直流电动机及其驱动技术.pptxVIP

电机驱动系统具有以下特点:1)以电磁转矩为控制目标，加速踏板和制动踏板的开度是电磁转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小。2)电动汽车要求驱动电机有较宽的调速范围，电机能在四象限内工作。3)为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的过载倍数(2~4)；为保证汽车能达到最高车速，要求电机高速区处有一定的功率输出。4)驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护。5)良好的可靠性、耐温、耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长时期运转，结构简单，适合批量生产。电动汽车对驱动电机有以下要求：1)高电压。2)小质量。3)较大的起动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的起动性能和加速性能，从而获得起动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。4)高效率，低损耗。5)电气系统和控制系统的安全性必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。6)高可靠性。电动汽车对驱动电机分类：　电动汽车驱动电机的分类13)温升。　各种电机的基本性能比较第3章 直流电动机及其驱动系统4.1 直流电机的构造及基本原理4.2直流电机的运行特性4.3直流电动机控制4.4直流电动机驱动系统4.5变换器第3章 直流电动机本章要求 1. 了解直流电动机的基本构造和工作原理。 4. 理解他励（并励）和串励直流电动机的电 压与电流的关系式，运行特性。 3.理解直流电动机的起动、反转、调速和制动 的基本原理和基本方法。 4.理解直流电动机的变换器原理、结构和特性。4.1 直流电机的构造和工作原理4.1.1 直流电机的结构　直流电机的爆炸图直流电动机的结构直流电动机的结构永磁式: 由永久磁铁做成。励磁式: 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电， 形成电磁铁。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢绕组：由结构、形状相同的线圈组成1. 定子用来在电机中产生磁场。励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称 为励磁。4. 转子(电枢) 由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。4.1.2 直流电机的分类电动汽车所使用的直流电动机主要是他励直流电动机、串励直流电动机、复励直流电动机三种类型。小功率（100W~10kW）电动机采用的是小型高效的永磁直流电动机，可以应用在小型、低速的搬运设备上。 中等功率（10~100kW）的电动机采用他励、复励或串励式直流电动机，可以用于结构简单、转矩要求较大的电动货车上。大功率（100kW）直流电动机采用串励式，可用在要求低速、高转矩的专用电动车上。4.1.2 直流电机的分类（3）串励直流电动机串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，这种直流电动机的励磁电流就是电枢电流。这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以串励直流电动机通常用较粗的导线绕成，它的匝数较少。4.1.2 直流电机的分类（4）复励直流电动机 复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组，电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。复励直流电动机的永磁励磁部分采用高磁性材料钕铁硼，运行效率高。4.1.2 直流电机的分类1. 他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。4.1.2 直流电机的分类U串励3. 串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。4. 复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。4.1.3 直流电机的基本工作原理4.1.3 直流电机的基本工作原理CT: 与电机结构有关的常数且等于9.55Ce ? : 线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流3. 电磁转矩 直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通?相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为T=CT ? Ia单位: ? (韦伯)，Ia (安) ，T (牛顿?米)4. 转矩平衡关系 电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，即T2: 机械负载转矩T0: 空载转矩转矩平衡过程 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。例：4.2 直流电动机的运行特性4.4.1直流电动机的正常运行特性直流电动机在正常运行时，虽然电源电压U和励磁电阻保持不变，但随着励磁方式不同，电动机的转矩、转速和机械特性有很大的区别。一、并励电动机1. 转矩特性由上分析可知： 当电源电压U和励磁回路的电阻Rf一定时, 励磁电流If和磁通?不变，即? = 常数。则T=CT ? Ia = KT Ia 即：并励电动机的磁通? = 常数，转矩与电枢电流成