第3章電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)(文件)
【正文】 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 永磁電動機的分類方法很多，根據(jù)輸入電動機接線端的波形可分為永磁直流電動機和永磁交流電動機。 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的結(jié)構(gòu) ? 三相永磁同步電動機具有定子三相分布的繞組和永磁轉(zhuǎn)子，在磁路結(jié)構(gòu)和繞組分布上保證反電動勢波形為正弦波，為了進行磁場定向控制，輸入到定子的電壓和電流也為正弦波。內(nèi)置式永磁同步電動機轉(zhuǎn)子由于內(nèi)部嵌入永磁體，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子機械結(jié)構(gòu)上的凸極特性。 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的性能特點 ? 永磁同步電動機的功率因數(shù)大、效率高、功率密度大，是一種比較理想的驅(qū)動電動機。永磁同步電動機的低速效率較低，如何通過設(shè)計降低低速損耗，減小低速額定電流是目前研究的主要方向之一。 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的驅(qū)動特性 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的控制 ? 永磁同步電動機控制系統(tǒng)可以采用矢量控制（磁場定向控制）、直接轉(zhuǎn)矩控制和恒壓頻比開環(huán)控制等控制方式。 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的控制 ? 恒壓頻比開環(huán)控制 ? 恒壓頻比開環(huán)控制的控制變量為電動機的外部變量，即電壓和頻率。 ? 在減速驅(qū)動方式下，電動機一般在高速下運行，而且對電動機的其他性能沒有特殊要求，因此可選用普通的內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機。減速驅(qū)動方式適合于丘陵或山區(qū)，以及要求過載能力大或城區(qū)公交車等需要頻繁起動停車等場合。 輪轂電動機 LOGO ? 輪轂電動機的驅(qū)動方式 ? 直接驅(qū)動的優(yōu)點有：不需要減速機構(gòu)，使得整個驅(qū)動結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，軸向尺寸也較小，而且效率也進一步提高，響應(yīng)速度也變快。 ? 各電動輪的驅(qū)動力直接獨立可控，使其動力學控制更為靈活、方便 。 ? 輪轂電動機 LOGO ? 輪轂電動機的優(yōu)點 ? 若在采用輪轂電動機驅(qū)動系統(tǒng)的四輪電動汽車上導(dǎo)入線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 4WS），實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向行駛高性能化，可有效減小轉(zhuǎn)彎半徑，甚至實現(xiàn)零轉(zhuǎn)向半徑，增加了轉(zhuǎn)向靈便性。 ? 底架結(jié)構(gòu)大為簡化，使整車總布置和車身造型設(shè)計的自由度增加。此驅(qū)動方式適合用于平路或負荷較輕的場合。為了使汽車能順利起步，要求電動機在低速時能提供大的轉(zhuǎn)矩。 輪轂電動機 LOGO ? 輪轂電動機的驅(qū)動方式 ? 減速驅(qū)動的優(yōu)點是：電動機運行在高速下，具有較高的功率和效率比；體積小、重量輕；扭矩大、爬坡性能好；能保證汽車在低速運行時獲得較大的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩。按照這種控制策略進行控制，使供電電壓的基波幅值隨著速度指令成比例地線性增長，從而保持定子磁通的近似恒定。因其控制結(jié)構(gòu)簡單，控制軟件容易實現(xiàn)，已被廣泛應(yīng)用到調(diào)速系統(tǒng)中。永磁同步電動機由于轉(zhuǎn)子是永磁體勵磁，隨著轉(zhuǎn)速的升高，電動機電壓會逐漸達到逆變器所能輸出的電壓極限，這時要想繼續(xù)升高轉(zhuǎn)速只有靠調(diào)節(jié)定子電流的大小和相位增加直軸去磁電流來等效弱磁提高轉(zhuǎn)速。目前，永磁同步電動機理論還不如直流電動機和異步電動機完善，還有許多問題需要進一步研究，主要有以下兩方面。 外置式永磁同步電動機根據(jù)永磁體是否嵌入轉(zhuǎn)子鐵心中，可以分為面貼式和插入式兩種電動機 ， 面貼式永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子永磁體一般為瓦片形，通過合成粘膠粘于轉(zhuǎn)子鐵心表面。 永磁同步電動機 LOGO ? 永磁同步電動機的結(jié)構(gòu) ? 內(nèi)置式永磁同步電動機 。其中，后三類沒有傳統(tǒng)直流電動機的電刷和換向器，故統(tǒng)稱為永磁無刷電動機。具體方法是在固定開通角和關(guān)斷角的情況下，用PWM信號來調(diào)制主開關(guān)器件相控信號，通過調(diào)節(jié)此 PWM信號的占空比，以調(diào)節(jié)加在主開關(guān)上驅(qū)動信號波形的占空比，從而改變相繞組上的平均電壓，進而改變輸出轉(zhuǎn)矩。關(guān)斷時間過長，相電流脈動大，易發(fā)生“過斬”；關(guān)斷時間過短，斬波頻率又會較高，功率開關(guān)元件開關(guān)損耗增大。 即在一個控制周期內(nèi)，給定電流最大值和最小值，使相電流與設(shè)定的上下限值進行比較，當大于設(shè)定最大值時則控制該相功率開關(guān)元件關(guān)斷，而當相電流降低到設(shè)定最小值時，功率開關(guān)重新開通，如此反復(fù) 。在系統(tǒng)的控制中，要遵循一個原則，即在電動機制動運行時，應(yīng)使得電流波形位于電感波形的下降段；而在電動機電動運行時，應(yīng)使電流波形的主要部分位于電感波形的上升段。 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 開關(guān)磁阻電動機的控制方法 ? 改變關(guān)斷角一般不影響電流峰值，但可以影響電流波形寬度以及與電感曲線的相對位置，電流有效值也隨之變化，因此關(guān)斷角同樣對電動機的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生影響，只是其影響程度沒有開通角那么大。 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 開關(guān)磁阻電動機的控制方法 ? 開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng)的可控參數(shù)主要有開通角、關(guān)斷角、相電流幅值以及相繞組的端電壓，對這些參數(shù)進行單獨或組合控制就會產(chǎn)生不同的控制方法，常用的控制方法有角度控制（ APC）、電流斬波控制（ CCC）、電壓控制（ VC）三種。 ? 轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，從而減少功率轉(zhuǎn)換器的開關(guān)器件數(shù)，降低了成本。 ? 運轉(zhuǎn)效率高。定子極上繞有集中繞組，把沿徑向相對的兩個繞組串聯(lián)成一個兩級磁極，稱為“一相”；轉(zhuǎn)子既無繞組又無永磁體，僅由硅鋼片疊成。 開關(guān)磁阻電動機 LOGO 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 開關(guān)磁阻電動機的工
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