管，選擇三相半橋方案。每相繞組輪流各導通120°電角度，與三相全橋相比，功率器件費用減少1／2，也防止了全橋有可能出現的功率管同臂導通現象，功率管工作安全性大大提高。不但降低了成本，而且提高了可靠性，由于功率MOS管導通電阻具有正溫度系數，并聯運行時有自動均流特性，三相都采用3個2SK1506功率MOS管并聯工作。
起動時若起動電流太大，對電池不利，因此二相繞組不能同時通電。飛輪端面弧形位置傳感器磁鋼空間電角度大于120°，為140°電角度，位置傳感器3個霍爾元件空間相距120°電角度，會出現2個霍爾元件同時有位置信號輸出。在控制電路中必需對位置信號進行處理，當下一個霍爾元件剛有位置信號輸出時，立即驅動相應功率管導通，同時封鎖前一相功率管驅動信號，確保每一時刻有且僅有一相繞組通電，確保正常起動。
直流無刷起動磁電機的驅動電路如圖4所示。T1～T10為9014，T11～T13為8050，T14～T16為8550，M1～M3為功率MOS管，A、B、C為電機三相繞組。R15～R17與C2～C4構成阻容吸收電路。功率MOS管為電壓跟隨推挽輸出驅動，管耗低。系統通電時，C1上電壓緩慢上升，T10截止，T4、T5、T6導通，確保各功率MOS管都處于截止狀態，避免誤動作損壞功率MOS管。經過幾十ms延時，T10導通，T4、T5、T6截止，允許電機起動。HA、HB、HC為3個霍爾元件傳感器，傳感器為集電極開路輸出，需上拉電阻，有磁場時輸出0，無磁場時輸出1。假定通電后HA上先有磁場而輸出0，T1截止，M1導通，A相繞組通電，電機起動；同時經R10使T9導通，M3不能導通，僅A相繞組通電。電機旋轉，當HB上有磁場而輸出0時，T2截止，M2導通，B相通電；同時T7導通，封鎖A相。同樣HC上有磁場而輸出0時，C相通電，由R12封鎖B相。這樣周而復始，電機迅速起動起來。此電路簡單、可靠、成本低。
6 技術指標
所研制的直流無刷起動磁電機適用于AX100型摩托車。電機飛輪外徑112mm，壁厚4．5mm，軸向總長度80mm，鐵心長度50mm，空氣隙1．2mm，磁瓦厚9mm。三相起動繞組采用Φ0.9mm漆包線，每相有3條并聯支路，每條并聯支路48匝。發電繞組采用Φ0.8mm漆包線，共56匝。其主要技術指標為：
（1）起動性能
起動繞組為短期工作制，配用12V、7Ah鉛酸蓄電池。按每30s時間間隔起動1次，每次工作6s考核。
最小堵轉轉矩不小于：5Nm
最大堵轉電流不大于：120A
空載轉速不小于：1 200r／min
（2）發電性能
單相交流發電繞組為連續工作制。要求充電電流在飛輪轉速為2 200r／min時1．0A，飛輪的轉速為8 000r／min時6．0A。
參考文獻：
［1］ 陳益廣．摩托車用直流無刷起動磁電機的設計［J］．微電機，2000，（6），6－7．
［2］ 莫會成．永磁交流伺服電動機的設計特點［J］．微電機，1993，（1），6－9．
［3］EL－Sharkawi M A．Developmentation of High Performance Variable Structure Tracking Controlfor Brushless Motors［J］．IEEE Trasactions on Energy Conversion,1991,6(1).(end)
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