玻璃升降器电机展示版

升降器电机升降器电机基础直流有刷电机基本原理升降器电机在车门上的位置干区湿区升降器电机在网络构架中的位置升降系统电器原理图非防夹玻璃升降器防夹玻璃升降器+CPC升降器电机平台说明非防夹电机防夹电机•定子组件：固定电机的相关部件、产生磁场–机壳-固定磁钢、形成磁路、联接设备–磁钢-产生磁场刷板组件：传输电流至转子–电刷-电机传导电流的滑动接触体–弹簧-保持电刷对换向器压力–刷握-固定电刷–扼流圈和电容器-抑制电磁射频干扰典型的FULLEMC滤波电路压敏电阻CxCyCy电感L电感L电感L：抑制高频干扰电容C：抑制低频干扰Cx：抑制差模干扰Cy：抑制共模干扰压敏电阻：对感性负责突然开闭引起的感应脉冲进行吸收•转子组件：产生力矩、带动转轴旋转–铁芯-传输磁通–绝缘层-使电枢线圈和铁芯相互绝缘–电枢线圈-传输电流以建立电枢磁场–换向器-传输电流到电枢线圈，随电枢转动，自动改变电流方向。转子电枢的类型为了使电机、绕组实现它的功能，绕组必须是闭合的通路。也就是说，电枢绕组从某一点开始，一圈接一圈缠绕后，又抵达起始点，首尾相连。电枢齿换向器碳刷A碳刷B我们的升降器电机通常为2极8瓣叠绕组R1R2R3R4R8R7R6R5R1R2R3R4R8R7R6R5碳刷正对换向器刷片时碳刷跨换向器刷片时回路两端电压恒定，电枢内电流值在时间轴上呈波形分布（纹波）连接器界面定义654321DescriptionNameInputloadPinsSwitchUPSWUPHighActive1CentralCloseCCHigh/PWM2Battery+BattNA3GNDGNDNA4LIN/CPCLIN/CPCPWM5SwitchDOWNSWDownHighActive61普通模块防夹底座升降器电机升降器电机主要功能升降器电机的主要作用1.提供玻璃升降的举升力2.提供玻璃升降的速度3.支撑玻璃在车窗任意位置的停止4.防夹堵转扭矩运行扭矩空载转速负载转速电机自锁霍尔防夹纹波防夹5.热保护限制边界定义名义值测试条件Ilimit最大电流30A10,5V,150m,-30°CT°85°CCbmax堵转扭矩Nmax限制的恒定最大速度80Tr/minCoupleVitesseY%X%X%Ik,maxIY%n=vitesseI=intensitéM=couple名称定义名义值测试条件Nreg电机的运行转速60Tr/minUnder12VavecRligne=100mT°=23°CNominalmotorCregnom名义负载下的运行扭矩4NmUnder12VavecRligne=100mT°=23°CNominalmotorCinsmin输出扭矩6,7NmUnder12VavecRligne=100mT°=worsecaseMotorworsecaseIregmax在Cregnom下的最大电流10AUnder12VavecRligne=100mT°=23°CNominalmotorIinsmax在Cinsmin下的最大电流（和Cb时的电流一样大，就是堵转电流）20AUnder12VavecRligne=100mT°=worsecaseMotorworsecaseCsmaxi最大安全扭矩17,2NmUnder15VavecRligne=50mT°=23°CSeeparagraphSafetymechanisms,safetydiagnosisandrehabilitation某电机特性曲线电机扭矩的选用单导轨升降器机构效率目标为0.88，双导轨升降器机械效率目标为0.7,绕线轮直径40mmT=（（F（close）+F（mov））/η）*r同平台电机实现不同设计扭矩和转速的方式在满槽率许可的情况下，改变线圈的参数（线径，匝数）Cb1Cb2Nmax2Nmax1I2I1T(NM)n,I速度曲线1速度曲线2电流曲线1电流曲线2增大线径（D）减小匝数（Z）导致曲线1到2的变化1、力矩增大因为D增大，电阻R减小Cb=Φ*Z*U/(2π*R)2、转速增加，因为Z减少Nmax=U/(Φ*Z)电机自锁电机自锁原理：利用蜗杆和涡轮的配合实现。根据机械原理可知，螺旋运动只能由蜗杆带动涡轮，而不能由涡轮带动蜗杆，因其摩擦力始终大于滑动力。因此当转子电枢断电，驱动轴停止时，转动轮亦停止，系统所受的力全部被蜗杆与涡轮的自锁力抵消。电机自锁的测试耐久试验后电压15V环境温度23℃相对湿度25%~75%位移角不能超过9.8°试验步骤电机装在同心啮合的夹具上进行在1.5Nm/s的加载速率,向上运行方向由0Nm至15Nm线性加载扭矩，之后线性卸载扭矩至0Nm（卸载速率为1.5Nm/s），连续3次。在1.5Nm/s的加载速率,向下运行方向由0Nm至15Nm线性加载扭矩，之后线性卸载扭矩至0Nm（卸载速率为1.5Nm/s），连续3次重复如上操作4次每个旋向3次负荷循环，第一次负荷循环后的旋转角度作为标准测度。旋转角度为最后一次负荷循环后的旋转角度减去标准测度值。再次测量输出齿相隔90°的点。测量出输出齿4个不同位置（每个相隔90°）的正反方向的旋转角度条件:自动模式关闭车窗时基本要求:防夹范围在4~200mm最大防夹力100N玻璃随后反转(150mm)中国法规对防夹功能的要求：GB11552防夹是什么？所谓防夹，就是指电动车窗自动上升过程中夹住物体并达到一定力度后，让电动车窗自动停止并回落，以防止物体（尤其是是人体）被夹伤。防夹功能防夹力实车测试检测工具刚度要求：10N/mm霍尔传感器霍尔传感器是一块长方形半导体，如图，在X轴垂直端面A和H焊接金属电极，称为控制电极，其上加控制电压后就有控制电流I。当Z方向有磁感应强度为B的磁场时，在与Y轴垂直的C、D间会产生电压Uh。这种效应称为霍尔效应。Uh与控制电流I和磁感应强度B的乘积成正比。xzyAHCD符号AHIBUhCDUh∝B*I基于HALL传感器的防夹设计霍尔信号产生结构示意图当车窗在上升过程中遇到障碍物时，系统阻力增大，电机转速变小。通过采集电机转速，间接地确定电机所受阻力大小。此方案需在车窗电机轴上装有多极磁环，在靠近磁环附近装配霍尔传感器。当电机转动时，磁环旋转产生交变磁场，霍尔传感器输出脉冲信号。防夹ECU通过信号频率的变化判断车窗是否遇到障碍物，从而判断阻力大小，进而确定是否启用防夹功能。典型算法简图霍尔防夹控制模块microcontrollerRelay(Electricalswitch)Hallsensor基于LIN局域网的升降器霍尔防夹模块框图纹波防夹纹波的产生纹波的识别对纹波电机的技术要求，例1有效电流值大于100mA2基波和1次谐波的能级占比大于原始波形的70%3基波大于0.5倍的原始复合波4基波的能级比2阶，3阶，4阶，5阶阶谐波的能级大3dB5基波的能级比除2,3,4,5阶谐波外其余杂波能级大20dB6空载转速90r/min的电机，纹波频率在400~1500HZ7断电后300ms内电机停止运动8最小的波峰-波谷的幅值差大于0.4A9最大的幅值差不能大于20倍的最小幅值差10两级电机，也可选四级电机11两级电机碳刷的跨距180°12所有批次的电机转子的惯性矩偏差小于10%…….防夹技术类型对比对比项霍尔传感器方案纹波方案纹波方案的优缺点采集车窗位置信号电机转动一周产生1个或四个方波信号电机转动一周产生1个或八个方波信号优点：精度更高缺点：对电机要求高车身布置1、电机内部集成霍尔传感器2、独立防夹控制器3、电机需引出六根线1、采用集中控制模式2、电机引出两根线优点：车内空间要求低，减少整体布置缺点：无成本1、需要集成两个霍尔传感器2、线束增加3、独立控制1、无需霍尔传感器2、节约线束3、集中控制优点：多方面降低成本缺点：无电磁兼容1、采用霍尔元件2、电流纹波较小1、无霍尔元件2、对电流纹波的幅值有最低要求优点：抗干扰能力更强缺点：放大电流纹波信号，电机对外干扰性增强。很多时候，由于初始化错误、系统报错、机械部分磨损、异常掉电、操作失效等原因，要求系统具有重新初始化得功能。去初始化原因如下：检测到霍尔信号丢失或不满足要求电机运行超行程（顶部、底部）电机运行过程中断电电机存储的数据丢失检测到继电器触点粘连去初始化后的电机表现：无自动升降功能无遥控关窗功能无软停功能无防夹功能升窗时只能步进上升初始化操作步骤：将车窗手动上升到机械上止点（步进）保持开关在上升档位至少Xms，此时电机处于堵转状态将车窗运行到机械下止点保持开关在下升档位至少Xms，此时电机处于堵转状态零位校准零位校准功能是用于保证在长期使用（遇到诸如密封条磨损、升降器机械部分间隙放大等）导致的关闭位置的偏移（也叫零点偏移问题），可取上机械止点为零位，在运行过程中，为了保证升降器系统的更加可靠、安全的工作，需要不断的对零位进行校准。手动校准：当玻璃上升后，停在上升软停止位置，再次按上升键使玻璃上升到极限位置，则进行了零位校准。自动校准：当电机方向正反运转达20次以上，会自动进行零点校准（参数设置可调，按客户需求）。即，在完全开启或关闭运行时，电机会堵转一次。此时无软关闭和软开启功能，此时当玻璃完全关闭到上极限位置时，则自动进行了零位校准。软停功能软停的目的为了防止玻璃上升到顶或下降到底时，车窗边框受到玻璃的冲击而降低升降器的寿命，因此设置软停止功能。软停分为软关闭和软开启：顶部软停上软停点为上极限位置下约2mm处（参数可调）底部软停下软停点为下降极限位置上约12mm处（参数可调）防夹抑制（强制关闭防夹功能）玻璃上升过程中，在未达到上软停位置前，如果因为遇到障碍物而无法正常上升，那么在玻璃停止运动后的5S内（可编辑），按下降开关使玻璃运行到下降软停止位置，然后再在2S内（可编辑），按上升开关键使玻璃运行，可克服障碍使玻璃运行到顶部，防夹功能被抑制。注意：该操作进行中，自动功能和防夹功能都会被自动取消；此操作完成后电机自动重新具备防夹功能。电机的热保护电机类型实现方式热保护前可操作次数恢复到可操作时间堵转保护非防夹热保护器(1.双金属片；2.NTC)5cycle（-30~-5°C）高温（70°C）60S常温（23°C）45S堵转状态下10s内热保护10cycle（-5~+23°C）5cycle（+23~+50°C）3cycle（+50~+70°C）2cycle（+70~+85°C防夹软件模拟(碳刷160°磁环110°)5cycle（-30~-5°C）30s电机ECU检测到堵转，250ms内断电12cycle（-5~+50°C5cycle（+50~+85°C）软件热保护当进入Alertmode或CriticalMode后，电机会通过LIN/硬线PIN5发出电机热保状态。机械热保护器附1其他相关性能工厂模式进入工厂模式：1.Master发送FrameID35到电机,授权进入工厂模式2.电机反馈FrameID39到master工厂模式表现：1.手动上升下降;2.无防夹;3.热保护激活;4.机械硬停退出工厂模式：1.Master发送LIN指令到电机，解除工厂模式的授权2.重置热保计数客户模式表现：1.手动和自动上下;2.遥控命令;3.车窗功能管理;4.防夹激活;5.热保护激活;6.机械上下止点激活可以通过LIN或硬线信号来实现四个玻璃升降器的集控上升/关闭；延时策略:四个门的升降动作分时启动，避免同时开启时的尖峰电流集中关闭-开启功能FRRRRLFL标定标定也就是系统匹配，简单点说就是让系统能够正确完成升降过程，过滤颠簸路面、车门以及密封条的不良干扰。防夹参数的确定是经过数次的试验:静态测试动态路试标定完成后由供应商调整标定软件版本，由OEM审核通过后发放。静态标定附PWM驱动PWM驱动系统可靠性无机械式开关触点舒适性减小开启和关闭时的噪音无继电器吸合声更精确的位置控制EMC性能可通过PWM频率的调整，避开部分频率点减少电机种类一款电机可以覆盖所有的扭矩需求车窗速度调节：附傅里叶分析在电机问题分析中的作用傅里叶变换用于信号的频率域分析，一般我们把电