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低述电动汽车电机

发布时间: 2023-01-05 11:06:49

❶ 纯电动汽车电机的类型

姑且不论EV,就是在电车中,感应电机也是最常用的电机。
图1
图1 是笔者所在的公司为小型EV 试制的感应电机(最大功率为7.3kW,额定功率为3kW)。感应电机的最大特征是磁场中(在电机上产生磁场的定子部分)不使用永久磁铁,不会被稀土问题所左右。并且,因为没有永久磁铁,用于EV 时还没有“空驶拖曳现象”(铁损),空驶时的效率高。因为要输入3 相交流电,所以感应电机要与产生3 相交流电的逆变器(电力变换器)的电子电路部分配合使用。
感应电机没有永久磁铁,所以从原理上讲,电机旋转时不产生感应电压,容易控制驱动电流的波形。这可以说是优点。但是与后述的无刷电机相比,效率还是稍有不及。并且,与无刷电机相比,功率密度稍低,所以质量偏重。在工业和家电产品方面早已普及,可以说是成本最优的电机。在市售EV 中,美国特斯拉电机公司的特斯拉活动顶蓬轿车采用了这种形式的电机。
无刷电机(BLM)
包含前述的感应电机,这里介绍的4 种类型的电机中的3 种没有电刷,所以,哪一个都可以说是无刷电机的一种。但是,通常所说的“无刷电机”,是指采用永久磁铁的无刷直流电机(Brushless DCMotor)。尽管叫做直流电机,其实电机本身也是输入三相交流电而工作的,所以,可以归类于交流电机。
因为分类比较复杂,所以这里把这种电机简称为无刷电机(Brushless Motor,BLM)。输入到无刷电机的交流电,不是固定波形的工频电源,而是被称为逆变器的电力变换器生成的。
逆变器持续判断电机状态,同时从直流电源生成适当波形的三相交流电。逆变器上装有微处理器,用程序精确地控制波形的生成。
图2
图2是笔者试制的小型EV 用无刷电机(额定功率为20kW )。无刷电机的磁场采用了永久磁铁,考虑到旋转中感应电压的影响(作为电机,在电动的同时也伴生发电),所以要求使用先进的控制技术。无刷电机的特点是效率高、控制性能优良,近来经常用于家电产品中。现在日本市售EV 几乎都是使用无刷电机的。
图3
图3 是使用了无刷电机的试制EV(燃油汽车改装)。
开关磁阻电机(SRM)
还有一种类型的无刷电机—— 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM), 简称SR 电机或SRM。
图4
图4 是笔者所在的公司试制的开关磁阻电机(最大功率为4.3kW,额定功率约2kW)。开关磁阻电机的最大特征是,磁场不使用

❷ 电动汽车用的电动机有哪些

电动汽车对于电动机的要求有:

(1)高电压。

在允许的范围内尽可能采用高电压,这样可以减小电动汽车电机的尺寸和导线等装备的尺寸,特别是可以降低功率变换器的成本。

(2)小质量。

电动机应尽量采用铝合金外壳,以降低电动机的质量,还要设法降低电动机控制器的质量和冷却系统的质量。

(3)较大的起动转矩和较大的调速范围,使电动汽车有好的启动性能和加速性能,从而获得所需要的启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。

(4)高效率、低损耗。应在车辆减速时,实现再生制动将制动能量回收,再生制动回收能量能达到总能量的10%-15%。

(5)电气系统的安全性和控制系统的安全性都必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制的安全性能标准和规定,装备有高压保护设备。

(6)高可靠性。耐高温和耐潮性能强,运行时噪声低,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单,适合大批量生产,使用维修方便。

❸ 电动汽车驱动电机有什么特点

电动汽车驱动电机特点是:电动汽车用电动机需要频繁启动和停车,并承受较大的加速度或减速度,而且要求低速大转矩爬坡,高速小转矩运行和运行速度范围宽,能够承受高温、多变的气候条件和频繁的振动,在恶劣的环境下能够正常工作。

电动机是纯电动汽车唯一的动力源,通常适用于电动车辆使用的电动机外特性在额定转速以下,以恒扭矩模式工作;在额定转速以上,以恒功率模式工作。电动汽车用驱动电动机的机械特性,分成两个区域:恒转矩区域和恒功率区域。在基速以下为恒转矩区,电动机输出恒转矩;基速以上为恒功率区,电动机输出恒功率,在恒功率区,通过弱磁控制电动机到达最高转速,因此也称弱磁区。转速范围要覆盖整个恒转矩区和恒功率区。在调速范围,要具备快速的转矩响应特性。永磁无刷直流电动机转矩密度最高,但它在恒功率区很难高速运行,限制了其最大调速范围。感应电动机易实现恒功率区弱磁升速,也得到较广泛的应用。(图/文/摄: 许双和) @2019

❹ 电动汽车电机的详细介绍

除了发电功能外,电动汽车的电机主要还是起电动机的,所以我们以电动机来分类:(只作简单分类)
1.按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机。
直流电机:
按结构及工作原理可划分:无刷直流电机和有刷直流电机。
又可分为永磁直流电机和电磁直流电机。
永磁直流电机按材料又分为稀土、铁氧体、铝镍钴永磁直流电机。
电磁直流电机按励磁方式又分为串励、并励、他励和复励直流电机。
交流电机可分:单相电机和三相电机
2.按结构和工作原理划分:可分为直流电机、异步电机、同步电机。
异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。
同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。
3.按用途分,有驱动电机和控制用电机。
4.按运转速度分,有高速电机、低速电机、恒速电机和调速电机。
低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 1.交流电机
单相异步电机通过电容移相作用,将单相交流电分离出另一相相位差90度的交流电。将这两相交流电分别送入两组或四组电机线圈绕组,就在电机内形成旋转的磁场,旋转磁场在电机转子内产生感应电流,感应电流产生的磁场与旋转磁场方向相反,被旋转磁场推拉进入旋转状态,由于转子必须切割磁力线才能产生感应电流,因此转子转速必须低于旋转磁转速,故称异步电机。
三相异步电机不必通过电容移相,本身就有相差120度的三相交流电,故产生的旋转磁场更均匀,效率更高。
永磁同步交流电动机的磁场由永久磁铁产生,转子线圈通过电刷供电,转速与交流电频率为整倍数(分数)关系(视转子线圈绕组数而定),故称同步电机。
转子线圈通过电刷供电,定子通过线圈绕组产生旋转磁场的电机,按转子线圈与定子线圈的串、并联关系分别称串励、并励电机。
2.直流电机
直流电机有定子和转子两大部分组成,定子上有磁极(绕组式或永磁式),转子有绕组,通电后,转子上形成磁场(磁极),定子和转子的磁极之间有一个夹角,在定转子磁场(N极和S极之间)的相互吸引下,使电机旋转。改变电刷的位置,就可以改变定转子磁极夹角(假设以定子的磁极为夹角起始边,转子的磁极为另一边,由转子的磁极指向定子的磁极的方向就是电机的旋转方向)的方向,从而改变电机的旋转方向。 1.永磁式直流电机:
由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。
定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。
转子一般采用硅钢片叠压而成,漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。
电刷是连接电源与转子绕组的导电部件,具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。
2.无刷直流电机:
由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。
无刷直流电机的特点是无刷,采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。
位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。
位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。
采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。
定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。 他们在负载要求、技术性能和工作环境等方面有着特殊的要求:
1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求;而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。
2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4-5倍,而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计,而工业电机只需根据典型的工作模式设计。
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度(一般要求达到1kw/kg以内)和好的效率图(在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率),从而能够降低车重,延长续驶里程;而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率进行优化。
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好;而工业电机只有某一种特定的性能要求。
6、电动汽车驱动电机被装在机动车上,空间小,工作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。而工业电机通常在某一个固定位置工作。

❺ 请问目前电动汽车使用的电机种类有哪些

电动汽车电机

题词:用技术创新来降低电动汽车之成本
摘要:电动国汽车的主要成本在电池、充电机、电机和控制器,以快速充电的电池和充电网络之保障,减少电池车载量,以组合电机和磁力驱动器来替代主电机和电子调速控制器,机械变速箱和离合器,以降低成本,用自主知识产权的驱动技术来取代汽车电子控制技术,免得日后受制于外国专利。

国内中低档轿车价格日趋下降,2004年10月份国内奥托和吉利竞争推出极低价轿车,3万元/辆以内,相比这下:电动汽车目前成本仍高居不下,究其原因是:电动汽车目前尚处于研发阶段,样车和试运行阶段,根本无批量可言,这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的,这是现实,也是可以理解的。
同时目前各式电动汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的,即将发动机、油箱等系统全数拆下,然后装上电动机,电池等相关配套设备就形成电动汽车,而混合动力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统,形成了油、电混合驱动系统。那么,电动汽车成本主要就在电池、充电机、驱动电机、控制器和电源转换设备等产品组成,约占到整车造价成本50—60%。
目前以纯电动汽车为例,电池有采用铅酸电池、镍氢电池、锂电池,电源有的采用直流电源、驱动直流电机,有的将车载直流电源经逆变器转换成交流电三相380V,供给三相异步电机,采用变频设备来调速。
电池品种不同和储电量不同,其总体造价差异很大,另外电动汽车之储电量加大多少,使成本成倍增长,如锂电池装备轿车,如续行里程300km,电池成本约4万元以上,500km以上续行里程,电池成本为8万元以上,这种研发思路是白天行驶晚上充电,为了使续行里程不亚于燃油汽车,就构成了电池成本的居高不下。
电动汽车驱动电机不同,其成本也差异甚大,若采用直流有刷电机,车载电源可直接供给电机,使用这种电机采用晶闸管式控制器斩波方式调速。目前电动汽车用直流有刷电机已经能满足电动汽车使用要求,但由于产量有限成本很高,品种规格不多,选择余地较小,晶闸管控制器原采用外国公司如意大利和美国产品,现在可以国产化,成本较高,同时关键元器件均采用外国公司生产和控制。
若用直流无刷电机,其必须与控制器一体制成,成本更高。以调电源脉冲宽度来调电机转速,优点是体积小,重量轻。电机能国产化,控制器的关键元器件均由国外公司生产,成本降下来可能性不大,且目前这种电机与电动汽车一样属研发阶段,形不成批量,成本高就在情理之中。
若用交流异步电机作为电动汽车驱动电机,其优点:体积小、重量轻,国产质量不差,由于车载电源系直流电,需将电源经逆变器转换成交流电,汽车电机电压380V左右,功率在几十kw不等,其逆变器功率不小,成本也不会低到哪里去,交流电机调速由变频方式调速,交流异步电机采用变频变压控制(VVVF)和磁场定向控制(FOC)也称矩量控制或解耦控制、变极控制。变频控制器国产、进口都有,但关键元器件均为进口,因此,要降低成本也不太可能。
至于正在研发中的磁阻电机,也要由电子控制器来控制调速,其成本情况与上述相同。开关磁阻电机采用模糊滑模控制(FSMC)方法来控制电机和调速,它若没有这种电子控制设备,电机就不能工作。
电动机的转速越高则电枢绕且切割磁场越快,产生的反电势越高。反而限制了电流,使转矩降低,低转速下却可输出较大转矩。因此在阻力较大的路面或走上坡路时,由于转矩较大,所以要消耗较大的电流,换句话说,电动机在低速运动,电动车在慢速行驶时,电流输出并不小,只是电压降低了。
电动机要调速度,就得通过改变电压来实现,这是电动机调速的理论基础。而将车载电源之电压降低至电机调速之低电压,将有限的电源消耗在频繁的调速中,是一种浪费。
电机最高效率在额定转速那里,往下调速就效率低,转速越低效率越低。而为了提高车载电源的利用率,应该希望电机的效率越高越好。
电动汽车驱动电机,要求启动、爬坡时高转矩,高速行驶时要求低转矩,要求变速范围大。直流有刷电机、直流永磁无刷电机、交流异步电机、磁阻电机是目前电动汽车驱动电机的主流技术和首选机型,它们有一个不可避开的设备,电子控制设备和微机控制技术,这个构成了电动汽车成本的主要部份之一和技术障碍,目前核心技术掌握在外国人手中,我们要就得向他们购买,将来中国各种电动汽车推开形成产业,或有朝一日中国能出口电动汽车时,国外控制器核心技术拥有者会象彩电、DVD一样,来收专利费,这是后话,但这种可能并非天方夜谭。
若要降低电动汽车总成本,只能在电池、充电器、电机、控制器产品方面作文章。要用技术创新的思路来改变这一局面,发明出一种新的电机驱动,变速机构系统和电池充电模式,走自己特色的路。
如果在电动汽车上电池装的少,在确保电机正常运作,同时在各种路况运行条件下,不损害电池寿命的前提下,以一次充电续行里程200km左右,也即所载电池供电机,整车工作2—3小时,然后在快速充电机上补充电源,这就要求电池能以1C以上或2C--3C电流充电。另外电动车应在一个城市一个区域行驶,在它们的行驶范围内有公用充电站,在极短时间内如10分种、15分钟将电池组充至80%--90%,能行使100km--150km。电动汽车本身配有车载充电器,回家在车库里慢充电,车载电池装得少,整车质量就小,能有效增加载荷,造价也低。
电动机应采用直流有刷电机,稍作改进后直接驱动,不用逆变电源,削去这一块成本,电机调速问题不采用暂波,调脉,调频率的通常做法,改用调内燃机油门的原理,车用驱动电机之功率,分解成若干个小功率电机,组成一个组合电机,该组合内的各个电机功率相等或功率大小不一,在启动、加速、轻载、重载、爬坡、怠速时分别启动或关闭其中几个电机,使之工作或停机。即驾驶员根据电动汽车实际运行状况来调节电机工作的数量和总功率,而工作的电机始终以额定转速恒定输出转速和扭矩,而不必对其进行调速,这样就不再用电子控制器和调速器。
多电机驱动能减小整车主电机的电流和额定值功率,减小单个电机驱动时所需大电流对车载电池的冲击,这点对已使用较长时间寿命的电池和车载电池组内所储电量不多时的电池情况犹为重要和关键,能延长电池使用寿命。
目前在研制的电动汽车,其驱动机构中,有的仍保留原汽车中的机械变速器和离合器,这主要是电动机调速控制的不是很理想所致,因而保留了它。应取消原机械变速箱和离合器,采用磁性驱动器,来无极变速,通过调节主动和从动器件的间距,就能达到变速箱离合器的作用,与组合电机二者配合,就成了一个有机整体的电机驱动系统。磁力驱动器调速可和单个大电机进行匹配也可与组合电机之几个小功率电机进行匹配,在这种匹配中,电机始终以额定转速在工作,由于磁力驱动器的调节,电动车的车速快、慢有变化,这时电机的负载,转矩就跟着变化,即整车需要大的转矩,电机或电机组就输出大转矩,反之就输出小转矩,电机的转矩变化随整车之需要而变化,电机的功耗也随之变化,这样就做到整车需多少转矩,电机就输出多少转矩,就耗多少电,既节能又不必通过复杂的电机控制系统。电机运行时,转速越高,转矩越小,转速越低,转矩越大,这就是载重负载大,或爬坡时要降低转速加大转矩,而和电动机正好达到了统一。中国稀土永磁材料在世界上 居优势地位,应着力开发应用,而用直流稀土永磁有刷电机与磁力驱动器,就完全利用稀土永磁材料,完全具有中国自主知识产权,整个成本也大大低于“电机、控制器、机械变速箱、离合器”的总成本。而且将来也不受制于外国公司。
电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车,它们都以电动机来驱动行驶的,若组合电机和磁力驱动器能应用到这些车上,对这种车型的总成本会降低很多,这样就容易为市场所接受,与内燃机汽车相比,更具竞争力。因此组合电机和磁力驱动器的研发,将对电动汽车研发,产业化起到推动作用,具积极意义。
如果用价格甚低的汽车如奥托、吉利,3万元/辆,撤除发动机、离合器、变速箱、油箱、供油系统等,那么扣去这一块成本约5000—6000元左右,那么整车成本约2.5万元/辆左右,然后配上电池组,车载充电机、电机、磁力驱动器等,其总成本在3万—3.5万元套,那么经济型家用或出租用电动轿车,其成本在6—7万元左右是可以实现的。这种轿车是有竞争力的,而且电费经测算约10元/100km,每100km耗电18kw/h左右。一般普通轿车每百公里耗油为8升/100km,按2004年10月份油价3.63元/升计,约30元/100kw的耗油费。前者是后者的1/3,如果2005年实施燃油税,那么油耗用将进一步增加,而电动汽车目前应属扶持对象,而且电费2005年变化不会太大,其耗电费也不会增加,两者相较,电动汽车在运行费用方面是有竞争力的。

电动汽车驱动电机性能比较

摘要:驱动电机系统是电动汽车的关键技术之一。本文对电动汽车的几种典型驱动系统进行了定性分析,对它们的性能进行了比较,指出了它们各自的优缺点。

关键词:电动汽车;驱动电机;分析;性能比较

人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种低排放和有效利用资源的交通工具,使用电动汽车无疑是一种很有希望的方案。

现代电动汽车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。电动汽车的电机驱动系统一般由4个主要部分组成,即控制器。功率变换器、电动机及传感器。目前电动汽车中使用的电动机一般有直流电动机、感应电动机、开关磁阻电动机以及永磁无刷电动机等。

1 电动汽车对电动机的基本要求

电动汽车的运行,与一般的工业应用不同,非常复杂。因此,对驱动系统的要求是很高的。

1.1 电动汽车用电动机应具有瞬时功率大,过载能力强、过载系数应为3~4),加速性能好,使用寿命长的特点。

1.2 电动汽车用电动机应具有宽广的调速范围,包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区,要求低速运行时具有大转矩,以满足起动和爬坡的要求;在恒功率区,要求低转矩时具有高的速度,以满足汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求。

1.3 电动汽车用电动机应能够在汽车减速时实现再生制动,将能量回收并反馈回蓄电池,使得电动汽车具有最佳能量的利用率,这在内燃机汽车上是不能实现的。

1.4 电动汽车用电动机应在整个运行范围内,具有高的效率,以提高1次充电的续驶里程。

另外还要求电动汽车用电动机可靠性好,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单适应大批量生产,运行时噪声低,使用维修方便,价格便宜等[1-2]。

2 电动汽车用电动机的种类和控制方法

2.1 直流电动机

有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。具有交流电机不可比拟的优良控制特性。在早期开发的电动汽车上多采用直流电动机,即使到现在,还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱动。但由于存在电刷和机械换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,而且如果长时间运行,势必要经常维护和更换电刷和换向器。另外,由于损耗存在于转子上,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机存在以上缺陷,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机[3]。

2.2 交流三相感应电动机

2.2.1 交流三相感应电动机的基本性能

交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,转速达到12000~15000r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高。对环境的适应性好,井能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量减轻一半左右,价格便宜,维修方便。

2.2.2 交流感应电动机的控制系统

由于交流三相感应电动机不能直接使用蓄电池供给的直流电,另外交流三相感应电动机具有非线性输出特性。因此,在采用交流三相感应电动机的电动汽车上,需要应用逆变器中的功率半导体器件,将直流电变为频卒和幅值都可以调节的交流电来实现对交流三相电动机的控制。主要有v/f控制法、转差频率控制法。

用矢量控制法,对交流三相感应电动机的励磁绕组交流电的频率和输入交流三相感应电动机的端调控制,控制交流三相感应电动机旋转磁场的磁通量和转矩,实现改变交流三相感应电动机转速和输出转矩,来满足负载变化特性的要求,并能够获得最高效率,从而使得交流三相感应电动机能够在电动汽车上得到广泛应用。

2.2.3 交流三相感应电动机的不足

交流三相感应电动机的耗电量较大,转子容易发热,在高速运转时需要保证对交流三相感应电动机的冷却,否则会损坏电动机。交流三相感应电动机的功率因数较低,使得变频变压装置的输入功率因数也较低,因此需要采用大容量的变频变压装置。交流三相感应电动机的控制系统的造价远远高于交流三相感应电动机本身,增加了电动汽车的成本[2-4]。另外,交流三相感应电动机的调速性也较差。

2.3 永磁无刷直流电动机

2.3.1永磁无刷直流电动机的基本性能

永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易,因此,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中有着很好的应用前景。

2.3.2 永磁无刷直流电动机的控制系统

典型的永磁无刷直流电动机是一种准解耦矢量控制系统,由于永磁体只能产生固定幅值磁场,因而永磁无刷直流电动机系统非常适合于运行在恒转矩区域,一般采用电流滞环控制或电流反馈型SPWM法来完成。为进一步扩充转速,永磁无刷直流电动机也可以采用弱磁控制。弱磁控制的实质是使相电流相位角超前,提供直轴去磁磁势来削弱定子绕组中的磁链。

2.3.3 永磁无刷直流电动机的不足

永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永磁无刷直流电动机的功率范围较小,最大功率仅几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降或发生退磁现象,将降低永磁电动机的性能,严重时还会损坏电动机,在使用中必须严格控制,使其不发生过载。永磁无刷直流电动机在恒功率模式下,操纵复杂,需要一套复杂的控制系统,从而使得永磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高[5-10]。

2.4 开关磁阻电动机

2.4.1 开关磁阻电动机的基本性能

开关磁阻电动机是一种新型电动机,该系统具有很多明显的特点:它的结构比其它任何一种电动机都要简单,在电动机的转子上没有滑环、绕组和永磁体等,只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线,维护修理容易。因而可靠性好,转速可达15000 r/min。效率可达85%~93%呢,比交流感应电动机要高。损耗主要在定子,电机易于冷却;转子元永磁体,调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩一速度特性,而且在很广的范围内保持高效率。更加适合电动汽车动力性能要求。

2.2.4 开关磁阻电动机的控制系统

开关磁阻电动机具有高度的非线性特性,因此,它的驱动系统较为复杂。它的控制系统包括功率变换器。

a. 功率变换器

开关磁阻电动机的励磁绕组,无论通过正向电流或反向电流,其转矩方向不变,期换向,每相只需要一个容量较小的功率开关管,功率变换器电路较简单,不会出现直通故障,可靠性好,易于实现系统的软启动和四象限运行,具有较强的再生制动能力。成本比交流三相感应电动机的逆变器控制系统要低。

b.控制器

控制器由微处理器、数字逻辑电路等元件组成。微处理器根据驾驶员输入的命令,同时对位置检测器、电流检测器所反馈的电动机转子位置,进行分析、处理,并在瞬间做出决策,发出一系列执行命令,来控制开关磁阻电动机适应电动汽车不同条件下运行。控制器性能好坏和调节的灵活性,取决于微处理器的软件和硬件的性能配合关系。

c.位置检测器

开关磁阻电动机需要高精度的位置检测器,来为控制系统提供电动机转子的位置、转速和电流的变化信号,并要求有较高的开关频率以降低开关磁阻电动机的噪声。

2.4.3 开关磁阻电动机的不足

开关磁阻电动机的控制系统比其他电动机的控制系统复杂一些,位置检测器是开关磁阻电动机的关键器件,其性能对开关磁阻电动机的控制操作有重要影响。由于开关磁阻电动机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声是开关磁阻电动机最主要的缺点。但近年来的研究表明,采用合理的设计、制造和控制技术,开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好的抑制。另外,由于开关磁阻电动机输出转矩波动较大,功率变换器的直流电流波动也较大,所以在直流母线上需要装置一个很大的滤波电容器[2,11-13]

3 电动汽车采用的备种驱动电动机性能比较

电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动是采用了控制性能最好和成本较低的直流电动机。随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电动机。永磁元刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,在电动汽车上,这些电动机逐步取代了直流电动机。表1为现代电动汽车所采用的各种电动机的基本性能比较。目前交动机、永磁电动机和开关磁阻电动机以及它们的控制装置,成本还比较高,形成批量生产以后,这些电动机和单元控制装置的价格会迅速降低,将能够满足经济效益的要求,并使电动汽车整车价格降低[2]。

❻ 电动车电机有几种类型

1、按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机。

直流电机:按结构及工作原理可划分:无刷直流电机和有刷直流电机。又可分为永磁直流电机和电磁直流电机。

交流电机可分:单相电机和三相电机按结构和工作原理划分:可分为直流电机、异步电机、同步电机。

二、按用途分:有驱动电机和控制用电机。

三、按运转速度分:有高速电机、低速电机、恒速电机和调速电机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。

命名标准

国标关于电动车电机的命名标准如下:

派生代号,用大写汉语拼音字母表示。

性能参数代号,用二位阿拉伯数字表示。

产品名称代号,用大写汉语拼音字母表示机座号,以机壳外径(mm)表示。

产品名称代号:

SYT:铁氧体永磁式直流伺服电动机。

SYX:稀土永磁式直流伺服电动机。

SXPT:铁氧体永磁式线绕盘式直流电动机。

SXPX:稀土永磁式线绕盘式直流电。

SWT:铁氧体永磁式无刷直流伺服电动机。

SWX:稀土永磁式无刷直流伺服电动机。

SN:印制绕组直流伺服电动机。

SR:开关磁阻电动机。

YX:三相异步电动机。

❼ 电动汽车驱动电机有什么特点

电动汽车驱动电机的特点是:电动汽车电机需要频繁启停,承受较大的加速或减速,要求低速大扭矩爬坡,高速低扭矩运行,大速度范围运行,能承受高温、多变的气候条件和频繁的振动,在恶劣环境下也能正常工作。

电动机是 纯电动 汽车的唯一动力源,通常适用于电动汽车。电机的外部特性低于额定速度,以恒定扭矩模式工作。在额定速度以上的恒功率模式下工作。电动汽车驱动电机的机械特性分为两个区域:恒转矩区域和恒功率区域。基本转速以下是恒转矩区,电机输出恒转矩;基本速度以上是恒功率区,电机输出恒功率。在恒功率区,通过弱磁控制电机达到最高转速,所以也叫弱磁区。速度范围应覆盖整个恒扭矩区和恒功率区。在速度范围内,需要有快速的扭矩响应特性。无刷DC电机转矩密度最高,但在恒功率区难以高速运行,限制了其最大调速范围。感应电机在恒功率区容易实现弱磁加速,应用也很广泛。

❽ 电动汽车对于电动机的要求有哪些

电动汽车对于电动机的要求有:
(1)高电压。
在允许的范围内尽可能采用高电压,这样可以减小电动汽车电机的尺寸和导线等装备的尺寸,特别是可以降低功率变换器的成本。
(2)小质量。
电动机应尽量采用铝合金外壳,以降低电动机的质量,还要设法降低电动机控制器的质量和冷却系统的质量。
(3)较大的起动转矩和较大的调速范围,使电动汽车有好的启动性能和加速性能,从而获得所需要的启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。
(4)高效率、低损耗。应在车辆减速时,实现再生制动将制动能量回收,再生制动回收能量能达到总能量的10%-15%。
(5)电气系统的安全性和控制系统的安全性都必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制的安全性能标准和规定,装备有高压保护设备。
(6)高可靠性。耐高温和耐潮性能强,运行时噪声低,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单,适合大批量生产,使用维修方便。

❾ 电动车电机的构造

电动机的结构:由定子、转子和其它附件组成。

  1. 定子(静止部分)

定子铁心构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。

定子绕组构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

电动机接线盒内的接线:电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

机座构造:机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。

2.转子(旋转部分)

三相异步电动机的转子铁心:构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。

三相异步电动机的转子绕组构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。

相异步电动机的其它附件

  1. 端盖:支撑作用。

  2. 轴承:连接转动部分与不动部分。

  3. 轴承端盖:保护轴承。

  4. 风扇:冷却电动机。


(9)低述电动汽车电机扩展阅读

电动车电机是指用于电动汽车的驱动电机。根据其使用环境与使用频率的不同,形式也不同。不同形式的电机其特点也不一样。电动车电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类;按照电机总成的机械结构来分,一般分为“有齿”和“无齿”

  1. 永磁式直流电机:由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。

定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。

转子一般采用硅钢片叠压而成,漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。

电刷是连接电源与转子绕组的导电部件,具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。

2.无刷直流电机:由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。

无刷直流电机的特点是无刷,采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。

位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。

3.高速永磁无刷电机:由定子铁心、磁钢转子、太阳轮、减速离合器、轮毂外壳等组成。

电机盖子上面可以装上霍尔传感器,用以测速。

位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。

采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。

采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件,当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号。

定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

参考资料:电动机电机-网络

❿ 低速电动四轮车电机后面是什么

后面是后桥驱动。
现在大多电动四轮车采用两后轮独立驱动的结构,即电机减速机的后桥驱动方式,而这种后桥驱动悬挂的连接方式减震系统一直以来是电动车发展的薄弱环节,参考汽车后桥驱动的连接和方式,其连接方式多为板簧支座连接安装。
电机是电动机和发电机的统称,通常分为直流电机和交流电机两大类,交流电机分为异步电机与同步电机两类。

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