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解析电动汽车的四种驱动电机

在环保的大环境下,电动汽车也成为了近年来研究的热点,电动汽车在城市交通中可以实现零排放或极低排放,在环保领域优势巨大,各国都在努力发展电动汽

在环保的大环境下,电动汽车也成为了近年来研讨的热门,电动汽车在城市交通中能够完成零排放或极低排放,在环保范畴优势巨大,各国都在尽力开展电动汽车。电动汽车主要是由电机驱动体系、电池体系和整车操控体系三部分构成,其间的电机驱动体系是直接将电能转换为机械能的部分,决议了电动汽车的功用指标。因而,关于驱动电机的挑选就尤为重要。

1、电动汽车关于驱动电机的要求

现在关于电动汽车功用的鉴定,主要是考虑以下三个功用指标:

(1)最大行进路程(km):电动汽车在电池充满电后的最大行进路程;

(2)加快才能(s):电动汽车从停止加快到必定的时速所需求的最小时刻;

(3)最高时速(km/h):电动汽车所能到达的最高时速。

针关于电动汽车的驱动特色所规划的电机,比较于工业用电机有着特别的功用要求:

(1)电动汽车驱动电机一般要求能够频频的发动/泊车、加快/减速、转矩操控的动态功用要求较高;

(2)为了削减整车的分量,一般撤销多级变速器,这就要求在低速或爬坡时,电机能够供给较高的转矩,一般来说要能够接受4-5倍的过载;

(3)要求调速规模尽量大,一起在整个调速规模内还需求坚持较高的作业功率;

(4)电机规划时尽量规划为高额外转速,一起尽量选用铝合金外壳,高速电机体积小,有利于削减电动汽车的分量;

(5)电动汽车应具有最优化的能量运用,具有制动能量收回功用,再生制动收回的能量一般要到达总能量的10%-20%;

(6)电动汽车所运用的电机作业环境愈加杂乱、恶劣,要求电机在有着很好的牢靠性和环境适应性,一起还要确保电机出产的本钱不能过高。

2、几种常用的驱动电机

2.1直流电动机

在电动汽车开展的前期,大部分的电动汽车都选用直流电动机作为驱动电机,这类电机技能较为老练,有着操控方法简略,调速优异的特色,曾经在调速电动机范畴内有着最为广泛的运用。可是因为直流电动机有着杂乱的机械结构,例如:电刷和机械换向器等,导致它的瞬时过载才能和电机转速的进一步进步遭到约束,并且在长时刻作业的状况下,电机的机械结构会产生损耗,进步了保护本钱。此外,电动机作业时电刷冒出的火花使转子发热,糟蹋能量,散热困难,也会形成高频电磁搅扰,影响整车功用。因为直流电动机有着以上缺陷,现在的电动汽车现已根本将直流电机筛选。

2.2沟通异步电动机

沟通异步电机是现在工业中运用十分广泛的一类电机,其特色是定、转子由硅钢片叠压而成,两头用铝盖封装,定、转子之间没有彼此触摸的机械部件,结构简略,作业牢靠经用,修理便利。沟通异步电机与同功率的直流电动机比较功率更高,质量约轻了二分之一左右。假如选用矢量操控的操控方法,能够获得与直流电机相比美的可控性和更宽的调速规模。因为有着功率高、比功率较大、合适于高速作业等优势,沟通异步机是现在大功率电动汽车上运用最广的电机。现在,沟通异步电机现已大规模化出产,有着各种类型的老练产品能够挑选。但在高速作业的状况下电机的转子发热严峻,作业时要确保电机冷却,一起异步电机的驱动、操控体系很杂乱,电机本体的本钱也偏高,比较较于永磁式电动机和开关磁阻电机而言,异步电机的功率和功率密度偏低,关于进步电动汽车的最大行进路程晦气。

2.3永磁式电动机

永磁式电动机依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作业原理上大体相同,转子都是永磁体,削减了励磁所带来的损耗,定子上装置有绕组经过沟通电来产生转矩,所以冷却相对简略。因为这类电机不需求装置电刷和机械换向结构,作业时不会产生换向火花,作业安全牢靠,修理便利,能量运用率较高。

永磁式电动机的操控体系比较于沟通异步电机的操控体系来说愈加简略。可是因为遭到永磁资料工艺的约束,使得永磁式电动机的功率规模较小,一般最大功率只要几十千万,这是永磁电机最大的缺陷。一起,转子上的永磁资料在高温、轰动和过流的条件下,会产生磁性阑珊的现象,所以在相对杂乱的作业条件下,永磁式电机简略产生损坏。并且永磁资料价格较高,因而整个电机及其操控体系本钱较高。

2.4开关磁阻电机

开关磁阻电机作为一种新式电机,比较其他类型的驱动电机而言,开关磁阻电机的结构最为简略,定、转子均为一般硅钢片叠压而成的双凸极结构,转子上没有绕组,定子装有简略的会集绕组,具有结构简略巩固、牢靠性高、质量轻、本钱低、功率高、温升低、易于修理等许多长处。并且它具有直流调速体系的可控性好的优异特性,一起适用于恶劣环境,十分合适作为电动汽车的驱动电机运用。

考虑到作为电动汽车驱动电机运用,直流电机和永磁式电机在结构和面临杂乱的作业环境适应性太差,很简略产生机械和退磁的毛病,所以本文侧重介绍开关磁阻电机与沟通异步机比较,有着以下方面的显着优势。

2.4.1电机本体结构方面

开关磁阻电机的结构比鼠笼式感应电机更简略,其杰出的长处是转子上没有绕组,仅仅是由一般硅钢片叠压而成。整个电机的损耗大部分会集于定子绕组上,这使得电机制作简略,绝缘性好,简略冷却,有着优异的散热特性,这种电机结构能减小电机体积和分量,能够用很小的体积获得较大的输出功率。因为电机转子机械弹性好,所以开关磁阻电机能够用于超高速作业。

2.4.2电机驱动电路方面

开关磁阻电机驱动体系的相电流是单向的,一起与转矩方向无关,能够只用一个主开关器材来满意电机的四象限作业状况。功率变换器电路与电机的励磁绕组直接串联,各相电路独立供电,即便电机的某相绕组或许操控器产生毛病,只需使该相停止作业即可,不会形成更大的影响。所以,不管电机本体仍是功率变换器都十分安全牢靠,所以比异步机更合适用于恶劣环境。

2.4.3电机体系功用方面

开关磁阻电机的操控参数多,很简略经过恰当的操控战略和体系规划满意电动汽车的四象限作业的要求,并且在高速作业区域也能坚持优异的制动才能。开关磁阻电机不只功率高,并且在很宽的调速规模内都能够坚持高功率,这是其他类型的电机驱动体系难以比美的。这种功用十分合适运用于电动汽车的作业状况,十分有利于进步电动汽车的续行路程。

3、结语

本文重点是经过比较各类常用的驱动电机调速体系,提出开关磁阻电机作为电动汽车驱动电机的优越性,是现在电动汽车开展中的研讨热门。关于这类特种电机,在实践运用中还有很大的开展空间,需求研讨人员愈加尽力的进行理论研讨,一起需求结合商场的需求,推进这类电机在实践中的运用。

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