电动汽车交流电机简介详解.ppt

电动汽车交流电机简介 组员 电动汽车对电机的要求 电机在负载 技术性能和工作环境等方面有着特殊的要求 1 电动汽车驱动电机需要有4 5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求 而工业电机只要求有2倍的过载就可以了 2 电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4 5倍 而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可 3 电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计 而工业电机只需根据典型的工作模式设计 电动汽车对电机的要求 4 电动汽车驱动电机要求有高度功率密度 一般要求达到1kw kg以内 和好的效率图 在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率 从而能够降低车重 延长续驶里程 而工业电机通常对功率密度 效率和成本进行综合考虑 在额定工作点附近对效率进行优化 电动汽车对电机的要求 5 电动汽车驱动电机要求工作可控性高 稳态精度高 动态性能好 而工业电机只有某一种特定的性能要求 6 电动汽车驱动电机被装在机动车上 空间小 工作在高温 坏天气 及频繁振动等等恶劣环境下 而工业电机通常在某一个固定位置工作 交流电机的概念与分类 电机按工作电源种类划分 可分为直流电机和交流电机 交流电机 实现交流电能和机械能相互转换的电机 直流电机 实现直流电能和机械能互相转换的电机 交流电机可分 单相电机和三相电机 交流电机代表 三相四级交流电机 异步电机 感应电机 蓄电池 直流电 交流电机 交流电 齿轮箱或后桥 交流控制器 直流电转化为交流电 电动汽车交流传动系统 1轴装配2铸铝转子3定子铁芯4定子线圈5传动端端盖6传动端轴承7非传动端端盖8非传动端轴承9速度传感器 交流电机的结构 三相对称定子绕组中通入三相交流电流 交流电机的运行原理 定子绕组中形成交变旋转磁场 切割转子绕组 转子绕组中产生感应电势 转子回路中形成感应电流 转子电流切割合成磁场 转子绕组受力形成电磁转矩 转子在电磁转矩的作用下转动 交流电机的运行原理 交流异步电机 交流电机代表 三相四级交流电机 异步电机 感应电机 特点 1 结构简单 电机本身可靠性高 2 制造方便 价格低廉 3 容易做成高转速 高电压 大电流 大容量的电机 4 动能回收效果明显 交流异步电机 缺点 交流电机技术虽然发展迅速 自身也有难以克服的缺陷 异步电机应用在电动车上需要面对的最大问题是起动扭矩小 所需起动电流大 异步电机需要通过增大启动电流来产生大扭矩 这对电池输出功率有一定要求 异步电机效率比较低 能量回馈性能和调速性能也比较差 为弥补这些缺点 使用交流电机的电动车一般会配有变速箱 应用范例 特斯拉敞篷跑车 直流电机代表 直流电机代表 无刷直流电机 无刷直流代表了直流电机的最新技术 目前大部分电动车使用无刷直流电机 这种电机通过换流器 inverter 使电流依序流经电机线圈产生旋转磁场 并与转子的磁铁相互作用 使电机转动 无刷直流电机特点 1 低速时有大扭矩 能够提供大的起动扭矩 2 速度范围宽 电机可以在低中高大速度范围内运行 3 电机效率高 由于是静态电机 空载电流小 在轻载车况下可保持较高的效率 4 过载能力强 满足车辆的突起堵转需要 5 体积小 重量轻 比功率大 6 采用电子换向来代替传统的机械换向 机身全封闭式结构 机身防尘 寿命比有刷电机提高了约6倍 应用范例 日产聆风 无刷直流电机缺点 直流电机启动扭矩大的特点使得今天许多电动车都是用用了无刷直流电机 但是其价格偏高也是很多电动车价格偏高的原因之一 而且其带的换流器是一个非常复杂的电子控制器 对技术要求较高 最后 电机低速时容易和车身行程共振 会影响乘坐舒适度 这就是一些小型电动车启动时 嗡嗡 声的来源 交流电机的性能特点及优势 1 结构简单 坚固耐用 运行可靠 交流三相异步电动机的转子是铸造转子 结构坚固 适应高速运行 2 无电磁干扰 耐久性好 由于没有碳刷 不会像直流电动机那样产生强烈的电磁干扰 3 环境适应性好 没有碳刷滑环 整机只有轴承是磨损件 可采用风冷或水冷 在各种环境下都能可靠工作 4 可实现再生反馈制动 三相异步电动机可四象限运行 可把制动能量转换为电能 给电