第3章電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)(參考版)
2025-01-16 01:23本頁面
【正文】 ? 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。 ? 各電動輪的驅(qū)動力直接獨立可控，使其動力學(xué)控制更為靈活、方便 。此驅(qū)動方式適合用于平路或負(fù)荷較輕的場合。 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。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。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 ? 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。 ? 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。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。 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。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 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(dá)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。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。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。 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。 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。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) ? 內(nèi)置式永磁同步電動機 。 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。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。 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。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。 開關(guān)磁阻電動機 LOGO ? 開關(guān)磁阻電動機的控制方法 ? 電壓控制法（ VC） 。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。 當(dāng)相電流大于電流斬波上限值時，就將功率開關(guān)元件關(guān)斷一 段固定的時間再開通。 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(dāng)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(dāng)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) 。實現(xiàn)方式有兩種：限制電流上下幅值的控制 、 電流上限和關(guān)斷時間恒定 。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。與此同時，固定關(guān)斷角的選取也很重要，需要保證繞組電感開始下降時，相繞組電流盡快衰減到零。 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。 APC是電壓保持不變，而對開通角和關(guān)斷角進行控制，通過對它們的控制來改變電流波形以及電流波形與繞組電感波形的相對位置。 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
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