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驱动电机及动力控制 黑龙江农业工程职业学院 培训师：韩卫东 技术培训 2018-07 Page 2 驱动电机及动力控制 内容概述 Page 3 驱动电机概述 03:54 一、驱动电机的优点 相比自动变速器和发动机,电动机结构简单,运行可靠； 电动机的转速范围宽,电动汽车可以不使用换档装置,操纵方便； 电机驱动,减少了机械传动部件,降低了机械摩擦导致的能量损失和噪声； 电动机相比发动机和变速器,重量轻、体积小。 维护成本低、环境污染小。 能效比较高，而且具有驱动和能量回收双重功能。 电机的性能 Page 4 驱动电机概述 03:54 二、常用几种电机性能对比 几种典型驱动电机的性能指标对比 指标 直流电动机 交流异步电动机 交流同步电动机 开关磁阻电机 功率密度 差 一般 好 一般 转矩转速特性 一般 好 好 好 转速范围 4000-6000 9000-15000 4000-15000 ﹥15000 易操作性 最好 好 好 好 可靠性 差 好 一般 好 结构的坚固性 差 好 一般 好 尺寸及重量 大、重 一般、一般 小、轻 小、轻 成本 高 低 高 低于感应式 控制器成本 低 高 高 一般 Page 5 驱动电机及动力控制 内容概述 Page 6 典型驱动电机 03:54 一、直流电动机 1.直流电动机的总体结构 Page 7 驱动电机 03:54 一、直流电动机 2.直流电动机的换向器与主磁极 Page 8 驱动电机 03:54 一、直流电动机 3.直流电动机的工作原理 Page 9 驱动电机 03:54 一、直流电动机 4.直流电动机优缺点 特点： 调速性能好 启动力矩大 控制比较简单 缺点： 易磨损 需定期维护 体积较大 应用： 小型低速车辆 大转矩专用车辆 Page 10 驱动电机 03:54 二、交流异步电动机（感应式） 2.交流异步电动机的结构 Page 11 驱动电机 03:54 二、交流异步电动机（感应式） 2.三相交流电产生的旋转磁场 U V W Page 12 驱动电机 03:54 二、交流异步电动机（感应式） 3.转子旋转的工作原理 定子产生旋转磁场 →转子产生感应电动势（感应电流与电动势方向一致）→ 转子绕组产生电磁驱动力 → 转子旋转。 Page 13 驱动电机 03:54 二、交流异步电动机（感应式） 4.三相交流异步电动机的特点 特点： 结构简单、可靠性高 成本低、价格便宜 转速范围宽 缺点： 启动转矩较小 应用： 特斯拉电动车 通用EV Page 14 驱动电机 03:54 三、交流同步电动机（永磁式） 1.结构特点 Page 15 驱动电机 03:54 三、交流同步电动机（永磁式） 2.转子磁极结构-表面永磁 永磁体黏附在转子铁芯的外表面，可以有效利用永磁体的磁通量，散热较好。 Page 16 驱动电机 03:54 三、交流同步电动机（永磁式） 2.转子磁极结构-内置永磁 永磁体嵌在转子铁芯内部，可以承受高速旋转的离心力，散热效果稍差。 Page 17 驱动电机 03:54 三、交流同步电动机（永磁式） 3.定子绕组激磁 Page 18 驱动电机 03:54 三、交流同步电动机（永磁式） 4.交流同步电动机的优点 特点： 高效节能、无励磁损耗 比功率高，超过1kw/kg 高可靠性、运行平稳 调速性能好 结构简单、寿命长、体积小 缺点： 起动速度稍慢 功率较小，最大为几十KW 温度影响大（产生退磁） 应用： 小型车 混合动力车 Page 19 驱动电机 03:54 四、开关磁阻电动机 1.结构特点 开关磁阻电动机定子与转子都由硅钢片叠压而成，均采用凸极结构形式，一般转子比定子少2个凸极，最常见为三相6/4、四相8/6极结构。 相数 3 4 5 定子极数 6 8 10 转子极数 4 6 8 步进角 30° 15° 9° Page 20 驱动电机 03:54 四、开关磁阻电动机 2.工作原理 开关磁阻电动机是基于磁阻最小原理运行的新型电动机，定子与转子凸极之间有很小的气隙，转子与定子相差30度角，此时A相通电，转子逆时针旋转30度角。依次类推，A、B、C相顺序供电则连续旋转。 如何实现反转？ Page 21 驱动电机 03:54 四、开关磁阻电动机 3.驱动电路 当S1、S2关断时，绕组电流经续流二极管VD1、VD2继续流通，并回馈给电源US。因此，SR电动机传动的共性特点是具有再生作用，系统效率高。 Page 22 驱动电机 03:54 四、开关磁阻电动机 4.磁阻电动机的优缺点 特点： 结构简单、可靠性高 效率高、功耗小 启动转矩大、调速范围宽 缺点： 转矩波动较大， 噪声较大 需转子位置检测器 应用： 家电产品 汽车刚开始应用 Page 23 驱动电机及动力控制 内容概述 Page 24 检测