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1、電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)壹壹貳貳叁叁肆肆伍伍電機(jī)的分類電機(jī)的分類汽車常用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理汽車常用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理常用電機(jī)比較常用電機(jī)比較電動(dòng)汽車電機(jī)設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車電機(jī)設(shè)計(jì)常見電動(dòng)車電機(jī)案例及統(tǒng)計(jì)常見電動(dòng)車電機(jī)案例及統(tǒng)計(jì)電動(dòng)機(jī)的分類按劃分：可分為和。 直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：和。 有刷直流電動(dòng)機(jī)可劃分：和。 電磁直流電動(dòng)機(jī)劃分：、和。 其中交流電機(jī)還可分：和。電動(dòng)機(jī)的分類按劃分：可分為、。 同步電動(dòng)機(jī)可劃分：、和。 異步電動(dòng)機(jī)可劃分：和。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可劃分：、和等。電動(dòng)機(jī)的分類汽車常用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理汽車常用電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 永磁同步電機(jī)永磁同步電機(jī) 交流三相感應(yīng)電
2、動(dòng)機(jī)交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī) 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動(dòng)機(jī)外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)直流電動(dòng)機(jī)元件的作用 電動(dòng)機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。電動(dòng)機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)子是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換裝置。 定子定子：定子是電動(dòng)機(jī)靜止不動(dòng)的部分。定子由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子的主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。直流電動(dòng)機(jī) 主磁極：主磁極：作用是建立主磁場，由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成。 換向極：換向極：換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個(gè)小磁極，它的作用是改善直流電機(jī)的換向情況
3、，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生有害的火花。 電刷裝置：電刷裝置：電樞電路的引入裝置 電樞鐵心：電樞鐵心：是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分； 電樞繞組：電樞繞組：由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電動(dòng)機(jī)的電路部分，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分 勵(lì)磁：勵(lì)磁：為電機(jī)等“利用電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備”提供工作磁場叫勵(lì)磁。直流電動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)參數(shù) 額定功率額定功率 PN：指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的輸出功率。 額定電壓額定電壓 UN： 指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓。 額定電流額定電流 IN： 指電機(jī)在額定電壓、額定功率時(shí)的電樞電流值。額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 nN：
4、指額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。 額定勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流 If： 指電機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)的勵(lì)磁電流值。 電動(dòng)機(jī)中還有效率效率N存在,即 PNUNINN 直流電動(dòng)機(jī)的效率與損耗 機(jī)械損耗pm：機(jī)械摩擦與通風(fēng)損耗，主要與轉(zhuǎn)速有關(guān) 鐵心損耗pFe：電樞鐵心中磁場交變，產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗。與磁密的平方及轉(zhuǎn)速的1.21.5次方成正比。 勵(lì)磁損耗pf： pf = Uf If = If2Rf pm+pFe+pf 統(tǒng)稱為空載損耗(不變損耗)。 負(fù)載損耗：電樞回路電阻損耗pa=Ia2Ra; 電刷接觸壓降損耗 Pb=2Us Ia（可變損耗） 雜散損耗p: 齒槽引起磁場脈動(dòng)引起的鐵耗，一些機(jī)械部件切割磁通產(chǎn)生的鐵耗
5、等p=(0.51)%P2。 功率及效率方程 功率：功率：P1=PM+pa+pb= P2+pm+pFe+p+pa+pb+pf=P2+p效率：效率：=P2 / P1=（1-p）/P1 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性1、轉(zhuǎn)速特性、轉(zhuǎn)速特性 ：n=f(P2) U = Ce n+IaRa+2Us n=(U-2Us-IaRa) / (Ce)電流增大，電壓恒定時(shí)意味著P2增大，n=f(P2)是一條較平的下降曲線（硬特性）。直流電動(dòng)機(jī)的工作特性2、轉(zhuǎn)矩特性：、轉(zhuǎn)矩特性：T = f (P2) T=T2+T0=P2/(2n/60)+T0 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化很小，可以近似認(rèn)為T0=常數(shù)。 如果不考慮轉(zhuǎn)速的變
6、化，則T=f (P2)為一條直線，考慮到轉(zhuǎn)速略有下降，所以T=f (P2)為一條略微上翹的曲線。 3、效率特性：、效率特性：在0.8PN左右達(dá)到最大，之后逐漸下降交流電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。 同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速 。 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：異步電動(dòng)機(jī)的一種，由于在異步電動(dòng)機(jī)中感應(yīng)電機(jī)占90%以上，所以有時(shí)他們也作同義詞。交流電機(jī)對(duì)稱三相電流的產(chǎn)生對(duì)稱三相電流的產(chǎn)生：對(duì)稱三相電流的產(chǎn)生：電網(wǎng)提供的三相電壓，作用于復(fù)阻抗相等的對(duì)稱三相負(fù)載，產(chǎn)生對(duì)稱三相電流。 對(duì)稱三相電流的函數(shù)式表示為：對(duì)稱三相電流的函數(shù)式表示為：對(duì)
7、稱三相電流的波形表示為：對(duì)稱三相電流的波形表示為：240sin120sinsintIitIitIimCmBmAAiBiCimIt交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 當(dāng)三相對(duì)稱電流通入三相對(duì)稱繞組，必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小不變，且在空間以一定的轉(zhuǎn)速不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是由通入三相繞組中的電流的相序決定的。 旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度為旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度為分轉(zhuǎn)秒轉(zhuǎn)/60/111pfpfn同步動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)同步電動(dòng)機(jī)工作原理 同步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，定子的三相繞組中通入三相對(duì)稱電流，轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組通入直流電流。同步電動(dòng)機(jī)參數(shù) 額定功率PN：指電機(jī)輸出功率的保證值。電動(dòng)機(jī)的額定容量一般用kW數(shù)表示 額定電壓 UN：指
8、額定運(yùn)行時(shí)定子輸出端的線電壓。 額定電流IN：指額定運(yùn)行時(shí)定子的線電流。 ：額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。 額定頻率額定頻率fN：額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞端電能的頻率，我國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)頻率規(guī)定為50Hz。 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN ：額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速。 除上述額定值外，同步電機(jī)銘牌上還常列出一些其它的運(yùn)行數(shù)據(jù)，例如額定負(fù)載時(shí)的溫升tN、勵(lì)磁容量PfN和勵(lì)磁電壓UfN等。 同步電動(dòng)機(jī)功率及效率 機(jī)械損耗pm：機(jī)械摩擦與通風(fēng)損耗，主要與轉(zhuǎn)速有關(guān) 鐵心損耗pFe：電樞鐵心中磁場交變，產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗。與磁密的平方及轉(zhuǎn)速的1.21.5次方成正比。 勵(lì)磁損耗勵(lì)磁損耗pf： 電動(dòng)電動(dòng)機(jī)由外界直流
9、勵(lì)磁時(shí)機(jī)由外界直流勵(lì)磁時(shí)，產(chǎn)生的損耗產(chǎn)生的損耗 pm+pFe+pf 統(tǒng)稱為空載損耗(不變損耗)。 負(fù)載損耗pa：電樞回路電阻損耗a; 電刷接觸壓降損耗電刷接觸壓降損耗pb。 pa+pb（可變損耗）。 雜散損耗p: 齒槽引起磁場脈動(dòng)引起的鐵耗，一些機(jī)械部件切割磁通產(chǎn)生的鐵耗等。 損耗類型與直流電動(dòng)機(jī)類似，但由于采用交流電計(jì)算方法不同。功率及效率方程 功率：功率：P1=PM+pa+pb= P2+pm+pFe+p+pa+pb+pf=P2+p效率：效率：=P2 / P1=（1-p）/P1 同步電動(dòng)機(jī)工作特性永磁同步電機(jī)效率圖 內(nèi)置式永磁電機(jī)效率圖永磁同步電機(jī)效率圖 表貼式永磁電機(jī)效率圖Prius電機(jī)性
10、能曲線感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：即轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)體，通常多呈鼠籠狀。定子是電動(dòng)機(jī)中不轉(zhuǎn)動(dòng)的部分，主要任務(wù)是產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場并不是用機(jī)械方法來實(shí)現(xiàn)。而是以交流電通于數(shù)對(duì)電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，故相當(dāng)于一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 異步電機(jī)與同步電機(jī)結(jié)構(gòu)上的的根本區(qū)別是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子沒有通入直流電流勵(lì)磁感應(yīng)電機(jī)工作原理 當(dāng)定子接通三相電源后，即在定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立了一同步速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場。磁場旋轉(zhuǎn)時(shí)將切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其方向可由右手定則確定。磁場逆時(shí)針方向旋
11、轉(zhuǎn)，導(dǎo)體相對(duì)磁極為順時(shí)針方向切斷磁力線。異步電動(dòng)機(jī)原理轉(zhuǎn)子上半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)檫M(jìn)去的，用表示；下半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)槌鰜淼?，?表示。因轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，導(dǎo)體中有電流，電流方向與電勢(shì)相同。載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力，其方向由左手定則確定。這樣，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上形成一個(gè)逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 60tAXYCBZSN1n60 180tXBZ1nAYCA 120tXYCBZ1n感應(yīng)電機(jī)額定參數(shù)（與同步電機(jī)相同） 主要額定值如下（三相時(shí)）： 額定電壓: UN(V)，額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組上的線電壓； 額定電流：IN(A),額定運(yùn)行時(shí)，規(guī)定加在定子繞組
12、上的線電流； 額定功率: PN額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率； 額定轉(zhuǎn)速: nN,額定運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速； 額定頻率: fN(Hz)，規(guī)定的電源頻率(我國用工頻 50Hz)； 額定效率N，額定功率因數(shù): cosN 等。 額定功率： PN = 3 UNp INp cosNN= P1NNsqrt(3)UNINcosNN 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率輸入功率: P1= m1 U1 I1 cos1定子銅耗: pCu1= m1 I12 R1鐵耗：定子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場相對(duì)轉(zhuǎn)速為n1 較大，鐵耗主要為定子鐵耗: pFe= m1 Im2 Rm轉(zhuǎn)子鐵心與旋轉(zhuǎn)磁場相對(duì)轉(zhuǎn)速為sn1較小，故轉(zhuǎn)子鐵耗可以忽略不計(jì)。電磁功率: PM
13、= P1- pCu1- pFe= m1 E2 I2 cos2轉(zhuǎn)子銅耗轉(zhuǎn)子銅耗: pCu2= m1 I22 R2總機(jī)械功率: P=m1 I22 R2 (1-s) / s機(jī)械損耗和附加損耗:p+p 式中： p= (0.5-3)% PN 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)功率 故異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程式為故異步電動(dòng)機(jī)的功率平衡方程式為: P2=P1 -pCu1-pFe-pCu2-p-p=P1-p =P2/P1 = (P1-p) / P1 感應(yīng)電機(jī)工作特性感應(yīng)電機(jī)的工作特性 一.轉(zhuǎn)差率特性 s=f(P2) s =(m1R2I2)/(1CM1cos2) 隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，故轉(zhuǎn)差率隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增
14、大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大。隨輸出功率增大而增大。 二.轉(zhuǎn)矩特性T2=f(P2) T 2=P 2/ 轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)微微上翹的曲線。轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)微微上翹的曲線。 感應(yīng)電機(jī)工作特性 三.電流特性I1= f(P2) I1 = - I2 + Im 空載時(shí)電流很小，隨著負(fù)載電流增大，電機(jī)的輸入電流增大（微微上翹）。 四.效率特性 = f(P2) =P2/(P2+pCu1+pFe+pCu2+p+p) 其中銅耗隨著負(fù)載的變化而變化（與負(fù)載電流的平方正比）；鐵耗和機(jī)械損耗近似不變； 效率曲線有最大值，可變損耗等于不變損耗時(shí)，電機(jī)達(dá)到最大效率。 異步電動(dòng)機(jī)額定效率在（74-94）%之間；最大效率發(fā)生在(
15、0.7-1.0)倍額定效率處。 感應(yīng)電機(jī)的工作特性五.功率因數(shù)特性 cos1= f(P2) 空載時(shí)，定子電流基本上用來產(chǎn)生主磁通，有功功率很小，功率因數(shù)也很低； 隨著負(fù)載電流增大，輸入電流中的有功分量也增大，功率因數(shù)逐漸升高； 在額定功率附近，功率因數(shù)達(dá)到最大值。 如果負(fù)載繼續(xù)增大，則導(dǎo)致轉(zhuǎn)子漏電抗增大（漏電抗與頻率成正比），從而引起功率因數(shù)下降。 感應(yīng)電機(jī)效率圖同步/感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率曲線直流無刷電機(jī)結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)上，無刷電機(jī)和有刷電機(jī)有相似之處，也有轉(zhuǎn)子和定子，只不過和有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)相反；無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼，連同外殼一起和輸出軸相連，定子是繞組線圈，去掉了有刷電機(jī)用來交替變換電磁場的換向電刷
16、，故稱之為無刷電機(jī)（Brushless motor）直流無刷電機(jī)工作原理傳感器感知轉(zhuǎn)子位置電子換向器打開和關(guān)閉相對(duì)應(yīng)開關(guān)通過特定的線圈通電使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu) 開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理開關(guān)磁阻電機(jī)特性曲線外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)其基本構(gòu)成與開關(guān)磁阻電機(jī)基本相同, 即定、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu),定子齒上裝有集中繞組, 與徑向相對(duì)的齒上的繞組相串聯(lián)構(gòu)成一相,轉(zhuǎn)上既沒有繞組也沒有永磁體,適合高速運(yùn)行。外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動(dòng)機(jī)原理奧爾森咨詢電機(jī)比較結(jié)果華南理工大學(xué)電機(jī)比較結(jié)果直流電動(dòng)機(jī)現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：基本上被淘汰缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：但是直流電機(jī)效率低下, 其換向器和電刷需要經(jīng)常性的周期維護(hù), 運(yùn)行成
17、本高, 運(yùn)用場合有很大的局限性, 可靠性差。再加上該種電機(jī)成本高、體積大、質(zhì)量大, 所以隨著高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)已基本上被淘汰。永磁同步電機(jī) 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：目前在小型電動(dòng)車及混合動(dòng)力車中應(yīng)用較多的電機(jī)大型車中也有部分應(yīng)用 案例：案例：豐田的Prius、福田 BJ6123EVCA8 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：因此永磁同步電動(dòng)機(jī)具有高的功率/質(zhì)量比, 比其他類型的電動(dòng)機(jī)有更高的效率,更大的輸出轉(zhuǎn)矩, 電動(dòng)機(jī)的極限轉(zhuǎn)速和制動(dòng)性能等優(yōu)于其他類型的電動(dòng)機(jī)。結(jié)構(gòu)更加簡單, 性能更加可靠、體積更小, 質(zhì)量更輕。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率范圍較小, 最大功率僅為幾十千瓦。永磁材料在受到振動(dòng)、高溫和過
18、載電流作用時(shí), 其導(dǎo)磁性能可能會(huì)下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象, 將嚴(yán)重降低永磁同步電動(dòng)機(jī)的性能, 甚至損壞電動(dòng)機(jī)。大功率永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)較高交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：在大型純電動(dòng)汽車中應(yīng)用較多、歐美小型純電動(dòng)車中有一定應(yīng)用 案例：案例：宇通公司ZK6100EGAAEV、申沃 SWB6121EV5、BWM 的MINI E 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單, 運(yùn)行可靠, 經(jīng)久耐用。交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率容量覆蓋面很寬廣, 轉(zhuǎn)速高于永磁電機(jī), 冷卻自由度高, 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好。價(jià)格便宜, 維修簡單方便。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：耗電量較大, 轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱, 在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需保證對(duì)交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的冷卻。功
19、率因素較低, 變頻變壓裝置的輸入功率因素也較低, 需要采用大容量的變頻變壓裝置，另外就電機(jī)調(diào)速性能而言交流機(jī)較差。交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于交流三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)本身, 增加了電動(dòng)汽車的成本。直流永磁無刷電動(dòng)機(jī) 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：在電動(dòng)車中有一定應(yīng)用。 案例：案例：如BWM EI 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沒有勵(lì)磁損耗、散熱容易，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡便。永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)與其它電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)雜, 造價(jià)高。而且永磁電動(dòng)機(jī)受到永磁材料工藝的影響和限制,使得永磁電動(dòng)機(jī)的功率范圍較小，電動(dòng)機(jī)本身價(jià)格較
20、高，可靠地控制器價(jià)格也較高。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：在國內(nèi)電動(dòng)車市場有少量應(yīng)用 案例：案例：華中科技大學(xué)的 EQ7200HEV 混合動(dòng)力客車 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是一種較新型電動(dòng)機(jī), 首先它的結(jié)構(gòu)簡單而堅(jiān)固, 結(jié)構(gòu)上的簡單是其它任何電機(jī)所不能比的;能夠在惡劣環(huán)境下工作, 幾乎不需要維護(hù); 功率范圍很寬廣, 可達(dá)到的轉(zhuǎn)速高; 轉(zhuǎn)子慣量小, 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快; 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電流方向無關(guān), 功率開關(guān)器件數(shù)量可以減少; 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高而無起動(dòng)沖擊電流; 理想的四象限運(yùn)行特性非常適合于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng); 轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性與電動(dòng)汽車的運(yùn)行特性相吻合; 發(fā)熱集中在定子上, 散熱能力強(qiáng); 效率可達(dá)85%93%,
21、而且在很寬廣的范圍內(nèi)保持高效率; 電機(jī)控制方面也靈活簡單, 電機(jī)制造成本也很低。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)比其他電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)復(fù)雜一些，位置檢測器是開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵器件，其性能對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的控制操作有重要影響。存在轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，噪聲（主要）。另外，由于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大，功率變換器的直流電流波動(dòng)也較大，所以在直流母線上需要裝置一個(gè)很大的濾波電容器。外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動(dòng)機(jī) 現(xiàn)狀：現(xiàn)狀：目前為很多學(xué)者的主要研究方向，應(yīng)用很少。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：高轉(zhuǎn)矩密度和高的效率（85%93%）；簡單、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，適合于高速運(yùn)行；作電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，功率變換器的伏安容量比較?。粦T
22、性小，響應(yīng)快。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：文中同時(shí)也指出該種電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比較大，在電動(dòng)汽車行業(yè)應(yīng)用較少，尚不成熟。電動(dòng)車電機(jī)設(shè)計(jì)原則 1) 用最高車速確定電機(jī)額定功率; 2)以常規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速; 3)以額定功率/轉(zhuǎn)速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩; 4)以最大爬坡度確定其短時(shí)工作線低速轉(zhuǎn)矩.電動(dòng)車電機(jī)設(shè)計(jì) 以最高車速確定電機(jī)額定功率以最高車速確定電機(jī)額定功率 式中: PN電機(jī)額定功率, kW; T傳動(dòng)系效率; m最大車重, kg; f滾動(dòng)摩擦系數(shù); Cd風(fēng)阻系數(shù); A車輛迎風(fēng)面積, m2; Umax最高車速, km/h。電動(dòng)車電機(jī)設(shè)計(jì) 以常規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速以常規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 nN電機(jī)額定轉(zhuǎn)速, r
23、/min; ig傳動(dòng)比; i0主減速比; uN常規(guī)車速, km/h; r滾動(dòng)車輪半徑, m。電動(dòng)車電機(jī)設(shè)計(jì) 以額定功率以額定功率/轉(zhuǎn)速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 式中: MN額定轉(zhuǎn)矩, Nm。 以最大爬坡度確定其短時(shí)工作線低速轉(zhuǎn)矩以最大爬坡度確定其短時(shí)工作線低速轉(zhuǎn)矩電動(dòng)車電機(jī)設(shè)計(jì) 假定以勻速爬坡, 車輛所受阻力項(xiàng)中沒有加速阻力, 則所需電機(jī)驅(qū)動(dòng)力為:Ft=Ff+Fw+Fi 式中: Ft電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力, 此時(shí)也即為車輛所受的阻力; Ff電動(dòng)汽車行駛時(shí)的滾動(dòng)阻力, Ff=mgfcos(為坡道角度值); Fw電動(dòng)汽車行駛時(shí)的空氣阻力, Fi電動(dòng)汽車行駛時(shí)的坡道阻力, Fi=mgsin。電動(dòng)
24、客車電機(jī)案例及統(tǒng)計(jì)電動(dòng)客車電機(jī)案例及統(tǒng)計(jì)品牌型號(hào)電機(jī)類型供應(yīng)商整車長總質(zhì)量額定功率峰值功率宇通ZK6100EGAA異步萬向1001016500132kw240kw;宇通ZK6129EGQA異步萬向1199018000132kw240kw;申沃SWB6121EV5異步萬向1198018000100kw200kw; 申沃SWB6121EV6異步萬向1198018000100kw200kw; 申沃SWB6121EV7異步萬向1198018000100kw200kw; 福田BJ6123EVCA8 永磁同步大洋11980 18000100kw150kw安凱HFF6110GS03EV永磁同步大洋11495
25、23000100kw150kw電動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力轎車電機(jī)案例電動(dòng)機(jī)的分類 異步電動(dòng)機(jī)按劃分：、和。 按劃分：（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為）和（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為） 電動(dòng)機(jī)的分類 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)速度劃分：高速電動(dòng)機(jī)高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)低速電動(dòng)機(jī)、恒恒速電動(dòng)機(jī)速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速電動(dòng)機(jī)。低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。 調(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)外，還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、PWM變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 同步電動(dòng)機(jī)功率及效率 綜上所述，電機(jī)的總損耗功率 P表達(dá)式為： Ploss = PCu1
26、+ PCu2 + PFe + Pmec +Pstary =Pout/(Ploss+Pout) =Pout/(Pout+PCu1 + PCu2 + PFe + Pmec +Pstary感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率 幾個(gè)常用的關(guān)系式: PM=m1I22 R2 /s = pCu2 / s pCu2= s PM P= (1-s) PM 無刷電動(dòng)機(jī)工作原理 每一次換向都會(huì)有一組繞組處于正向通電；第二組反相通電；第三組不通電。轉(zhuǎn)子永磁體的磁場和定子鋼片產(chǎn)生的磁場相互作用就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)矩，理論上，當(dāng)這兩個(gè)磁場夾角為90時(shí)會(huì)產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)這兩個(gè)磁場重合時(shí)轉(zhuǎn)矩變?yōu)?，為了使轉(zhuǎn)子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，那么就需要按順序改變定子的磁場，就像轉(zhuǎn)子的磁場一直在追趕定子的磁場一樣。典型的“六步電流換向”順序圖展示了定子內(nèi)繞組的通電次序。
培訓(xùn)PPT 電動(dòng)汽車電機(jī)
