《電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)ppt課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)ppt課件.ppt（82頁珍藏版）》請?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、 第 1 頁第第3章章 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)3.1 概述概述3.2 直流電動機(jī)直流電動機(jī)3.3 無刷直流電動機(jī)無刷直流電動機(jī)3.4 異步電動機(jī)異步電動機(jī)3.5 永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)3.6 開關(guān)磁阻電動機(jī)開關(guān)磁阻電動機(jī)3.7 輪轂電機(jī)輪轂電機(jī) 第 2 頁3.1 3.1 概述概述3.1.1 3.1.1 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成與類型電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成與類型3.1.2 3.1.2 電動機(jī)的額定指標(biāo)電動機(jī)的額定指標(biāo)3.1.3 3.1.3 電動汽車對電動機(jī)的要求電動汽車對電動機(jī)的要求3.1.4 3.1.4 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

2、 第 3 頁3.1.1 3.1.1 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成與類型電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成與類型1 1電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的心臟，它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)化器、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的心臟，它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)化器、控制器、各種檢測傳感器和電源（蓄電池）組成，其任務(wù)是在控制器、各種檢測傳感器和電源（蓄電池）組成，其任務(wù)是在駕駛員的控制下，高效率地將蓄電池的電量轉(zhuǎn)化為車輪的動能，駕駛員的控制下，高效率地將蓄電池的電量轉(zhuǎn)化為車輪的動能，或者將車輪的動能反饋到蓄電池中。或者將車輪的動能反饋到蓄電池中。第 4 頁3.1.1 3.1.1 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)

3、的組成與類型電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的組成與類型2 2電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的類型電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的類型電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)按所選電動機(jī)的類型可分為電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)按所選電動機(jī)的類型可分為:(1)(1)直流電動機(jī)直流電動機(jī);(2)(2)無刷直流電動機(jī)無刷直流電動機(jī);(3)(3)異步電動機(jī)異步電動機(jī);(4)(4)永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī);(5)(5)開關(guān)磁阻電動機(jī)等。開關(guān)磁阻電動機(jī)等。第 5 頁3.1.2 3.1.2 電動機(jī)的額定指標(biāo)電動機(jī)的額定指標(biāo)(1)(1)額定功率。額定功率是指額定運(yùn)行情況下軸端輸出的機(jī)額定功率。額定功率是指額定運(yùn)行情況下軸端輸出的機(jī)械功率械功率(W(W或或kW)kW

4、)。(2)(2)額定電壓。額定電壓是指外加于線端的電源線電壓額定電壓。額定電壓是指外加于線端的電源線電壓(V)(V)。(3)(3)額定電流。額定電流是指電動機(jī)額定運(yùn)行額定電流。額定電流是指電動機(jī)額定運(yùn)行(額定電壓、額定電壓、額定輸出功率額定輸出功率)情況下電樞繞組情況下電樞繞組(或定子繞組或定子繞組)的線電流的線電流(A)(A)。(4)(4)額定頻率。額定頻率是指電動機(jī)額定運(yùn)行情況下電樞額定頻率。額定頻率是指電動機(jī)額定運(yùn)行情況下電樞(或定子側(cè)或定子側(cè))的頻率的頻率(Hz)(Hz)。(5)(5)額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速是指電動機(jī)額定運(yùn)行額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速是指電動機(jī)額定運(yùn)行(額定電壓、額定電壓、額定頻率

5、、額定輸出功率額定頻率、額定輸出功率)的情況下，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的情況下，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)(r/min)。第 6 頁3.1.3 3.1.3 電動汽車對電動機(jī)的要求電動汽車對電動機(jī)的要求電動汽車在行駛過程中，經(jīng)常頻繁地啟動電動汽車在行駛過程中，經(jīng)常頻繁地啟動/停車、加速停車、加速/減速減速等，這就要求電動汽車中的電動機(jī)比一般工業(yè)應(yīng)用的電動機(jī)性等，這就要求電動汽車中的電動機(jī)比一般工業(yè)應(yīng)用的電動機(jī)性能更高，基本要求如下：能更高，基本要求如下：(1)(1)電動機(jī)的運(yùn)行特性要滿足電動汽車的要求，在恒轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的運(yùn)行特性要滿足電動汽車的要求，在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足電動汽

6、車起動和爬坡區(qū)，要求低速運(yùn)行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足電動汽車起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足電的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿足電動汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求；動汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求；(2)(2)電動機(jī)應(yīng)具有瞬時功率大、帶負(fù)載啟動性能好、過載能電動機(jī)應(yīng)具有瞬時功率大、帶負(fù)載啟動性能好、過載能力強(qiáng)，加速性能好，使用壽命長的特點(diǎn)；力強(qiáng)，加速性能好，使用壽命長的特點(diǎn)；(3)(3)電動機(jī)應(yīng)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高電動機(jī)應(yīng)在整個運(yùn)行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高一次充電的續(xù)駛里程；一次充電的續(xù)駛里程；第 7 頁3.1.3

7、3.1.3 電動汽車對電動機(jī)的要求電動汽車對電動機(jī)的要求(4)(4)電動機(jī)應(yīng)能夠在汽車減速時實(shí)現(xiàn)再生制動，將能量回收電動機(jī)應(yīng)能夠在汽車減速時實(shí)現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋給蓄電池，使得電動汽車具有最佳能量的利用率；并反饋給蓄電池，使得電動汽車具有最佳能量的利用率；(5)(5)電動機(jī)應(yīng)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作；電動機(jī)應(yīng)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作；(6)(6)電動機(jī)應(yīng)體積小，重量輕，一般為工業(yè)用電動機(jī)的電動機(jī)應(yīng)體積小，重量輕，一般為工業(yè)用電動機(jī)的1/21/31/21/3；(7)(7)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡單堅(jiān)固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和電動機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡單堅(jiān)固，適合批量生產(chǎn)，便于

8、使用和維護(hù)；維護(hù)；(8)(8)價格便宜，從而能夠減少整體電動汽車的價格，提高性價格便宜，從而能夠減少整體電動汽車的價格，提高性價比；價比；(9)(9)運(yùn)行時噪聲低，減少污染。運(yùn)行時噪聲低，減少污染。第 8 頁 3.1.4 3.1.4 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢（1 1）電電機(jī)機(jī)的的功功率率密密度度不不斷斷提提高高，永永磁磁電電機(jī)機(jī)應(yīng)應(yīng)用用范范圍圍不不斷斷擴(kuò)擴(kuò)大。大。（2 2）電電機(jī)機(jī)的的工工作作轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速不不斷斷提提高高，回回饋饋制制動動的的高高效效區(qū)區(qū)不不斷斷拓拓寬。寬。（3 3）電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化趨勢更加明顯。）電驅(qū)動系統(tǒng)的集成化和一體化趨勢更加明顯

9、。（4 4）電驅(qū)動系統(tǒng)的混合度與電功率比不斷增加。）電驅(qū)動系統(tǒng)的混合度與電功率比不斷增加。（5 5）車用電驅(qū)動控制系統(tǒng)的集成化和數(shù)字化程度不斷加大。）車用電驅(qū)動控制系統(tǒng)的集成化和數(shù)字化程度不斷加大。第 9 頁 3.2 3.2 直流電動機(jī)直流電動機(jī)3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類3.2.2 3.2.2 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.2.3 3.2.3 直流電動機(jī)的工作原理直流電動機(jī)的工作原理3.2.4 3.2.4 直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)的控制 第 10 頁 3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)分為繞組勵磁式直流電動機(jī)和永

10、磁式直流電動機(jī)。直流電動機(jī)分為繞組勵磁式直流電動機(jī)和永磁式直流電動機(jī)。在電動汽車所采用的直流電動機(jī)中，小功率電動機(jī)采用的是永在電動汽車所采用的直流電動機(jī)中，小功率電動機(jī)采用的是永磁式直流電動機(jī)，大功率電動機(jī)采用的是繞組勵磁式直流電動磁式直流電動機(jī)，大功率電動機(jī)采用的是繞組勵磁式直流電動機(jī)。機(jī)。繞組勵磁式直流電動機(jī)根據(jù)勵磁方式的不同，可分為他勵式、繞組勵磁式直流電動機(jī)根據(jù)勵磁方式的不同，可分為他勵式、并勵式、串勵式和復(fù)勵式四種類型。并勵式、串勵式和復(fù)勵式四種類型。第 11 頁 3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類1 1他勵式直流電動機(jī)他勵式直流電動機(jī)他勵式直流電動機(jī)的勵磁繞組

11、與電樞繞組無連接關(guān)系，而由他勵式直流電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組無連接關(guān)系，而由其它直流電源對勵磁繞組供電。因此勵磁電流不受電樞端電壓其它直流電源對勵磁繞組供電。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。永磁直流電動機(jī)也可看作他勵直流電動機(jī)?；螂姌须娏鞯挠绊?。永磁直流電動機(jī)也可看作他勵直流電動機(jī)。他勵直流電動機(jī)在運(yùn)行過程中勵磁磁場穩(wěn)定而且容易控制，他勵直流電動機(jī)在運(yùn)行過程中勵磁磁場穩(wěn)定而且容易控制，容易實(shí)現(xiàn)電動汽車的再生制動要求。但當(dāng)采用永磁激勵時，雖容易實(shí)現(xiàn)電動汽車的再生制動要求。但當(dāng)采用永磁激勵時，雖然電動機(jī)效率高，重量和體積較小，但由于勵磁磁場固定，電然電動機(jī)效率高，重量和體積較小，但由

12、于勵磁磁場固定，電動機(jī)的機(jī)械特性不理想，驅(qū)動電動機(jī)產(chǎn)生不了足夠大的輸出轉(zhuǎn)動機(jī)的機(jī)械特性不理想，驅(qū)動電動機(jī)產(chǎn)生不了足夠大的輸出轉(zhuǎn)矩來滿足電動汽車起動和加速時的大轉(zhuǎn)矩要求。矩來滿足電動汽車起動和加速時的大轉(zhuǎn)矩要求。第 12 頁 3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類2 2并勵直流電動機(jī)并勵直流電動機(jī)并勵直流電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，共用同一電并勵直流電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，共用同一電源，性能與他勵直流電動機(jī)基本相同。并勵繞組兩端電壓就是源，性能與他勵直流電動機(jī)基本相同。并勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵磁繞組用細(xì)導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)很多，因電樞兩端電壓，但是勵

13、磁繞組用細(xì)導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)很多，因此具有較大的電阻，使得通過它的勵磁電流較小。此具有較大的電阻，使得通過它的勵磁電流較小。3 3串勵直流電動機(jī)串勵直流電動機(jī)串勵直流電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流串勵直流電動機(jī)的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，這種直流電動機(jī)的勵磁電流就是電樞電流。這種電動機(jī)電源，這種直流電動機(jī)的勵磁電流就是電樞電流。這種電動機(jī)內(nèi)磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中內(nèi)磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵磁繞組的電阻越小越好，所以不致引起大的損耗和電壓降，勵磁繞組的電阻越小越好，所以串勵直流電動機(jī)通

14、常用較粗的導(dǎo)線繞成，它的匝數(shù)較少。串勵直流電動機(jī)通常用較粗的導(dǎo)線繞成，它的匝數(shù)較少。第 13 頁 3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類4 4復(fù)勵直流電動機(jī)復(fù)勵直流電動機(jī)復(fù)勵直流電動機(jī)有并勵和串勵兩個勵磁繞組，電動機(jī)的磁通復(fù)勵直流電動機(jī)有并勵和串勵兩個勵磁繞組，電動機(jī)的磁通由兩個繞組內(nèi)的勵磁電流產(chǎn)生。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并由兩個繞組內(nèi)的勵磁電流產(chǎn)生。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵。若兩個磁通勢方向勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復(fù)勵。相反，則稱為差復(fù)勵。復(fù)勵直流電動機(jī)的永磁勵磁部分采用高磁性材料釹鐵硼，運(yùn)

15、復(fù)勵直流電動機(jī)的永磁勵磁部分采用高磁性材料釹鐵硼，運(yùn)行效率高。由于電動機(jī)永磁勵磁部分有穩(wěn)定的磁場，因此用該行效率高。由于電動機(jī)永磁勵磁部分有穩(wěn)定的磁場，因此用該類電動機(jī)構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)時易實(shí)現(xiàn)再生制動功能。同時由于電動類電動機(jī)構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)時易實(shí)現(xiàn)再生制動功能。同時由于電動機(jī)增加了增磁繞組，通過控制勵磁繞組的勵磁電流或勵磁磁場機(jī)增加了增磁繞組，通過控制勵磁繞組的勵磁電流或勵磁磁場的大小，能克服純永磁他勵直流電動機(jī)不能產(chǎn)生足夠的輸出轉(zhuǎn)的大小，能克服純永磁他勵直流電動機(jī)不能產(chǎn)生足夠的輸出轉(zhuǎn)矩來滿足電動汽車低速或爬坡時的大轉(zhuǎn)矩要求，而電動機(jī)的重矩來滿足電動汽車低速或爬坡時的大轉(zhuǎn)矩要求，而電動機(jī)的重量或體積

16、比串勵電動機(jī)的小。量或體積比串勵電動機(jī)的小。第 14 頁 3.2.1 3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類各種勵磁方式直流電動機(jī)的電路如圖所示。各種勵磁方式直流電動機(jī)的電路如圖所示。第 15 頁 3.2.2 3.2.2 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1 1直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電動機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子和轉(zhuǎn)子之間的直流電動機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙稱為氣隙。間隙稱為氣隙。第 16 頁 3.2.2 3.2.2 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2 2直流電動機(jī)的特點(diǎn)直流電動機(jī)的特點(diǎn)(1)(1)調(diào)速性能好。直流電動機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均調(diào)速性能好。直流電動機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。(2)(2)起動力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此，起動力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此，凡是在重負(fù)載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，例如大型可凡是在重負(fù)載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，例如大型可逆軋鋼機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、電力機(jī)車、電車等，都