首 頁文檔資料下載資料維修視頻汽修在線平臺
請登錄  |  免費注冊
當前位置:精通維修下載 > 文檔資料 > 汽車技術 > 電動汽車
純電動汽車的類型、結構及維護操作常識(五)
來源:汽車維修與保養  作者:佚名  2019-07-29 09:02:23

 七、驅動電機的結構原理與應用

1.新能源汽車對電機的要求
      新能源汽車由電機驅動,電機是新能源汽車的關鍵部件,也是新能源汽車與燃油車在動力控制系統上的主要區別。從本期起,我將用兩期的篇幅,對新能源電機驅動系統(圖47)做簡單的闡述。電機性能高低直接影響到新能源汽車驅動系統的性能,所以要想使新能源汽車具有良好的使用性能,驅動電機應具備較寬的調速范圍、較高的轉速和足夠大的啟動轉矩,體積小、質量輕、效率高的特點。
2.電機的分類
    電機按照用電性質可分為直流電機和交流電機兩大類,交流動機又分為同步電機和異步電機(圖48)。雖然電機種類繁多,但是所有電機都是由電路和磁路兩個基本部分組成,它們的工作原理都是建立在電與磁的相互轉化與相互作用的基礎上,所依據的電磁定律都是電磁力定律和電磁感應定律。
    早期新能源汽車的電機多采用直流電機,具有起步加速牽引力大、控制系統較簡單、控制性能好的優點,所以直到20世紀80年代中期它仍是國內外的主要研發對象。隨著電子技術、機械制造技術和自動控制技術的發展,交流異步電動機、永磁電機和開關磁阻電機顯示出比直流電機更加優越的性能。鑒于目前新能源汽車廠家絕大部分在驅動電機選型上都已經選取交流電機作為驅動電機,本文將不再對直流電機進行文字說明。
3.電機的性能指標
    (1)功率:功率是指電機運行時軸端輸出的機械功率(單位為W或kW);
    (2)電壓:電壓是指外加于線端的電源線電壓(單位為V) ;
    (3)電流:電流是指電機運行時電樞繞組(或定子繞組)的線電流(單位為A);
    (4)頻率:頻率是指電機運行時電樞(或定子側)的頻率(單位為Hz);
    (5)轉速:轉速是指電機運行時電機轉子的轉速(單位為r/min)。
    當電機在額定運行情況下輸出額定功率時稱為滿載運行,這時電機的運行性能、經濟性及可靠性等均處于優良狀態;輸出功率超過額定功率時稱為過載運行,這時電機負載電流大于額定電流,將會引起電機過熱,從而縮短電機使用壽命,嚴重時甚至會燒毀電機。
4.驅動電機及控制概述
    整車控制器(VCU)根據駕駛員意圖發出各種指令,電機控制器響應并反饋,實時調整驅動電機輸出,以實現整車的怠速、前行、倒車、停車、能量回收以及駐坡等功能。電機控制器的另一個重要功能是通信和保護,實時進行狀態和故障檢測,保護驅動電機系統和整車安全可靠運行。圖49為電機及電機控制器控制功能示意圖。
    新能源汽車驅動電機的性能要求:在低速時,需要低速大扭矩輸出;在高速時需要保持恒定功率。低速大扭矩可以滿足整車的啟動要求,例如坡起、加速和復合爬坡。高速恒定功率需要能夠滿足整車的最高車速要求,以及在高速時的超車。所以,歸納總結新能源汽車驅動電機的幾個特點就是:結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高、可靠性高、效率高、高效區廣、重量輕、低噪音、低振動。
 
5.驅動電機的基本工作原理
      電機由定子和轉子兩大基本部分組成,并且在定子和轉子之間有一定的氣隙,其還有端蓋、軸承、接線盒、風扇等其他附件。定子是用來產生旋轉磁場的,在工作時靜止不動,三相異步電機的定子一般由外殼、定子鐵芯、定子繞組等部分組成。轉子是電機的旋轉部分,切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流,并形成電磁轉矩而使電機旋轉,轉子由轉子鐵芯和轉子繞組組成。轉子繞組是自成閉路的短路線圈,轉子繞組不需外接電源供電,其電流由電磁感應作用產生。它有兩種結構類型:籠型轉子和繞線型轉子,交流異步電機可分為籠型異步電機和繞線式異步電機。籠型異步電機由于構造簡單、價格便宜、運行安全可靠、使用方便,因而成為使用最廣泛的一種電機。圖50為異步電機的結構示意圖。
 
    另外一種交流電機的結構是永磁同步電動機,其與異步電機的結構不同,最主要區別是轉子中嵌入永磁體,勵磁磁場是由永磁體產生的,這也是永磁的意思。同時,由于不存在電勵磁和相應損耗,永磁轉子不發熱,電負荷可以選得很高,因而體積小,功率密度高。同時,由于永磁體的主要原材料是通過稀土資源提煉的,加之在控制系統上,永磁同步電機也有其優勢,因此我們國家新能源汽車的電機更多地采用永磁同步電機。
    電機的主要工作原理是:在對稱的定子三相繞組中通入對稱的三相交流電就會在定子與轉子的空氣隙間產生沿定子內圓旋轉的旋轉磁場,旋轉磁場的轉向U (i1)→V(i2) →W(i3)
由超前相轉向滯后相,旋轉磁場的旋轉方向由通入繞組中電流的相序決定,V(i1) → U(i2)
→W(i3)將通入定子三相繞組中三相交流電的任意兩相對調就可改變旋轉磁場的旋轉方向。
圖51所示為電機的工作原理,圖52所示為電機繞組的組成。
 
    對于電機的基本工作原理,本文不做過多說明,讀者可以把高中的相關物理課本或專
業書籍翻出來自學,新能源汽車采用的電機,其工作原理并沒有本質變化。但有一個概念
在這里需特別強調一下,就是“轉差率”的概念。
 
    當0<n<n1, 1 > s>。時轉子導體與旋轉磁場的切割方向與n,相反,產生e2(感應電勢)和i2(感應電流)。電磁轉矩拖動轉子旋轉,方向與轉子旋轉方向相同。此時電機處于運行狀態。當轉子轉速增加n,或降低同步轉速n,時n>n1,s<0。此時轉子導體與旋轉磁場的切割方向與n0相同,e2和i2的方向發生變化,定子電流方向隨之發生變化,輸出電流。電磁轉矩方向也發生變化,與轉子旋轉方向相反,起制動作用,此時電機處于發電機運行狀態。
圖53所示為交流異步電機的運行狀態示意圖。
根據前面說過的轉差率公式可推導出:
    這也是同步電機的合義。圖54所示為永磁同步電機的結構,圖55所示為永磁同步電機的工作狀態。
 
 
 
相關資料:精通汽修在線平臺 99元VIP包年超值體驗

關鍵詞:

文章評論評論內容只代表網友觀點,與本站立場無關!

   評論摘要(共 0 條,得分 0 分,平均 0 分)

推薦閱讀

Copyright © 2007-2017 down.gzweix.Com. All Rights Reserved .
頁面執行時間:20,964.84000 毫秒
棋牌代理 棋牌游戏源代码 手机21点游戏 牛牛看牌抢庄有漏洞吗 通比牛牛平台手机版 pk10计划软件 分分彩如何稳赚 彩票倍投是骗局揭秘 天津随心玩捕鱼 彩名堂手机版 时时彩对刷是真的吗 大小单双彩票下载网址