电机知识整理.docx

直流电动机(DCM) ?  优点：直流电动机在电力驱动性能卓越，速度控制比较简单，控制技术成熟。所以在早期的电动 汽车上多采用直流电动机，特别是在公共运输汽车上。 ?  缺点：驱动系统体积大，效率与可靠性低，需经常维护，电机带有机械换向器(电刷)等原因，限 制了电动机的过载能力和速度的进一步提高。 ?  现状：晶体管功率半导体的发展使交流感应电动机和永磁电动机已趋于成熟，在新研制的混合动 力电动汽车上已经基本不用直流电动机。 感应电动机（IM） ?  优点：结构简单，可靠性高，对环境适应性好，成本和维护费用低，转速范围可达 12000- 15000r/min，效率较高，与直流电动机相比，体积可减小一半。驱动技术也最成熟，是广泛运用的混 合动力驱动电机。 ?  缺点：损耗高，需要对电机不断冷却，效率比永磁同步电机、开关磁阻电动机低，功率因素也比 永磁无刷电动机低，对于高速度、大功率电机需要用大功率功率变化器，恒功率区域较小等等，这都 对感应电机在混合动力电动汽车中的应用有很大的影响。  现状：是应用最广、生产量最大的电动机，在市场上所有的中小型电机中约占 75%。 应用： 美国 GM 公司的 EVI 采用功率为 102kW 的 IM； 菲亚特公司生产的 Tempra 并联式混合动力电动汽车采用额定功率为 21.5kW 的 IM； Volvo 生产的串联式混合动力电动汽车采用 2 台额定功率为 65kW 的 IM； 一汽解放客车 CA6110HEV 也采用了 IM。 无刷直流电动机(BDCM)  优点：功率密度大，转速和转矩密度高，易冷却； 缺点：采用方波驱动，存在一定程度的振动，控制精度不高； 现状：被应用于大量的电动汽车上； 应用： 清华大学研发的 EV6580 电动汽车采用 BDCM； 深圳明华生产的复合电动中巴等采用 BDCM。 永磁同步电机(PMSM) ?  优点：结构上与无刷直流电动机相似，但采用正弦波驱动，所以在具备 BDCM 优点的同时，还具 有低噪声，体积小，功率密度大，转动惯量小，脉动转矩小，高控制精度的特点，特别适用于混合动 力电动汽车电机驱动系统，以达到减小系统体积，改善汽车加速性能和行驶平稳度等目的；  缺点：暂无资料 现状：受到了全世界各大汽车生产厂家的重视，特别是日本在电动汽车用的 PMSM 及其控制方法 上开展了很多研究，并取得了显著的成果。 ?  应用： 丰田 Prius 混联式混合动力电动汽车采用了额定功率为 33kW 的 PMSM； 日本 Nissan 公司生产的 Altra EV 使用了额定功率为 62kW 的 PMSM； Honda 公司的混合动力电动汽车 Insight 采用了额定功率为 10kW 的 PMSM。 开关磁阻电动机(SRM) ?  优点：结构简单牢固，没有换向器，转子上没有绕组和永磁体，只在定子上有集中绕组，维护修 理容易，成本低，调速范围宽，转速可高达 15000-20000r/min，控制灵活，并能故障运行； ?  缺点：运行时噪声、转矩纹波大，强非线性，功率变换器的结构复杂，过多的电流波动和电磁干 扰噪声等严重的影响了它的运用，控制方法还不够成熟； ?  现状：作为一种新型的电动机越来越受到人们的注意，并被认为是混合动力电动汽车驱动电机中 最有潜力的电机之一。SRM 本身可以运行于极宽的恒功率区，转矩-速度特性适合于电动汽车，而且 在很广的范围内保持高效率，更加适合电动汽车动力性能要求。SRM 目前的电动汽车上应用还较少。 ? 应用：  霍顿汽车公司的 ECOmmodore； 东风汽车的 EQ6110HEV 公交车； 二汽集团开发的 EQ6690 型电动汽车采用 SRMD。 混合动力电机的工作区域 汽车用电机传动系统的特性曲线如下图所示，这条特性曲线分为两个区域：  区：恒转矩区，功率随转速的提高线性增加； 区：恒功率区，转矩随着转速的提高呈双曲 线衰减。 对于城市工况下和山区旅游用汽车，经常处于起动、 停车，加速、减速的状态，转速小，但要求输出转 矩的变化较大，需要克服惯性阻力，因此这种工况 下的汽车绝大多数时间运行于恒转矩区中； 对于行驶于高速公路上的汽车而言，汽车行驶比较 平稳，车速高，没有特别大的加、减速情况，转矩消耗比较小，主要用来克服行驶阻力，大多数时间 运行于恒功率区 电机控制技术的发展 变压变频(VVVF) 开环调速： 早期交流调速采用的控制方式，基频以下采用恒压频比控制，低速时通过提升电压来获得大转矩，基 频以上采用弱磁升速。开环调速方式导致动态性能很差，另外在某些速度段的振荡也影响了稳态性能， 由于实现简单，目前仍广泛应用于风机和泵类等对控制性能要求不高的场合。 滑差频率控制： 在 VVVF 开环调速之后出现，是