第三章　新能源汽车的电驱动系统.ppt

第五节　永磁同步电动机 二、永磁同步电动机的工作原理 永磁同步电动机的转子为永久磁铁，定子绕有均匀分布的三相绕组。 其工作原理如 图３-３７ 所示。 由于同步电动机的转速ｎ 与定子的旋转磁场同步，因此，电动机的转速可表示为： 第五节　永磁同步电动机 三、永磁同步电动机的控制 永磁同步电动机的控制如同交流异步电动机，先后提出了多种控制方法，比如:恒压频比开环控制、矢量控制、直接转矩控制、自适应控制、滑模变结构控制、模糊控制、神经网络控制等。 第六节　开关磁阻电动机 一、开关磁阻电动机的结构与特点 １. 开关磁阻电动机的结构 开关磁阻电动机由双凸极的定子和转子组成，其定子、转子的凸极均由普通的硅钢片叠压而成，如图３-３８ 所示。 第六节　开关磁阻电动机 目前应用较多的是四相８/６ 极结构、三相６/４ 极结构及六相１２/８ 极结构，如图３-３９ 所示。 第六节　开关磁阻电动机 不同组合方式的结构方案见表３-４。 ２. 开关磁阻电动机的特点 开关磁阻电动机与其他电动机相比，具有以下优点: (１)可控参数多，调速性能好。 ( ２)结构简单，成本低。 (３)损耗小，运转效率高。 (４)起动转矩大，起动电流小。 第六节　开关磁阻电动机 由于开关磁阻电动机的特殊结构和工作方式，也存在如下一些缺点: (１)转矩脉动现象较大。 (２)振动和噪声相对较大，特别是在负载运行的时候。 (３)电动机的出线头相对较多，还有位置检测器出线端。 (４)电动机的数学模型比较复杂，其准确的数学模型较难建立。 (５)控制复杂，依赖于电动机的结构。 二、开关磁阻电动机的工作原理 １. 开关磁阻电动机的工作原理 开关磁阻电动机的转矩是磁阻性质，其运行原理遵循“磁阻最小原理”，磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合，因磁场扭曲而产生切向磁拉力，如图３-４０ 所示，具体过程如下: 第六节　开关磁阻电动机 设每相绕组开关频率(主开关开关频率)为ｆｐｈ，转子极数为Ｎｒ 则SR 电动机的同步转速(r/min)可表示为: ２. 开关磁阻电动机的运行特性 开关磁阻电动机的运行特性可分为3个区域:恒转矩区、恒功率区、串励特性区(自然特性区)，如图３-４１ 所示。 第六节　开关磁阻电动机 三、开关磁阻电动机的控制 １. 角度控制法(APC) APC 是电压保持不变，而对开通角和关断角进行控制，通过对它们的控制来改变电流波形以及电流波形与绕组电感波形的相对位置。 ２. 电流斩波控制法(CCC) 在电流斩波控制方式中，一般使电动机的开通角和关断角保持不变，主要靠控制斩波电流值的大小来调节电流的峰值，从而起到调节电动机转矩和转速的目的。 实现方式有以下两种: １)限制电流上下幅值的控制 斩波的波形如图３-４２ 所示。 第六节　开关磁阻电动机 ２)电流上限和关断时间恒定 与上一种方法的区别是，当相电流大于电流斩波上限值时，就将功率开关元件关断一段固定的时间再开通。 ３. 电压控制法(ＶＣ) 具体的发电/ 电动状态控制策略见图３-４３ 所示。 总体的控制方案如图３-４４所示。 第六节　开关磁阻电动机 * 复习思考题 １. 电动机的分类有哪些? ２. 新能源汽车对电动机有哪些要求? ３. 直流电动机有哪些类型? ４. 永磁无刷直流电动机的工作原理是什么? ５. 交流异步电动机的工作原理是什么? 其控制方法有哪些? ６. 永磁同步电动机的运行原理与特性是什么? ７. 开关磁阻电动机的工作原理是什么? 其控制方法有哪些? * * * 第二节　直流电动机 １. 直流发电机的工作原理 图３-１２ 是一个最简单的直流电动机模型，在两个空间固定的磁极Ｎ 极和Ｓ 极之间，有一个硅钢片叠成的圆柱体(称为电枢铁芯)。 第二节　直流电动机 由电磁感应定律，每根导体的感应电动势的瞬时值为: ２. 直流电动机的工作原理 直流电动机的工作原理如图３-１３ 所示。 第二节　直流电动机 根据“毕—萨电磁力定律”载流导体ａｂ，ｃｄ 受电磁力为: 四、直流电动机的运行特性 １. 他励直流电动机的工作特性 图３-１４ 是他励直流电动机的工作特性，下面说明它们的变化规律。 第二节　直流电动机 １)转速特性 根据直流电动机电动势平衡方程式，可得转速特性为: ２)转矩特性 ３)效率特性 ２. 并励直流电动机的工作特性 并励