电动车电机的类型.docx

目录1 电动汽车对牵引电动机的要求22 直流牵引电动机23 鼠笼式交流异步电动机34 永磁无刷直流电动机45 开关磁阻电动机46 正在研发的新的电动汽车牵引电机57 结束语6电动机内容提要：本文简要介绍电动汽车常用牵引电动机的种类、结构、工作原理、特点以及控制系统。关键词：电动汽车????? 牵引电动机????? 种类????? 原理????? 结构????? 控制????? 特点当前，汽车给城市污染带来的问题越来越突出，为致力于解决此问题，高效率、低排放的电动汽车正受到高度重视。大力开发电动汽车将成为必然趋势，而城市车辆和轿车是优先向电动化发展的汽车种类。自1996年来，已有3种类型的电动汽车问世，即纯电动汽车 、混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车。电动汽车虽然种类不一，但所用的牵引电机基本上大同小异。电动汽车在不同时期采用了不同的牵引电机。最早采用的是直流牵引电机。随着电子技术和自动控制技术的发展，交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更为优越的性能，这些电动机正在逐步取代直流电动机。1 电动汽车对牵引电动机的要求电动汽车所用牵引电动机应具有较大的调速范围，高效、低耗，各种配套的控制装置的重量要尽可能轻，系统噪声要低。另外，还要求可靠性好、耐高温及耐潮、结构简单、适合于大批量生产、使用维修方便、价格便宜等。在电动汽车所用各种牵引电动机中，直流电动机效率低、可靠性差、重量大；交流异步牵引电动机结构简单、运行可靠；永磁电动机和开关磁阻电动机相对应的性能也都较直流电动机优越，它们的基本性能比较见表1。2 直流牵引电动机较早开发的电动汽车上多采用直流牵引电动机，即使现在，还有一些电动汽车上仍然还采用直流电动机驱动。2.1 直流牵引电动机结构直流牵引电动机有转子电枢绕组和定子励磁绕阻、机座和电刷换向装置等主要部件组成。串激式直流电动机的电枢绕组和励磁绕组串联，而它激式直流电动机的励磁绕组和电枢绕组是分开的。2.2 直流电动机工作原理直流电动机接上直流电源后，励磁绕组将有励磁电流通过，建立磁场。这磁场在空间固定不动，当电枢绕组经电刷和换向器的滑动接触而通过电流时，受到固定不动的励磁磁场的作用而产生电磁力，力的方向可按左手定则判定，通过控制电枢及励磁绕组的电压、电流大小调节直流电动机的转矩和转速，电枢的转动带动汽车轮子转动而驱动汽车。2.3 直流电动机特点直流电动机以前通过电阻降压调速，这要消耗大量能量。目前多数采用直流斩波器来控制它的输入电压、电流，根据直流电动机输出转矩的需要，脉冲输出和变换直流电动机所需从零到最高电压，来控制和驱动直流电动机运转。直流电动机的容量范围大，可以根据需要选用。其制造技术和控制技术都较成熟，驱动系统也较简单，价格便宜。但直流电机在结构上有电刷、换向器等易磨损件，因此存在维修保养困难、寿命较短、使用环境要求高、结构复杂、效率低、质量大以及体积大、耗材多等缺点。目前新研制的各种电动汽车已基本上不再采用直流电动机。3 鼠笼式交流异步电动机三相鼠笼式交流异步电动机是目前应用得最广泛的电动机，转子上不需电刷，结构简单，其生产技术比较成熟，已经能够大批量的生产。3.1 鼠笼式交流异步电动机的结构三相鼠笼式交流异步电动机由2个基本部分组成：定子和转子。定子由机座和三相定子绕组组成，接电源；转子由硅钢片选成，内有成鼠笼型互成短路的导条。3.2 鼠笼式交流异步电动机工作原理当在异步电动机的定子绕组上加上三相交流电时，在电机中将产生旋转磁场，该磁场的转速由定子电压的频率及电动机极数所决定。磁场旋转时，位于该旋转磁场中的转子导条将切割磁力线，并在转子导条中产生相应的感应电流，而此感应电流又受到旋转磁场的作用而产生电磁力，使转子跟随旋转磁场旋转，输出动能。3.3 鼠笼式交流异步电动机的控制由于在电动汽车上，交流异步电动机不能直接使用蓄电池或发电机发出的电能（因为频率一定）。交流异步电动机的转速与所供交流电的频率近成正比，因此在采用交流异步电动机时，需应用变频器，将直流电或发电机发出的固定频率的交流电转换成频率和电压均可调的三相交流电，实现对鼠笼式交流异步电动机的控制。3.4 鼠笼式交流异步电动机的特点虽然三相鼠笼式牵引电动机具有结构简单、坚固耐用、工作可靠、维护方便、价格便宜等优点，得到了非常广泛的应用，但仍然存在技术上的难点。如变频器所产生的高次谐波、高附加铜耗及铁耗、高的绝缘介质损耗、附加脉动转矩、电磁噪声等。4 永磁无刷直流电动机4.1 永磁无刷直流电动机基本结构??永磁无刷直流电动机的结构如图1所示，它主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路3部分组成。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等）。转子由永久磁铁按一定极对数（2P=2、4┅┅）组成，图1中的电动机本体为三相2极。三相定子绕组分别与