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电动汽车电机材料

发布时间:2020-12-01 17:42:31

1、现在电动车电机一般分几种?怎么区分是什么电机

有刷直流电机型:采用永磁有刷直流电机,这种电机优点是控制系统简单,成本低,过载能力强,但需要换向器和电刷,存在着机械磨损,影响了有刷电机的效率。

无刷直流电机型:采用科技含量较高的永磁无刷直流电机,由于无须电刷,没转动齿轮,不存在电刷的机械磨损。因此,他无干扰、寿命长、效率高、运行可靠、维护简单。与有刷电机相比,不足之处是控制系统复杂、成本较高,虽然如此,但将是直流驱动电机的发展趋势。

(1)电动汽车电机材料扩展资料:

用于电动汽车的驱动电机与常规的工业电机不同。电动汽车的驱动电机通常要求频繁的启动/停车、加速/减速,低速或爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并要求变速范围大。

而工业电机通常优化在额定的工作点。因此,电动汽车驱动电机比较独特,应单独归为一类。

对无刷电机而言,根据电机是否具有位置传感器,又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。对于无位置传感器的无刷电机,必须要先将车用脚蹬起来,等电机具有一定的旋转速度以后,控制器才能识别到无刷电机的相位,然后控制器才能对电机供电。

由于无位置传感器无刷电机不能实现零速度启动,所以在2000年以后生产的电动车上用得较少。电动车行业内使用的无刷电机,普遍采用有位置传感器无刷电机。旋转180°,线圈不动,霍耳元件感应到S极磁场,此时P1与R2截止,P2与R1导通,可以看到电流i’从电池正极经过R1、线圈、P2流到电池负极。

通电线圈中的A点的电流i’方向是指向接线头的方向(矢量方向与i’矢量方向相反),磁钢受到线圈的反作用力,一样产生向逆时针方向的旋转力矩。电动车用无刷电机的磁钢数量比较多,线圈一般有3组,每组线圈都有相应的霍耳元件(3相线圈有3个霍耳元件),这样电机旋转时就更平稳,效率更高。

当磁钢旋转时,霍耳元件感应到磁场方向变化后给出相应控制信号,无刷控制器根据此信号控制着上3路与下3路功率管的导通与截止。

参考资料:电动车电机-网络

2、新能源汽车电机用的扁铜线分为几种?

作为电动汽车三大件中的动力系统,电机在电动汽车中的地位无疑是举足轻重的,它的表现还直接决定了电动汽车的性能,所以对于驱动电机的选择就显得尤为重要。目前市面上比较流行的电动汽车电机主要有三类,一是无刷直流电动机,二是交流异步电动机,三是永磁同步电动机等等。根据电动机的驱动原理,下面新能君为大家介绍一下常见的四种驱动电机。

一、曾经的主流:直流电动机


法拉第及其发明的直流电机

凭借着控制装置简单、成本较低等特点,在电动汽车发展早期,直流电动机成为了很多电动车制造厂的首选方案。但同时直流电动机的本身的缺点也非常突出,首先电刷和机械换向器等组成了其自身较为复杂的机械结构,同时还制约了它的过载能力和电机转速。


而且在长时间高速大负荷下运行时,换向器表面还会有火花的情况出现,以上这些因素都会影响到整车性能。随着碳刷的磨损,如果不及时进行保养维护,电动机的可靠性和寿命都会有所降低,目前的电动汽车已经将直流电机基本淘汰。

二、忧喜参半:交流异步电动机


特斯拉及其发明的感应电机

交流异步电机是当今工业中主流电机之一,它也叫感应电机,它同样拥有结构简单,耐用可靠,维修方便等优点。说起感应电机就必须提到其发明者特斯拉,一般其定子铁心上埋有三相交流绕组,转子由铁心和短接的笼型绕组组成,当定子绕组中通以三相交流电时,将产生一合成的空间同步旋转磁场,切割转子绕组,从而在转子笼型绕组中生成电流,该电流又会受到磁场的作用而产生电磁力,驱动转子旋转。因为其定、转子之间没有相互接触的机械部件,所以结构上较为简单,加上免去了磨损部件,运行也更加可靠。与直流电动机相比,交流异步电机的功率更高,质量还轻了二分之一左右。


但在高转情况下电机的转子会出现发热严重等问题,为了保证电机的冷却,异步电机还需要配备冷却系统,这也导致了成本偏高。另外运行时还需要变频器提供额外的无功功率来建立磁场,故与稀土永磁电机和开关磁阻电机相比,异步电机的效率和功率密度偏低。所以,目前新款的特斯拉Model 3已经改用永磁同步电机作为驱动电机了。

 三、综合性能优异:永磁同步电机


按电动机定子绕组的电流波形的不同,可分无刷直流电机和永磁同步电机两种类型,这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。

相比于交流异步电机的控制系统,永磁式电动机的控制系统更加简单。但是由于受限于永磁材料的限制,在高温、震动和过流等极端条件下,转子永磁体会产生退磁现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏,加上永磁材料高价和稀土资源的紧缺,导致了整个电机及其控制系统成本较高。

四、未来发展的大方向:开关磁阻电机


相比于其它类型的驱动电机, 开关磁阻电机是一种新型电机,其只有在定子侧装有简单的集中绕组,转子上并没有绕组,所以结构相对较为简单。定子和转子均为硅钢片叠压而成的双凸极结构,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、易于维修等优点,很适合作为电动汽车的驱动电机使用。


开关磁阻电机的缺点在于有转矩波动大、需要位置检测器,控制系统复杂,对直流电源会产生很大的脉冲电流等缺点。其次开关磁阻电动机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声等问题。

总结:中国是世界上稀土永磁材料储量最具丰富的国家,而对于体积相对较小的新能源乘用车来说,目前国内大多数车企还是采用功耗较低、制造成本较高的永磁同步电机为主。而其中具备自主研发电机能力的仅有北汽新能源、比亚迪汽车、蔚来汽车三家,不少企业只能依赖供应商模式。不过随着新能源车爆发式的增长,市场对于新型的具有高性能、安全可靠、低成本的电机产品的需求将不断增长,未来具备电机自研能力的企业将会越来越多,让我们拭目以待一下吧。

3、电动汽车电机的原理是什么?

电动汽车电机是指以车载电源为动力,电动汽车电机用电机驱动车轮行驶,电动汽车电机符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动汽车电机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前,电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。[

4、电动汽车的电动机用得材料是什么?

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5、什么样的电机是电动车通用的电机

永磁直流电机。

电机根据其使用环境与使用频率的不同,形式也不同。不同形式的版电机其权特点也不一样。电动车电机普遍采用永磁直流电机。

电动车电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类;按照电机总成的机械结构来分,一般分为“有齿”(电机转速高,需要经过齿轮减速)和“无齿”(电机扭矩输出不经过任何减速)两大类。

(5)电动汽车电机材料扩展资料:

电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成。

其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

6、现在的电动汽车都采用什么类型的电动机?

电动国汽车的主要成本在电池、充电机、电机和控制器,以快速充电的电池和充电网络之保障,减少电池车载量,以组合电机和磁力驱动器来替代主电机和电子调速控制器,机械变速箱和离合器,以降低成本,用自主知识产权的驱动技术来取代汽车电子控制技术,免得日后受制于外国专利。

国内中低档轿车价格日趋下降,2004年10月份国内奥托和吉利竞争推出极低价轿车,3万元/辆以内,相比这下:电动汽车目前成本仍高居不下,究其原因是:电动汽车目前尚处于研发阶段,样车和试运行阶段,根本无批量可言,这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的,这是现实,也是可以理解的。
同时目前各式电动汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的,即将发动机、油箱等系统全数拆下,然后装上电动机,电池等相关配套设备就形成电动汽车,而混合动力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统,形成了油、电混合驱动系统。那么,电动汽车成本主要就在电池、充电机、驱动电机、控制器和电源转换设备等产品组成,约占到整车造价成本50—60%。
目前以纯电动汽车为例,电池有采用铅酸电池、镍氢电池、锂电池,电源有的采用直流电源、驱动直流电机,有的将车载直流电源经逆变器转换成交流电三相380V,供给三相异步电机,采用变频设备来调速。
电池品种不同和储电量不同,其总体造价差异很大,另外电动汽车之储电量加大多少,使成本成倍增长,如锂电池装备轿车,如续行里程300km,电池成本约4万元以上,500km以上续行里程,电池成本为8万元以上,这种研发思路是白天行驶晚上充电,为了使续行里程不亚于燃油汽车,就构成了电池成本的居高不下。
电动汽车驱动电机不同,其成本也差异甚大,若采用直流有刷电机,车载电源可直接供给电机,使用这种电机采用晶闸管式控制器斩波方式调速。目前电动汽车用直流有刷电机已经能满足电动汽车使用要求,但由于产量有限成本很高,品种规格不多,选择余地较小,晶闸管控制器原采用外国公司如意大利和美国产品,现在可以国产化,成本较高,同时关键元器件均采用外国公司生产和控制。
若用直流无刷电机,其必须与控制器一体制成,成本更高。以调电源脉冲宽度来调电机转速,优点是体积小,重量轻。电机能国产化,控制器的关键元器件均由国外公司生产,成本降下来可能性不大,且目前这种电机与电动汽车一样属研发阶段,形不成批量,成本高就在情理之中。
若用交流异步电机作为电动汽车驱动电机,其优点:体积小、重量轻,国产质量不差,由于车载电源系直流电,需将电源经逆变器转换成交流电,汽车电机电压380V左右,功率在几十kw不等,其逆变器功率不小,成本也不会低到哪里去,交流电机调速由变频方式调速,交流异步电机采用变频变压控制(VVVF)和磁场定向控制(FOC)也称矩量控制或解耦控制、变极控制。变频控制器国产、进口都有,但关键元器件均为进口,因此,要降低成本也不太可能。
至于正在研发中的磁阻电机,也要由电子控制器来控制调速,其成本情况与上述相同。开关磁阻电机采用模糊滑模控制(FSMC)方法来控制电机和调速,它若没有这种电子控制设备,电机就不能工作。
电动机的转速越高则电枢绕且切割磁场越快,产生的反电势越高。反而限制了电流,使转矩降低,低转速下却可输出较大转矩。因此在阻力较大的路面或走上坡路时,由于转矩较大,所以要消耗较大的电流,换句话说,电动机在低速运动,电动车在慢速行驶时,电流输出并不小,只是电压降低了。
电动机要调速度,就得通过改变电压来实现,这是电动机调速的理论基础。而将车载电源之电压降低至电机调速之低电压,将有限的电源消耗在频繁的调速中,是一种浪费。
电机最高效率在额定转速那里,往下调速就效率低,转速越低效率越低。而为了提高车载电源的利用率,应该希望电机的效率越高越好。
电动汽车驱动电机,要求启动、爬坡时高转矩,高速行驶时要求低转矩,要求变速范围大。直流有刷电机、直流永磁无刷电机、交流异步电机、磁阻电机是目前电动汽车驱动电机的主流技术和首选机型,它们有一个不可避开的设备,电子控制设备和微机控制技术,这个构成了电动汽车成本的主要部份之一和技术障碍,目前核心技术掌握在外国人手中,我们要就得向他们购买,将来中国各种电动汽车推开形成产业,或有朝一日中国能出口电动汽车时,国外控制器核心技术拥有者会象彩电、DVD一样,来收专利费,这是后话,但这种可能并非天方夜谭。
若要降低电动汽车总成本,只能在电池、充电器、电机、控制器产品方面作文章。要用技术创新的思路来改变这一局面,发明出一种新的电机驱动,变速机构系统和电池充电模式,走自己特色的路。
如果在电动汽车上电池装的少,在确保电机正常运作,同时在各种路况运行条件下,不损害电池寿命的前提下,以一次充电续行里程200km左右,也即所载电池供电机,整车工作2—3小时,然后在快速充电机上补充电源,这就要求电池能以1C以上或2C--3C电流充电。另外电动车应在一个城市一个区域行驶,在它们的行驶范围内有公用充电站,在极短时间内如10分种、15分钟将电池组充至80%--90%,能行使100km--150km。电动汽车本身配有车载充电器,回家在车库里慢充电,车载电池装得少,整车质量就小,能有效增加载荷,造价也低。
电动机应采用直流有刷电机,稍作改进后直接驱动,不用逆变电源,削去这一块成本,电机调速问题不采用暂波,调脉,调频率的通常做法,改用调内燃机油门的原理,车用驱动电机之功率,分解成若干个小功率电机,组成一个组合电机,该组合内的各个电机功率相等或功率大小不一,在启动、加速、轻载、重载、爬坡、怠速时分别启动或关闭其中几个电机,使之工作或停机。即驾驶员根据电动汽车实际运行状况来调节电机工作的数量和总功率,而工作的电机始终以额定转速恒定输出转速和扭矩,而不必对其进行调速,这样就不再用电子控制器和调速器。
多电机驱动能减小整车主电机的电流和额定值功率,减小单个电机驱动时所需大电流对车载电池的冲击,这点对已使用较长时间寿命的电池和车载电池组内所储电量不多时的电池情况犹为重要和关键,能延长电池使用寿命。
目前在研制的电动汽车,其驱动机构中,有的仍保留原汽车中的机械变速器和离合器,这主要是电动机调速控制的不是很理想所致,因而保留了它。应取消原机械变速箱和离合器,采用磁性驱动器,来无极变速,通过调节主动和从动器件的间距,就能达到变速箱离合器的作用,与组合电机二者配合,就成了一个有机整体的电机驱动系统。磁力驱动器调速可和单个大电机进行匹配也可与组合电机之几个小功率电机进行匹配,在这种匹配中,电机始终以额定转速在工作,由于磁力驱动器的调节,电动车的车速快、慢有变化,这时电机的负载,转矩就跟着变化,即整车需要大的转矩,电机或电机组就输出大转矩,反之就输出小转矩,电机的转矩变化随整车之需要而变化,电机的功耗也随之变化,这样就做到整车需多少转矩,电机就输出多少转矩,就耗多少电,既节能又不必通过复杂的电机控制系统。电机运行时,转速越高,转矩越小,转速越低,转矩越大,这就是载重负载大,或爬坡时要降低转速加大转矩,而和电动机正好达到了统一。中国稀土永磁材料在世界上 居优势地位,应着力开发应用,而用直流稀土永磁有刷电机与磁力驱动器,就完全利用稀土永磁材料,完全具有中国自主知识产权,整个成本也大大低于“电机、控制器、机械变速箱、离合器”的总成本。而且将来也不受制于外国公司。
电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车,它们都以电动机来驱动行驶的,若组合电机和磁力驱动器能应用到这些车上,对这种车型的总成本会降低很多,这样就容易为市场所接受,与内燃机汽车相比,更具竞争力。因此组合电机和磁力驱动器的研发,将对电动汽车研发,产业化起到推动作用,具积极意义。
如果用价格甚低的汽车如奥托、吉利,3万元/辆,撤除发动机、离合器、变速箱、油箱、供油系统等,那么扣去这一块成本约5000—6000元左右,那么整车成本约2.5万元/辆左右,然后配上电池组,车载充电机、电机、磁力驱动器等,其总成本在3万—3.5万元套,那么经济型家用或出租用电动轿车,其成本在6—7万元左右是可以实现的。这种轿车是有竞争力的,而且电费经测算约10元/100km,每100km耗电18kw/h左右。一般普通轿车每百公里耗油为8升/100km,按2004年10月份油价3.63元/升计,约30元/100kw的耗油费。前者是后者的1/3,如果2005年实施燃油税,那么油耗用将进一步增加,而电动汽车目前应属扶持对象,而且电费2005年变化不会太大,其耗电费也不会增加,两者相较,电动汽车在运行费用方面是有竞争力的。

电动汽车驱动电机性能比较

摘要:驱动电机系统是电动汽车的关键技术之一。本文对电动汽车的几种典型驱动系统进行了定性分析,对它们的性能进行了比较,指出了它们各自的优缺点。

关键词:电动汽车;驱动电机;分析;性能比较

人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种低排放和有效利用资源的交通工具,使用电动汽车无疑是一种很有希望的方案。

现代电动汽车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。电动汽车的电机驱动系统一般由4个主要部分组成,即控制器。功率变换器、电动机及传感器。目前电动汽车中使用的电动机一般有直流电动机、感应电动机、开关磁阻电动机以及永磁无刷电动机等。

1 电动汽车对电动机的基本要求

电动汽车的运行,与一般的工业应用不同,非常复杂。因此,对驱动系统的要求是很高的。

1.1 电动汽车用电动机应具有瞬时功率大,过载能力强、过载系数应为3~4),加速性能好,使用寿命长的特点。

1.2 电动汽车用电动机应具有宽广的调速范围,包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区,要求低速运行时具有大转矩,以满足起动和爬坡的要求;在恒功率区,要求低转矩时具有高的速度,以满足汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求。

1.3 电动汽车用电动机应能够在汽车减速时实现再生制动,将能量回收并反馈回蓄电池,使得电动汽车具有最佳能量的利用率,这在内燃机汽车上是不能实现的。

1.4 电动汽车用电动机应在整个运行范围内,具有高的效率,以提高1次充电的续驶里程。

另外还要求电动汽车用电动机可靠性好,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单适应大批量生产,运行时噪声低,使用维修方便,价格便宜等[1-2]。

2 电动汽车用电动机的种类和控制方法

2.1 直流电动机

有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。具有交流电机不可比拟的优良控制特性。在早期开发的电动汽车上多采用直流电动机,即使到现在,还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱动。但由于存在电刷和机械换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,而且如果长时间运行,势必要经常维护和更换电刷和换向器。另外,由于损耗存在于转子上,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机存在以上缺陷,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机[3]。

2.2 交流三相感应电动机

2.2.1 交流三相感应电动机的基本性能

交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,转速达到12000~15000r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高。对环境的适应性好,井能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量减轻一半左右,价格便宜,维修方便。

2.2.2 交流感应电动机的控制系统

由于交流三相感应电动机不能直接使用蓄电池供给的直流电,另外交流三相感应电动机具有非线性输出特性。因此,在采用交流三相感应电动机的电动汽车上,需要应用逆变器中的功率半导体器件,将直流电变为频卒和幅值都可以调节的交流电来实现对交流三相电动机的控制。主要有v/f控制法、转差频率控制法。

用矢量控制法,对交流三相感应电动机的励磁绕组交流电的频率和输入交流三相感应电动机的端调控制,控制交流三相感应电动机旋转磁场的磁通量和转矩,实现改变交流三相感应电动机转速和输出转矩,来满足负载变化特性的要求,并能够获得最高效率,从而使得交流三相感应电动机能够在电动汽车上得到广泛应用。

2.2.3 交流三相感应电动机的不足

交流三相感应电动机的耗电量较大,转子容易发热,在高速运转时需要保证对交流三相感应电动机的冷却,否则会损坏电动机。交流三相感应电动机的功率因数较低,使得变频变压装置的输入功率因数也较低,因此需要采用大容量的变频变压装置。交流三相感应电动机的控制系统的造价远远高于交流三相感应电动机本身,增加了电动汽车的成本[2-4]。另外,交流三相感应电动机的调速性也较差。

2.3 永磁无刷直流电动机

2.3.1永磁无刷直流电动机的基本性能

永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易,因此,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中有着很好的应用前景。

2.3.2 永磁无刷直流电动机的控制系统

典型的永磁无刷直流电动机是一种准解耦矢量控制系统,由于永磁体只能产生固定幅值磁场,因而永磁无刷直流电动机系统非常适合于运行在恒转矩区域,一般采用电流滞环控制或电流反馈型SPWM法来完成。为进一步扩充转速,永磁无刷直流电动机也可以采用弱磁控制。弱磁控制的实质是使相电流相位角超前,提供直轴去磁磁势来削弱定子绕组中的磁链。

2.3.3 永磁无刷直流电动机的不足

永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永磁无刷直流电动机的功率范围较小,最大功率仅几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降或发生退磁现象,将降低永磁电动机的性能,严重时还会损坏电动机,在使用中必须严格控制,使其不发生过载。永磁无刷直流电动机在恒功率模式下,操纵复杂,需要一套复杂的控制系统,从而使得永磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高[5-10]。

2.4 开关磁阻电动机

2.4.1 开关磁阻电动机的基本性能

开关磁阻电动机是一种新型电动机,该系统具有很多明显的特点:它的结构比其它任何一种电动机都要简单,在电动机的转子上没有滑环、绕组和永磁体等,只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线,维护修理容易。因而可靠性好,转速可达15000 r/min。效率可达85%~93%呢,比交流感应电动机要高。损耗主要在定子,电机易于冷却;转子元永磁体,调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩一速度特性,而且在很广的范围内保持高效率。更加适合电动汽车动力性能要求。

2.2.4 开关磁阻电动机的控制系统

开关磁阻电动机具有高度的非线性特性,因此,它的驱动系统较为复杂。它的控制系统包括功率变换器。

a. 功率变换器

开关磁阻电动机的励磁绕组,无论通过正向电流或反向电流,其转矩方向不变,期换向,每相只需要一个容量较小的功率开关管,功率变换器电路较简单,不会出现直通故障,可靠性好,易于实现系统的软启动和四象限运行,具有较强的再生制动能力。成本比交流三相感应电动机的逆变器控制系统要低。

b.控制器

控制器由微处理器、数字逻辑电路等元件组成。微处理器根据驾驶员输入的命令,同时对位置检测器、电流检测器所反馈的电动机转子位置,进行分析、处理,并在瞬间做出决策,发出一系列执行命令,来控制开关磁阻电动机适应电动汽车不同条件下运行。控制器性能好坏和调节的灵活性,取决于微处理器的软件和硬件的性能配合关系。

c.位置检测器

开关磁阻电动机需要高精度的位置检测器,来为控制系统提供电动机转子的位置、转速和电流的变化信号,并要求有较高的开关频率以降低开关磁阻电动机的噪声。

2.4.3 开关磁阻电动机的不足

开关磁阻电动机的控制系统比其他电动机的控制系统复杂一些,位置检测器是开关磁阻电动机的关键器件,其性能对开关磁阻电动机的控制操作有重要影响。由于开关磁阻电动机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声是开关磁阻电动机最主要的缺点。但近年来的研究表明,采用合理的设计、制造和控制技术,开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好的抑制。另外,由于开关磁阻电动机输出转矩波动较大,功率变换器的直流电流波动也较大,所以在直流母线上需要装置一个很大的滤波电容器[2,11-13]

3 电动汽车采用的备种驱动电动机性能比较

电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动是采用了控制性能最好和成本较低的直流电动机。随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电动机。永磁元刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,在电动汽车上,这些电动机逐步取代了直流电动机。表1为现代电动汽车所采用的各种电动机的基本性能比较。目前交动机、永磁电动机和开关磁阻电动机以及它们的控制装置,成本还比较高,形成批量生产以后,这些电动机和单元控制装置的价格会迅速降低,将能够满足经济效益的要求,并使电动汽车整车价格降低[2]。

7、电动汽车用哪种电机最好

1、开关磁阻电机与异步电机比较,要在节能变频的场合下比较,在都需要变频驱动的情况下,开关磁阻电机秒杀异步电机,特别是满载、过载启动,异步电机就等烧机吧。

2、开关磁阻电机与永磁电机比较,要在大功率的情况下比较,永磁电机成本要贵30%至40%,永磁电机适合做3KW以下的伺服,国内用来做电动汽车那是在可以骗补贴和装逼的情况下适用。
3、转矩脉动是世界性难题,所有电机都有,开关磁阻电机转矩脉动最差,开关磁阻电机转矩脉动主要与电机有关,具体与什么有关,没有人会告诉你,因为这是技术秘密。电控国内与国外都已成熟,但国内与国外有差距,所以国外有成熟的应用,开关磁阻电机属于最新的电机技术,不会那么快进入国内,因为国内主要工业精神是仿造。做这一行的应该知道,德国那个破壁机电机,已在祖国的大江南北被无数次拆解仿造。
4、功率密度、效率不是开关磁阻电机的问题,开关磁阻电机的问题是转矩脉动,记住是转矩脉动。如果你还停留在看论文找答案,你还是初级水平,不等到开关磁阻电机成熟那天,你永远不会知道答案。
5、稀土、永磁电机、电动汽车、国防资源,这些利害关系,不作说明,留给大家好好研究。

8、电动汽车电动机的工作原理

1、什么叫电机?
答:电机是将电池电能转换成机械能,驱动电动车车轮旋转的部件。
2、什么是定子?
答:有刷或无刷电机工作时不转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫定子,此种电机可以叫内定子电机。
3、什么是转子?
答:有刷或无刷电机工作时转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫转子,此种电机可以叫外转子电机。
4、什么叫碳刷?
答:有刷电机里面顶在换相器表面,电机转动的时候,将电能通过换相器输送给线圈,由于其主要成分是碳,称为碳刷,它是易磨损的。应定期维护更换,并清理积碳。
5、什么是刷握?
答:在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。
6、什么是换相器?
答:有刷电机里面,具有相互绝缘的条状金属表面,随电机转子转动时,条状金属交替接触电刷的正负极,实现电机线圈电流方向的正负交替变化,完成有刷电机线圈的换相。
7、什么是相序?
答:无刷电机线圈的排列顺序。
8、什么是磁钢?
答:一般用于称呼高磁场强度的磁性材料,电动车电机都采用钕铁硼稀土磁钢。
9、什么是有刷电机?
答:电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转,线圈电流方向的交替变化是*随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别,从名字上可以看出有刷电机有碳刷,无刷电机没有碳刷。
10、什么是无刷电机?
答:由控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机里面线圈电流方向的交替变化,无刷电机的转子和定子之间没有电刷和换相器。
11、电机如何实现换相?
答:无刷或有刷电机在转动时,电机里面线圈的通电方向需要交替变换,从而达到电机能连续转动。有刷电机的换相*换相器和电刷共同完成,无刷电机*控制器来完成。
12、什么是缺相?
答:无刷电机或无刷控制器的三相电路中,有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍耳缺相。表现为电机抖动不能工作,或转动无力且噪音大。控制器在缺相状态下工作是很容易烧毁的。
13、电机常见的种类有哪几种?
答:常见的电机有:有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、侧挂电机等。
14、从电机的种类上怎么区分是高低速电机?
答:A有刷有齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机属于高速电机;
B有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机属于低速电机。
15、电机的效率是怎么定义的?
答:电机的效率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。用字母“り”表示。
16、无刷电机是如何分类的?
答:从相角上可分为两个大类,即分为60°和120°相位角的无刷电机;按速度分,可分为高速无刷电机和低速无刷电机;按电机是否具有位置传感器来分,又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。
17、什么是无位置传感器无刷电机?
答:对于无位置传感器无刷电机必须要先经将车用脚蹬起来,使电机具有一定的旋转速度以后,控制器才能识别到无刷电机的相位,之后控制器才能对电机供电。因其不能实现零速启动,所以用的很少。但其因为没有传感器,所有少了一个故障点,而且其成本更低。
18、无刷电机霍耳的耗电量大致范围是多少?
答:无刷电机霍耳的耗电量大致范围是6mA-20mA不等。
19、无刷电机霍耳的电压范围是多少?
答:无刷电机霍耳的电压范围一般是在3-24V。
20、一般电机在多高的温度下能够正常工作?电机最多能够承受多高的温度?
答:如果测量电机盖的温度超过环境温度25度以上时,表明电机的温升已经超出了正常范围,一般电机的温升应该在20度以下。一般电机线圈是由漆包线绕制而成,而漆包线在温度高于150度左右时其漆膜会因为温度过高而脱落,造成线圈短路。当线圈温度在150度以上时电机外壳所表现出的温度在100度左右,所以如果以其外壳温度为依据则电机所承受的最高温度为100度左右。
21、电机的温升应在20℃以下,即电机端盖的温度超过环境温度应小于20℃,但电机发热超过20℃的原因是什么?
答:电机发热的直接原因是由于电流大引起的。一般可能是线圈短路或开路、磁钢退磁中电机效率低等造成,正常情况则是电机长时间大电流运转。
22、怎样测量无刷电机的相角?
答:接通控制器电源,由控制器给霍耳元件供电,就可以检测到无刷电机的相角了。方法如下:用万用表的+20V直流电压档,并将红表笔接+5V线,黑表笔分别测量三个引线的高低电压(这里的红黑表笔的用法上有一个技巧),按60°及120°电机的换相表对照即可。
23、如果60°的无刷控制器用在120°无刷电机上会有什么状况?反之又如何?
答:都会导致缺相的现象,不能正常运转;但天津松正研制的一种智能型无刷控制器能够自动识别60°电机或120°电机,从而可以兼容适配二种电机,使得维修更换更加容易。
24、有刷高速电机和有刷低速电机有什么直观上的区别?
答:A.高速电机有超越离合器(象飞轮一样的功能),往一个方向转轻松,往另一方向转费力;低速电机双向转都一样轻松。
B.高速电机的车转动时噪音较大,低速电机转动噪音较小。有经验的人很容易凭耳朵识别。
25、电机的起动电流是怎样定义的?
答:一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2~5倍,这也是为什么在对控制器上做限流保护的一个重要原因。
26、市场上销售的电机转速为什么越来越高及有何影响?
答:A.供应商方面提速可以降低成本,同样是低速电机,速度高了线圈的匝数少了、也省了硅钢片、磁钢数目也少了,购买者认为速度高就好。
B.额定速度工作时,其效率不变,但在低速区时效率明显低了,也就是启动无力。
C.效率低,需要用大电流启动,骑行电流也大,对控制器的限流要求大,对电池也不好。
27、出现电机异常发热怎么维修?
答:维修处理的方法一般为更换电机,或进行维护保养。
28、电机的空载电流大于参考表极限数据时表明电机出现了故障,产生的原因有哪些?怎么维修?
答:电机内部机械摩擦大;线圈局部短路;磁钢退磁;直流电机换相器积碳。维修处理的方法一般为更换电机,或更换碳刷,清理积碳。
29.各种电机的无故障最大极限空载电流是多少?
电机形式额定电压24V时额定电压36V时
侧挂电机2.2A1.8A
高速有刷电机1.7A1.0A
低速有刷电机1.0A0.6A
高速无刷电机1.7A0.6A
低速无刷电机1.0A0.6A
30、人力骑行时感觉速度慢、滞重感强
(1)前刹车或抱闸(涨闸)与转动部位磨擦→调整前后刹车与转动部件间隙,既要使转动灵活,又要保证刹车制动性能良好。
(2)链条过紧→调整后轮轴前后位置
(3)前后轴档及中轴部件并帽过紧或部件磨损→松动紧固件,或更换磨损的部件。
(4)前后轮胎充气不足→轮胎充气至足。
31、电池充足但负载情况下两只红灯就熄
(1)充电器输出电压偏低→按充电器维修方法排除故障。
(2)电池充电时间短→重新充电延长充电时间。
(3)电池组或其中单只容量下降→按电池箱维修方法排除故障。
(4)电极损坏或接触不良→更换电极。
32、在行驶中有停驶、时快时慢、无力等感觉
(1)七芯连接接触不良→换七芯线。
(2)霍尔断电刹把接触不良→换霍尔断电刹把。
33、电池充足,显示灯全亮,但负载轮毂转动无力
(1)齿轮磨损打滑→更换齿轮。
(2)轮毂电机绕组部分短路→更换电机。
(3)自行车装配问题或部件磨损→更换减振橡皮。
34、电力驱动有不规则的停转
(1)控制器与电动轮毂接插件松脱或导电不良→重新插紧接插件或更换插件。
(2)轮毂电机炭刷与转子接触不良→按轮毂维修方法排除故障。
35、电力驱动噪音响
(1)轮毂齿轮缺油→打开轮毂,涂上齿轮油脂。
(2)齿轮缺损→更换齿轮。
(3)齿轮外壳轴承损坏→更换轴承。
拆卸电机之前应首先拔开电机与控制器的引线,此时一定要记录下电机引线颜色与控制器引线颜色的一一对应关系。
打开电机端盖之前应清洁作场地,以防止杂物被吸在电机内的磁钢上。做好端盖与轮毂相对位置的标记。注意:一定要对角松动螺钉,以免电机外壳变形。

9、电动汽车驱动电机类型

1直流电动机
在电动汽车发展的早期,大部分的电动汽车都采用直流电动机作为驱动电机,这类电机技术较为成熟,有着控制方式容易,调速优良的特点,曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。但是由于直流电动机有着复杂的机械结构。
2交流异步电动机
交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机,其特点是定、转子由硅钢片叠压而成,两端用铝盖封装,定、转子之间没有相互接触的机械部件,结构简单,运行可靠耐用,维修方便。交流异步电机与同功率的直流电动机相比效率更高,质量约轻了二分之一左右。如果采用矢量控制的控制方式,可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势,交流异步机是目前大功率电动汽车上应用最广的电机。
3永磁式电动机
永磁式电动机根据定子绕组的电流波形的不同可分为两种类型,一种是无刷直流电机,它具有矩形脉冲波电流;另一种是永磁同步电机,它具有正弦波电流。这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。
永磁式电动机的控制系统相比于交流异步电机的控制系统来说更加简单。但是由于受到永磁材料工艺的限制,使得永磁式电动机的功率范围较小,一般最大功率只有几十千万,这是永磁电机最大的缺点。同时,转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下,会产生磁性衰退的现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏。而且永磁材料价格较高,因此整个电机及其控制系统成本较高。
4开关磁阻电机
开关磁阻电机作为一种新型电机,相比其他类型的驱动电机而言,开关磁阻电机的结构最为简单,定、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构,转子上没有绕组,定子装有简单的集中绕组,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等诸多优点。而且它具有直流调速系统的可控性好的优良特性,同时适用于恶劣环境,非常适合作为电动汽车的驱动电机使用


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