第四章新能源汽车详解.ppt

新能源汽车技术;第四章 电动汽车电机驱动系统;一、概 述 ;一、概 述 ;一、概 述;一、概 述;一、概 述;二、 直流电动机 ;二、 直流电动机;二、 直流电动机;二、 直流电动机;二、 直流电动机;三、无刷直流电动机 ;三、无刷直流电动机;三、无刷直流电动机;三、无刷直流电动机;三、无刷直流电动机;三、无刷直流电动机;四、异步电动机;四、异步电动机;四、异步电动机;一、三相异步感应电动机的特点 交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两类。;1.外壳：包括机座、轴承盖、接线盖、端盖及吊环等部件。 2.定子总成 定子是用来产生旋转磁场的。主要由支撑空心定子铁心的钢制机座，定子铁心和定子绕组线圈组成。;3.转子总成 电动机转子由转子绕组和转轴组成。 （1）转子铁心 由硅钢片叠压成圆柱形，装在转轴上，使转轴拖动机械负载。 （2）转子绕组 异步电动机的转子绕组有鼠笼形和绕线形两种。;三、三相异步电动机的工作原理 ; 由此可知，当定子绕组中的对称三相电流随时间周期变化时，合成磁场随之不断旋转。 ;2.异步电动机的旋转磁场的转向 异步电动机的旋转磁场的转向与通往绕组的三相电流的相序有关。任意对调两根三相电源接到定子绕组上的导线，可以改变异步电动机的旋转方向。 电流是按顺时针方向排列的，旋转磁场也是按顺时针方向转动的。 ;5、转差率： 异步电动机工作的必要条件是：nn0,二者之差称为转差，即n2=n0-n。将异步电动机的转差率与同步转速n0之比值称为转差率，用S表示，即： 式中n——定子转速，n0——磁场转速 根据S的大小可以判断电动机工作于不同状态： 0S1 电动状态 S0 发电状态 S1 制动状态 ;五、三相异步电动机的感应转矩与机械特性 ;2. 三相异步感应电动机转矩与转速的控制 变压变频控制的感应电动机的特性曲线如图3-39所示，感应式电动机的驱动特性可分为三段： ;四、异步电动机;2. 电机的效率 电机轴上的转出功率与电源输入的功率之比称之为电动机的效率。电动机效率的高低决定于电机工作过程各种损耗??大小。 当可变损耗与不变损耗相等时，电动机的效率达到最大值，一般异步电动机的最大效率发生在0.7pe～1.0pe范围内。 ;五、永磁同步电动机 ;五、永磁同步电动机;五、永磁同步电动机;五、永磁同步电动机;六、开关磁阻电动机;一、概述;1.开关磁阻电机 开关磁阻电动机的作用：将电能转换成机械能。 开关磁阻电机(SR)为双凸极铁芯结构，它的定子和转子的铁芯由硅钢片叠加而成。每个定子的铁芯凸极上安装集中绕组，转子铁芯凸极无绕组，径向相对的两个定子的绕组串联成一对磁极，称为一相。 SR电机可以设计成不同的相数结构，定转子的极数也有不同的搭配，相数越多，转动脉冲也越小，但是结构也越复杂。目前常用的是6/4极和8/6极。;六、开关磁阻电动机;2.功率变换器 功率变换器的作用是将电源提供的能量经过适当的变换提供给SR电机。由于只需要给SR电机提供单向电流，所以功率变换器的电路结构简单。开关磁阻电机的功率变换器主电路的结构形式与供电电压、电机相数以及主开关器件的种类等有关。;3.控制器 控制器是系统的核心，它综合处理控制台指令、转子位置信号、相电流信号以及故障信号，控制功率变换器中主开关器件的开断，实现对SR电机运行状态的控制，并完成必要的显示功能。;5.开关磁阻电动机工作原理： 控制器根据位置传感器检测到的定转子间相对位置信息，结合给定的运行命令（正转或反转），导通相应的定子相绕组的主开关元件。对应相绕组中就有电流流过，并产生磁场。 当定子绕组通电时，产生一个单相磁场，其分布要遵循“磁阻最小原则”，即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合。因此，当转子轴线与定子磁极轴线不重合时，便会有磁阻力作用在转子上并产生转矩使其趋向于磁阻最小的位置，即两轴线重合位置。当转子与定子轴线重合时，电磁转矩合力矩为零。 在定转子即将达到平衡时，控制器根据新的位置信息，向功率变换器发出命令，关断当前相的主开关元件，而导通下一相，则转子会向下一个平衡位置转动。; 如果相绕组按I—II—III—I的顺序导通，转子沿顺时针方向连续旋转， 反之，则按逆时针方向旋转。 ;四相SR电机轮流通电时转子位置图; 顺序给A－B－C－D相绕组通电，这些脉动磁阻转矩的平均转矩将使转子按逆时针方向连续转动起来；反之，依次给D－C－B－A相绕组通电，则转子会沿顺时针方向转动。;5.功率变换的工作原理：;