1_第五章电动汽车的电机驱动系统课件

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主编
第五章 电动汽车的电机驱动系统
第五章
电动汽车的电机驱动系统
第一节 电动汽车电机驱动系统综述
第二节 直流电机驱动系统的组成和工作原理 第三节 交流感应电机驱动系统的组成和工作原理 第四节 永磁电机驱动系统的组成和工作原理 第五节 开关磁阻电机传动系统的组成和工作原理 第六节 电动汽车的再生制动 第七节 电动汽车电驱动系统关键部件介绍
一、直流电机的结构
二、直流电机的工作原理 三、直流电机的调速控制
第二节
直流电机驱动系统的组成和工作原理
图5-2
直流电机驱动系统框图
一、直流电机的结构
1.电机的结构原理
2.直流电机的结构
1.电机的结构原理
图5-3
弗莱明左手定则
1.电机的结构原理
图5-4
电机原理图
2.直流电机的结构
1)主磁极：由主磁极铁心及套装在铁心上的励磁绕组构成，作
2)电动汽车要求驱动电机有较宽的调速范围，电机能在四象限 内工作。
3)为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的 过载倍数(2~4)；为保证汽车能达到最高车速，要求电机高速区 处有一定的功率输出。
4)驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护。
5)良好的可靠性、耐温、耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长 时期运转，结构简单，适合批量生产。
用是建立主磁场。 2)换向极：由铁心和绕组构成，起改善换向、均匀气隙磁场等 作用。 3)机座：为主磁路的一部分，同时构成电机的结构框架，由厚 钢板或铸钢件构成。 4)电刷装置：由电刷、刷盒、刷杆和连线等构成，是电枢电路
的引出(或引入)装置，如图5-9所示。
1)电枢铁心：为电枢绕组的支撑部件，也为主磁路的一部分， 由硅钢片叠压而成，如图5-10所示。
2.直流电机的结构
2)电枢绕组：直流电机的电路部分，由绝缘的圆形或矩形截面
的导线绕成。 3)换向器：换向器由很多换向片组合成圆筒状，片间用云母绝 缘，如图5-11所示。
2.直流电机的结构
图5-5
有刷直流电机
2.直流电机的结构
图5-6
无刷直流电机
1)主磁极：由主磁极铁心及套装在铁心上的励磁绕组构成，作 用是建立主磁场。
4)驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护。
5)良好的可靠性、耐温、耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长 时期运转，结构简单，适合批量生产。
1)高电压。
第一节
电动汽车电机驱动系统综述
2)小质量。
3)较大的起动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的起动 性能和加速性能，从而获得起动、加速、行驶、减速、制动所 需的功率与转矩。 4)高效率，低损耗。 5)电气系统和控制系统的安全性必须符合国家(或国际)有关车 辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。
图5-12 直流电机的爆炸图
二、直流电机的工作原理
1)并励直流电机的励磁绕组在运行中不能断开，否则易发生飞
车。 2)他励直流电机的励磁电流在运行中不能太小，否则易超速运 行。 3)串励电机则不允许空载运行，否则易发生飞车。 1.直流电机的工作原理 2.他励直流电机的特性
第八节 电机的冷却形式
第九节 典型的电动汽车电驱统综述
1)以电磁转矩为控制目标，加速踏板和制动踏板的开度是电磁
转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小。 2)电动汽车要求驱动电机有较宽的调速范围，电机能在四象限 内工作。 3)为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的 过载倍数(2~4)；为保证汽车能达到最高车速，要求电机高速区 处有一定的功率输出。
6)高可靠性。
1)额定电压。 2)额定电流。
3)额定转速。
第一节
电动汽车电机驱动系统综述
4)额定功率。
5)峰值功率。 6)最高工作转速。 7)最高转速。 8)额定转矩。 9)峰值转矩。 10)堵转转矩。
11)机械效率。
12)电机及控制器整体效率。 13)温升。
1)以电磁转矩为控制目标，加速踏板和制动踏板的开度是电磁 转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小。
2)电枢绕组：直流电机的电路部分，由绝缘的圆形或矩形截面 的导线绕成。
3)换向器：换向器由很多换向片组合成圆筒状，片间用云母绝 缘，如图5-11所示。
图5-10 直流电机电枢铁心
3)换向器：换向器由很多换向片组合成圆筒状，片间用云母绝 缘，如图5-11所示。
图5-11
直流电机换向器
3)换向器：换向器由很多换向片组合成圆筒状，片间用云母绝 缘，如图5-11所示。
2)换向极：由铁心和绕组构成，起改善换向、均匀气隙磁场等 作用。
3)机座：为主磁路的一部分，同时构成电机的结构框架，由厚 钢板或铸钢件构成。
4)电刷装置：由电刷、刷盒、刷杆和连线等构成，是电枢电路 的引出(或引入)装置，如图5-9所示。
图5-7 直流电机的剖视图 a)直流电机径向剖视图 b)直流电机横向剖视图 １—极靴 ２—电枢齿 ３—电枢槽 ４—励磁绕组 ５—主磁通铁心 ６—磁轭 ７—换向 极 ８—换向极绕组 ９—电枢绕组 １０—电枢铁心 １１—底脚 １２—轴 １３—端盖 １ ４—风扇 １５—机座 １６—磁极 １７—电枢 １８—电刷 １９—换向器 ２０—轴承
1)高电压。
2)小质量。
3)较大的起动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的起动 性能和加速性能，从而获得起动、加速、行驶、减速、制动所 需的功率与转矩。
4)高效率，低损耗。
5)电气系统和控制系统的安全性必须符合国家(或国际)有关车 辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。
6)高可靠性。
4)电刷装置：由电刷、刷盒、刷杆和连线等构成，是电枢电路 的引出(或引入)装置，如图5-9所示。
图5-8
直流电机定子
4)电刷装置：由电刷、刷盒、刷杆和连线等构成，是电枢电路 的引出(或引入)装置，如图5-9所示。
图5-9
直流电机电刷
1)电枢铁心：为电枢绕组的支撑部件，也为主磁路的一部分， 由硅钢片叠压而成，如图5-10所示。
图5-1
电动汽车驱动电机的分类
1)额定电压。
2)额定电流。
3)额定转速。
4)额定功率。
5)峰值功率。
6)最高工作转速。
7)最高转速。
8)额定转矩。
9)峰值转矩。
10)堵转转矩。
11)机械效率。
12)电机及控制器整体效率。
13)温升。
表5-１ 各种电机的基本性能比较
第二节
直流电机驱动系统的组成和工作原理