永磁同步电机原理及运用培训课件.ppt

永磁同步电机原理及运用 全有文档 介绍 各种电机的介绍及对比 永磁同步电机的原理 永磁同步电机的运用及方案 各种电机的介绍及对比 目前在用或开发的电动车用电动机主要有直流电动机(DCM) 、感应电动机( IM) 、永磁电动机( PM) 、开关磁阻电动机( SRM)四类。下面分别对几种电气驱动系统进行简要分析和说明 , 其总体比较见表1。 直流电动机驱动系统 在电动汽车领域最早使用的就是直流电动机。直流电动机结构简单, 易于控制, 具有良好的电磁转矩控制特性, 但是由于采用机械换向结构, 维护困难, 并产生火花, 容易对无线电产生干扰, 这对高度智能化的未来电动汽车是致命的弱点。另外,直流电动机驱动系统体积大、制造成本高、速度范围有限、能量密度较低, 这些都限制和妨碍了直流电动机在电动汽车中的进一步应用。 各种电机的介绍及对比 感应电动机驱动系统 感应电动机现在普遍采用变频驱动方式, 常见的变频控制技术有三种: V /F控制、转差频率控制、矢量控制。20世纪90年代以前主要以脉冲宽度调制( PWM)方式实现V/F控制和转差频率控制, 但这两种控制技术因转速控制范围小、转矩特性不理想,而对于需频繁起动、加减速的电动汽车不太适用。近几年, 电动汽车感应电动机主要采用矢量控制技术。 各种电机的介绍及对比 　开关磁阻电动机驱动系统 以开关磁阻电动机( SRM)为代表的磁阻电动机是一种很有发展前途的电动机驱动系统。SRM是一种没有任何形式的转子导体和永久磁体的无刷电动机, 它的定子磁极和转子磁极都是凸的。SRM具有转子结构简单可靠、在较宽转速和转矩范围内高效运行、响应速度快等优点。但SRM在振动、噪声、转矩脉动、控制方式等方面还有许多问题需要解决,目前应用还受到限制。 各种电机的介绍及对比 　永磁电动机驱动系统 永磁电动机既具有交流电动机的无电刷结构、运行可靠等优点, 又具有直流电动机的调速性能好的优点, 且无需励磁绕组, 可以做到体积小、控制效率高, 是当前电动车用电动机研发与应用的热点。 永磁电动机驱动系统可以分为无刷直流电动机(BLD2CM)系统和永磁同步电动机(PMSM)系统。无刷直流电动机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单的优点, 但是由于换相电流很难达到理想状态, 因此会造成转矩脉动、振动噪声等问题。对于车速要求不太高的电动汽车驱动领域,BLDCM系统具有一定的优势, 得到了广泛的重视和普遍应用。 永磁同步电动机( PMSM)系统具有高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性以及低噪声的特点, 通过合理设计永磁磁路结构能获得较高的弱磁性能, 提高电动机的调速范围, 因此在电动车驱动方面具有较高的应用价值, 已经受到国内外电动汽车界的高度重视, 并在日本得到了普遍的应用 , 是一种比较理想的电动汽车驱动系统。 各种电机的介绍及对比 　永磁电动机驱动系统 永磁电动机既具有交流电动机的无电刷结构、运行可靠等优点, 又具有直流电动机的调速性能好的优点, 且无需励磁绕组, 可以做到体积小、控制效率高, 是当前电动车用电动机研发与应用的热点。 永磁电动机驱动系统可以分为无刷直流电动机(BLD2CM)系统和永磁同步电动机(PMSM)系统。无刷直流电动机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单的优点, 但是由于换相电流很难达到理想状态, 因此会造成转矩脉动、振动噪声等问题。对于车速要求不太高的电动汽车驱动领域,BLDCM系统具有一定的优势, 得到了广泛的重视和普遍应用。 永磁同步电动机( PMSM)系统具有高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性以及低噪声的特点, 通过合理设计永磁磁路结构能获得较高的弱磁性能, 提高电动机的调速范围, 因此在电动车驱动方面具有较高的应用价值, 已经受到国内外电动汽车界的高度重视, 并在日本得到了普遍的应用 , 是一种比较理想的电动汽车驱动系统。 各种电机的介绍及对比 　 永磁同步电机的运用 　日本电动车用永磁同步电机状况 　 日本1965年就开始研制电动车, 于1967 年成立了日本电动车协会。由于永磁同步电机的性能优良, 所以一经问世就受到日本汽车公司的青睐。1996年, 丰田汽车公司的电动车RAV4就采用了东京电机公司的插入式永磁同步电机作为驱动电机,其下属的日本富士电子研究所研制的永磁同步电机可以达到最大功率50 kW, 最高转速1 300 r/min。1998年1月, 尼桑公司研发的新一代电动小客车在美国加利福尼亚州投入使用。驱动电机采用了钕铁硼材