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1、 第第 1 1 頁頁第第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) 第第 2 2 頁頁3.1 概述概述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 電動機(jī)的額定指標(biāo)電動機(jī)的額定指標(biāo)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 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 第第 3 3 頁頁3.1.1 電動汽車

2、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。第第 4 4 頁頁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2電動汽

3、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)直流電動機(jī)直流電動機(jī);(2)無刷直流電動機(jī)無刷直流電動機(jī);(3)異步電動機(jī)異步電動機(jī);(4)永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī);(5)開關(guān)磁阻電動機(jī)等。開關(guān)磁阻電動機(jī)等。第第 5 5 頁頁3.1.2 電動機(jī)的額定指標(biāo)電動機(jī)的額定指標(biāo)(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或或kW)。(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)。

4、(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、額額定電壓、額定輸出功率定輸出功率)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)。(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(或或定子側(cè)定子側(cè))的頻率的頻率(Hz)。(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、額額定電壓、額定頻率、額定輸出功率定頻率、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)。第第 6 6 頁頁3.1.3 電動汽車對電動

5、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)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)，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，以滿足電動汽車起動和爬坡的要要求低速運(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，以滿足電動汽求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速度，以滿

6、足電動汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求；車在平坦的路面能夠高速行駛的要求；(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)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；第第 7 7 頁頁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)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

7、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)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)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1/21/3；(7)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡單堅固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和電動機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡單堅固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和維護(hù)；維護(hù)；(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)運(yùn)行時噪聲低，減少污染。運(yùn)行時噪聲低，減少污染。第第 8 8 頁頁3.1.4 電動汽車電

8、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）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）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）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。（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）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。第第 9 9 頁頁3.2 直流電動機(jī)直流電動機(jī)3.2.1 直流電動

9、機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類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 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 直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)的控制 第第 1010 頁頁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

10、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。第第 1111 頁頁3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類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

11、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。第第 1212 頁頁3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類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

12、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

13、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。第第 1313 頁頁3.2.1 直流電動機(jī)的分類直流電動機(jī)的分類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

14、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)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

15、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)的重量或體積比串勵電動機(jī)的小。量或體積比串勵電動機(jī)的小。第第 1414 頁頁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。第第 1515 頁頁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

16、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。第第 1616 頁頁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直流電動機(jī)的特點(diǎn)直流電動機(jī)的特點(diǎn)(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)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

17、車等，都可用直流電動機(jī)拖逆軋鋼機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、電力機(jī)車、電車等，都可用直流電動機(jī)拖動。動。(3)控制比較簡單。一般用斬波器控制，它具有高效率、控控制比較簡單。一般用斬波器控制，它具有高效率、控制靈活、重量輕、體積小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。制靈活、重量輕、體積小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。(4)有易損件。由于存在電刷、換向器等易磨損器件，所以有易損件。由于存在電刷、換向器等易磨損器件，所以必須進(jìn)行定期維護(hù)或更換。必須進(jìn)行定期維護(hù)或更換。第第 1717 頁頁3.2.3 直流電動機(jī)的工作原理直流電動機(jī)的工作原理直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的工工作作原原理理圖圖所所示示。圖圖中中，定定子子有有一一對對N、S極極，電電樞樞繞繞組組的

18、的末末端端分分別別接接到到兩兩個個換換向向片片上上，正正、負(fù)負(fù)電電刷刷A和和B分分別與兩個換向片接觸。別與兩個換向片接觸。第第 1818 頁頁3.2.4 直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法主要有電樞調(diào)壓控制、磁場控制和電樞回路電直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法主要有電樞調(diào)壓控制、磁場控制和電樞回路電阻控制。阻控制。電樞調(diào)壓控制是指通過改變電樞的端電壓來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種控電樞調(diào)壓控制是指通過改變電樞的端電壓來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種控制只適合電動機(jī)基速以下的轉(zhuǎn)速控制，它可保持電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，制只適合電動機(jī)基速以下的轉(zhuǎn)速控制，它可保持電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，電動機(jī)轉(zhuǎn)速近似與電樞端

19、電壓成比例變化，所以稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。直流電電動機(jī)轉(zhuǎn)速近似與電樞端電壓成比例變化，所以稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。直流電動機(jī)采用電樞調(diào)壓控制可實(shí)現(xiàn)在寬廣范圍內(nèi)的連續(xù)平滑的速度控制，調(diào)速動機(jī)采用電樞調(diào)壓控制可實(shí)現(xiàn)在寬廣范圍內(nèi)的連續(xù)平滑的速度控制，調(diào)速比一般可達(dá)比一般可達(dá)1:10，如果與磁場控制配合使用，調(diào)速比可達(dá)，如果與磁場控制配合使用，調(diào)速比可達(dá)1:30。電樞調(diào)壓。電樞調(diào)壓控制的調(diào)速過程：當(dāng)磁通保持不變時，減小電壓，由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變控制的調(diào)速過程：當(dāng)磁通保持不變時，減小電壓，由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，反電動勢也暫時不變化，由于電樞電流減小了，轉(zhuǎn)矩也減小了。如果化，反電動勢也暫時不變化，由于電樞電流減小了，

20、轉(zhuǎn)矩也減小了。如果阻轉(zhuǎn)矩未變，則轉(zhuǎn)速下降。隨著轉(zhuǎn)速的降低，反電動勢減小，電樞電流和阻轉(zhuǎn)矩未變，則轉(zhuǎn)速下降。隨著轉(zhuǎn)速的降低，反電動勢減小，電樞電流和轉(zhuǎn)矩就隨著增大，直到轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩再次平衡為止，但這時轉(zhuǎn)速已經(jīng)較原轉(zhuǎn)矩就隨著增大，直到轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩再次平衡為止，但這時轉(zhuǎn)速已經(jīng)較原來降低了。來降低了。第第 1919 頁頁3.2.4 直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)的控制磁場控制是指通過調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的勵磁電流改變每極磁通量，從而調(diào)磁場控制是指通過調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的勵磁電流改變每極磁通量，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種控制只適合電動機(jī)基數(shù)以上的控制。當(dāng)電樞電流不節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種控制只適合電動機(jī)基數(shù)以上的控制。當(dāng)

21、電樞電流不變時，具有恒功率調(diào)速特性。磁場控制效率高，但調(diào)速范圍小，一般不超變時，具有恒功率調(diào)速特性。磁場控制效率高，但調(diào)速范圍小，一般不超過過1:3，而且響應(yīng)速度較慢。磁場控制可采用可變電阻器，也可采用可控整，而且響應(yīng)速度較慢。磁場控制可采用可變電阻器，也可采用可控整流電源作為勵磁電源。流電源作為勵磁電源。磁場控制的調(diào)速過程：當(dāng)電壓保持恒定時，減小磁通，由于機(jī)械慣性，磁場控制的調(diào)速過程：當(dāng)電壓保持恒定時，減小磁通，由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，于是反電動勢減小，電樞電流隨之增加。由于電樞轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，于是反電動勢減小，電樞電流隨之增加。由于電樞電流增加的影響超過磁通減小的影響，所以轉(zhuǎn)

22、矩也就增加。如果阻轉(zhuǎn)矩未電流增加的影響超過磁通減小的影響，所以轉(zhuǎn)矩也就增加。如果阻轉(zhuǎn)矩未變，則轉(zhuǎn)速上升。隨著轉(zhuǎn)速的升高，反電動勢增大，電樞電流和轉(zhuǎn)矩也隨變，則轉(zhuǎn)速上升。隨著轉(zhuǎn)速的升高，反電動勢增大，電樞電流和轉(zhuǎn)矩也隨著減小，直到轉(zhuǎn)矩和阻轉(zhuǎn)矩再次平衡為止，但這時轉(zhuǎn)速已經(jīng)較原來升高了。著減小，直到轉(zhuǎn)矩和阻轉(zhuǎn)矩再次平衡為止，但這時轉(zhuǎn)速已經(jīng)較原來升高了。第第 2020 頁頁3.2.4 直流電動機(jī)的控制直流電動機(jī)的控制電電樞樞回回路路串串電電阻阻控控制制是是指指當(dāng)當(dāng)電電動動機(jī)機(jī)的的勵勵磁磁電電流流不不變變時時，通通過過改改變變電電樞樞回回路路電電阻阻來來調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)電電動動機(jī)機(jī)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速。這這種種控控制制

23、方方法法的的機(jī)機(jī)械械特特性性較較軟軟，而而且且電電動動機(jī)機(jī)運(yùn)運(yùn)行行不不穩(wěn)穩(wěn)定定，一一般般很很少少應(yīng)應(yīng)用用。對對于于小小型型串勵電動機(jī)，常采用電樞回路串電阻控制方式。串勵電動機(jī)，常采用電樞回路串電阻控制方式。第第 2121 頁頁3.3 無刷直流電動機(jī)無刷直流電動機(jī)3.3.1 無刷直流電動機(jī)的分類無刷直流電動機(jī)的分類3.3.2 無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)3.3.3 無刷直流電動機(jī)的工作原理無刷直流電動機(jī)的工作原理3.3.4 無刷直流電動機(jī)的控制無刷直流電動機(jī)的控制 第第 2222 頁頁3.3.1 無刷直流電動機(jī)的分類無刷直流電動機(jī)的分類無刷直流電動機(jī)按照工作特性，可以分為

24、具有直流電動機(jī)特性的無刷直無刷直流電動機(jī)按照工作特性，可以分為具有直流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)和具有交流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)。流電動機(jī)和具有交流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)。具有直流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)，反電動勢波形和供電電流波形具有直流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)，反電動勢波形和供電電流波形都是矩形波，所以又稱為矩形波同步電動機(jī)。這類電動機(jī)由直流電源供電，都是矩形波，所以又稱為矩形波同步電動機(jī)。這類電動機(jī)由直流電源供電，借助位置傳感器來檢測主轉(zhuǎn)子的位置，由所檢測出的信號去觸發(fā)相應(yīng)的電借助位置傳感器來檢測主轉(zhuǎn)子的位置，由所檢測出的信號去觸發(fā)相應(yīng)的電子換相線路以實(shí)現(xiàn)無接觸式換相。顯然，

25、這種無刷直流電動機(jī)具有有刷直子換相線路以實(shí)現(xiàn)無接觸式換相。顯然，這種無刷直流電動機(jī)具有有刷直流電動機(jī)的各種運(yùn)行特性。流電動機(jī)的各種運(yùn)行特性。具有交流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)，反電動勢波形和供電電流波形具有交流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)，反電動勢波形和供電電流波形都是正弦波，所以又稱為正弦波同步電動機(jī)。這類電動機(jī)也由直流電源供都是正弦波，所以又稱為正弦波同步電動機(jī)。這類電動機(jī)也由直流電源供電，但通過逆變器將直流電變換成交流電，然后去驅(qū)動一般的同步電動機(jī)。電，但通過逆變器將直流電變換成交流電，然后去驅(qū)動一般的同步電動機(jī)。因此，它們具有同步電動機(jī)的各種運(yùn)行特性。因此，它們具有同步電動機(jī)的各種運(yùn)行特

26、性。第第 2323 頁頁3.3.2 無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)1無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)無刷直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)無刷直流電動機(jī)主要由電動機(jī)本體、電子換相器和轉(zhuǎn)子位置無刷直流電動機(jī)主要由電動機(jī)本體、電子換相器和轉(zhuǎn)子位置傳感器三部分組成。傳感器三部分組成。(1)電動機(jī)本體。無刷直流電動機(jī)的電動機(jī)本體由定子和轉(zhuǎn)電動機(jī)本體。無刷直流電動機(jī)的電動機(jī)本體由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。子兩部分組成。(2)電子換相器。電子換相器是由功率開關(guān)和位置信號處理電子換相器。電子換相器是由功率開關(guān)和位置信號處理電路構(gòu)成，主要用來控制定子各繞組通電的順序和時間。電路構(gòu)成，主要用來控制定子各繞組通電的順序和時間。(

27、3)位置傳感器。位置傳感器在無刷直流電動機(jī)中起著檢測位置傳感器。位置傳感器在無刷直流電動機(jī)中起著檢測轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，為功率開關(guān)電路提供正確的換相信息，轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，為功率開關(guān)電路提供正確的換相信息，即將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)位置信號處理電路即將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)位置信號處理電路處理后控制定子繞組換相。處理后控制定子繞組換相。第第 2424 頁頁3.3.2 無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)實(shí)物圖。無刷直流電動機(jī)實(shí)物圖。第第 2525 頁頁3.3.2 無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)作為電動汽車用電動

28、機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：無刷直流電動機(jī)作為電動汽車用電動機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)外特性好，非常符合電動汽車的負(fù)載特性，尤其是具有外特性好，非常符合電動汽車的負(fù)載特性，尤其是具有低速大轉(zhuǎn)矩特性，能夠提供大的起動轉(zhuǎn)矩，滿足電動汽車的加低速大轉(zhuǎn)矩特性，能夠提供大的起動轉(zhuǎn)矩，滿足電動汽車的加速要求；速要求；(2)可以在低、中、高寬速度范圍內(nèi)運(yùn)行，而有刷電動機(jī)由可以在低、中、高寬速度范圍內(nèi)運(yùn)行，而有刷電動機(jī)由于受機(jī)械換向的影響，只能在中低速下運(yùn)行；于受機(jī)械換向的影響，只能在中低速下運(yùn)行；(3)效率高，尤其是在輕載車況下，仍能保持較高的效率，效率高，尤其是在輕載車況下，仍能保持較高的效率，這對珍貴的電池能量是很

29、重要的；這對珍貴的電池能量是很重要的；(4)過載能力強(qiáng)，比過載能力強(qiáng)，比Y系列電動機(jī)可提高過載能力系列電動機(jī)可提高過載能力2倍以上，倍以上，滿足電動汽車的突起堵轉(zhuǎn)需要；滿足電動汽車的突起堵轉(zhuǎn)需要；第第 2626 頁頁3.3.2 無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)(5)再生制動效果好，因無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子具有很高的永久再生制動效果好，因無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)子具有很高的永久磁場，在汽車下坡或制動時電動機(jī)可完全進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，給磁場，在汽車下坡或制動時電動機(jī)可完全進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，給電池充電，同時起到電制動作用，減輕機(jī)械剎車負(fù)擔(dān)；電池充電，同時起到電制動作用，減輕機(jī)械剎車負(fù)擔(dān)；(6)體積小、

30、重量輕、比功率大，可有效地減輕重量、節(jié)省空體積小、重量輕、比功率大，可有效地減輕重量、節(jié)省空間；間；(7)無機(jī)械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，防止塵土進(jìn)入電動機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，防止塵土進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部，可靠性高；內(nèi)部，可靠性高；(8)控制系統(tǒng)比異步電動機(jī)簡單?？刂葡到y(tǒng)比異步電動機(jī)簡單。缺點(diǎn)是電動機(jī)本身比交流電動機(jī)復(fù)雜，控制器比有刷直流電缺點(diǎn)是電動機(jī)本身比交流電動機(jī)復(fù)雜，控制器比有刷直流電動機(jī)復(fù)雜。動機(jī)復(fù)雜。第第 2727 頁頁3.3.3 無刷直流電動機(jī)的工作原理無刷直流電動機(jī)的工作原理無無刷刷直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的工工作作原原理理與與有有刷刷直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的工工作作原原理理

31、基基本本相相同同。它它是是利利用用電電動動機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子位位置置傳傳感感器器輸輸出出信信號號控控制制電電子子換換向向線線路路去去驅(qū)驅(qū)動動逆逆變變器器的的功功率率開開關(guān)關(guān)器器件件，使使電電樞樞繞繞組組依依次次饋饋電電，從從而而在在定定子子上上產(chǎn)產(chǎn)生生跳跳躍躍式式的的旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁磁場場，拖拖動動電電動動機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。同同時時，隨隨著著電電動動機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子位位置置傳傳感感器器又又不不斷斷送送出出位位置置信信號號，以以不不斷斷的的改改變變電電樞樞繞繞組組的的通通電電狀狀態(tài)態(tài)，使使得得在在某某一一磁極下導(dǎo)體中的電流方向保持不變，這樣電動機(jī)就旋轉(zhuǎn)起來了。磁極下導(dǎo)體中的電流方向保持

32、不變，這樣電動機(jī)就旋轉(zhuǎn)起來了。第第 2828 頁頁3.3.4 無刷直流電動機(jī)的控制無刷直流電動機(jī)的控制按照獲取轉(zhuǎn)子位置信息的方法劃分，無刷直流電動機(jī)的控制按照獲取轉(zhuǎn)子位置信息的方法劃分，無刷直流電動機(jī)的控制方法可以分為有位置傳感器控制和無位置傳感器控制兩種。方法可以分為有位置傳感器控制和無位置傳感器控制兩種。有位置傳感器控制方法是指在無刷直流電動機(jī)定子上安裝位有位置傳感器控制方法是指在無刷直流電動機(jī)定子上安裝位置傳感器來檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中的位置，將轉(zhuǎn)子磁極的位置信置傳感器來檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中的位置，將轉(zhuǎn)子磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號，為電子換相電路提供正確的換相信息，以此號轉(zhuǎn)換成電信號，為電子換

33、相電路提供正確的換相信息，以此控制電子換相電路中的功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，保證電動機(jī)各控制電子換相電路中的功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，保證電動機(jī)各相按順序?qū)ǎ诳臻g形成跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子相按順序?qū)ǎ诳臻g形成跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。無刷直流電動機(jī)中常用的位置傳感器有霍爾連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。無刷直流電動機(jī)中常用的位置傳感器有霍爾元件位置傳感器、磁敏晶體管位置傳感器、光電式位置傳感器元件位置傳感器、磁敏晶體管位置傳感器、光電式位置傳感器等。等。第第 2929 頁頁3.3.4 無刷直流電動機(jī)的控制無刷直流電動機(jī)的控制無無刷刷直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的無無位位置置傳傳感感器器控控制制，無無需需安安裝裝傳傳感感器器，使使用用場場合合廣廣，相相對對于于有有位位置置傳傳感感器器方方法法有有較較大大的的優(yōu)優(yōu)勢勢，因因此此，無無刷刷直直流流電電動動機(jī)機(jī)的的無無位位置置傳傳感感器器控控