电动汽车 电机全面比较

马达、1、2、3、4、5、马达分类、汽车常用马达的结构和原理、常用马达比较、电动汽车马达设计、典型电动汽车马达案例和统计、马达分类、工作电源类型：可分为直流马达和交流马达。直流电动机可以根据结构和工作原理划分。也就是无刷直流电动机和笔刷直流电动机。有可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机的电刷直流电动机。电磁直流电动机分区：串行励磁直流电动机、励磁直流电动机、励磁直流电动机和励磁直流电动机。其中交流电动机也可以分为单相电动机和三相电动机。根据电动机分类、结构和工作原理：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。同步电动机可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。感应电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机可分为三相异步电动机、单相异步电动机和发动机罩异步电动机等。电动机分类、汽车常用电动机的结构和原理、直流电动机永磁同步电动机交流三相感应电动机永磁无刷直流电动机开关磁阻电动机外部转子双凸极永磁电动机、直流电动机结构、直流电动机要素的作用、电动机由转子和定子两部分组成。转子：电机上的旋转部件，转子是实现机械能和电能的转换装置。定子：定子是电动机的静态部分。定子由定子铁芯、定子绕组和座椅三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场。直流电动机，主极：设置主磁场由主极核心和核心上的一组励磁绕组组成。整流极：整流极是安装在两个相邻主极之间的小极，其作用是改善直流电动机的整流情况，防止电动机运行时产生有害的火花。刷装置：电枢电路引入装置电枢芯：主磁路的一部分，电枢绕组支撑部分。电枢绕组：将工作磁场提供给“使用电磁感应原理工作的电气设备”，例如电动机，其中有一定数量的电枢线圈以一定规律连接，并产生直流电动机的电路部分“电子扭矩”的机电能量转换部分。直流电动机工作原理、直流电动机参数、功率比PN:指示电动机在铭牌上指定的额定状态下工作时的电动机输出功率。额定电压UN:表示额定状态下电枢插座的电压。额定电流IN:表示电动机在额定电压和额定功率下的电枢电流值。额定速度nN:表示在额定状态下工作的转子的速度。额定励磁电流If:表示电动机在额定状态下的励磁电流值。马达还有效率N。也就是说，pn=unin n，直流电动机的效率和损耗，机械损耗pm:机械摩擦和通风损耗，主要与速度相关的核心损耗pFe:电枢铁芯磁场交战，导致涡流损耗和磁滞损耗。与磁密度的平方和速度的1.2到1.5平方成正比。女子损耗pf: pf=ufif 2 rfpm pfe pf统称为空载损耗(不变损耗)。负载损失：电枢电路电阻损失pa=Ia2Ra笔刷接触压降损失Pb=2可变损耗(usia)杂散损耗p :齿槽引起的磁场脉动导致的铁消耗，部分机械零件切割磁通量导致的铁消耗等p =(0.5 1)% p2。功率和效率方程式，功率：P1=P1=PM pa Pb=P2 PM pFe pa Pb pf=P2p 2p效率：=p2/P1=(1- p)/P1，直流电动机的运行特性，2，转矩特性：T=f(P2)T=T2 T0=P2/(2n/60) T0励磁直流电动机在载荷变化时的速度非常小，可以近似为T0=常数。如果不考虑旋转速度的变化，则T=f(P2)是直线，考虑到旋转速度略有下降，因此T=f(P2)是稍微上升的曲线。3，效率特性：在约0.8PN时达到最大值后逐渐减小交流电动机，感应电动机：转子速度总是比旋转磁场的同步速度略低。同步电动机：转子速度始终保持为同步速度，与负载大小无关。感应电动机：感应电动机的一种，占感应电动机的90%以上，因此也是同义词。产生交流马达对称三相电流，产生对称三相电流：电网提供的三相电压，复合阻抗作用于相同对称三相负载的对称三相电流。对称三相电流的函数表达如下：对称三相电流的波形表示如下：交流电机旋转磁场的产生，三相对称绕组流过三相对称电，必然产生一定大小的旋转磁场。旋转磁场的旋转方向由通过三相绕组的电流的相序决定。旋转磁场的旋转速度是同步电动机结构、同步电动机工作原理、同步电动机工作时，定子三相绕组通过三相对称电流，转子的励磁绕组通过直流电流。三相交变电流、直流电流、静止磁场、旋转磁场、转子旋转、定子、转子、张力、同步电动机参数、额定功率PN:电动机输出保证值。马达的额定容量通常以千瓦数表示额定电压UN。表示额定运行时定子输出部的导线电压。额定电流IN:表示定子在额定运行期间的线路电流。额定功率因数cosjN:额定运行时电动机的功率因数。额定频率fN:额定运行时电动机电枢末端功率的频率，中国标准工业频率规定为50Hz。额定速度nN:电动机在额定运行时的速度，即同步速度。除上述额定值外，同步电动机铭牌还经常列出其他操作数据，例如额定负载下的温升tN、励磁容量PfN、励磁电压UfN等。同步电动机功率和效率，机械损耗pm:机械摩擦和通风损耗，主要与速度相关的核心损耗pFe:电枢铁心磁场交流，涡流损耗和磁滞损耗。与磁密度的平方和速度的1.2到1.5平方成正比。励磁损耗pf:电动机处于外部直流励磁状态时产生的损耗pm pFe pf统称为空载损耗(不变损耗)。负载损失pa:电枢电路电阻损失a；笔刷接触压降损失Pb。可变损耗(Pa Pb)。杂散损耗p :齿槽引起的磁场脉动引起的铁消耗，部分机器部件切断磁通量引起的铁消耗等。损失类型与直流电动机类似，但交流电源计算方法不同。功率和效率方程式，功率：P1=P1=PM pa Pb=P2 PM pFe pa Pb pf=P2p 2p效率：=p2/P1=(1- p)/P1转子通常是松鼠形状的可旋转导体。定子是马达不旋转的部分，首要任务是产生旋转磁场。旋转磁场不是用机械方法实现的。相反，它作为电源作用于交流电磁铁对，其极特性相当于循环旋转的磁场。感应电动机结构、异步电动机和同步电动机结构的根本区别在于，旋转电子没有电流通过直流电流，感应电动机工作原理，定子连接三相电源，将设置一级旋转磁场，设置在转子之间的气隙内。磁场旋转时，转子导体被切断，根据电磁感应定律，转子导体发生感应电位，其方向可以由右手定律确定。磁场逆时针旋转，导体的相对磁极顺时针切断磁力线。感应电动机原理，将转子中导体1/2感应电位的方向标记为“向内”；下导体诱导电位的方向用表示。因为转子绕组闭合，导体上有电流，电流的方向与电势相同。载流导体必须在磁场中受到电磁力，其方向由左手定律确定。这样在转子导带上形成逆时针方向的电磁转矩。转子沿旋转磁场逆时针旋转。感应电动机额定参数(与同步电动机相同)，主额定(三相):额定电压：UN(V)，额定运行时添加到定子绕组的导线电压；额定电流：IN(A)，额定运行时添加到定子绕组上的线路电流；额定功率：PN运行时电动机输出；额定速度：nN，电动机在额定运行时的转子速度；额定频率：fN(Hz)、指定电源频率(50hz)额定效率N、额定功率系数： cosco shin等。额定功率：pn=3 unpin PCOSnn=p1nn sqrt(3)unin coscai nn，感应电动机效率，输入功率3360 P1=m1u 1 i1 cosco s1定子铜消耗：pCu1=电磁功率： pm=P1-pcu1-pfe=m1 e2i2c操作系统 2次电子铜消耗：pCu2=m1I22R2总机械功率： p =m1 I 22r 2 (1-s)/s机械损失和额外损失3360pCu2 I .公差特性s=f (p2) s=(m1r22)/1cm 1 cos 2)随着负载功率的增加，转子电流增加，降低率随输出功率的增加而增加。 二.扭矩性质T2=f (p2) T2=p2/扭矩曲线是稍微升高的曲线。感应电动机运行特性，iii。电流特性I1=f(P2)I1=-I2 Im空载电流非常小，电动机的输入电流随负载电流的增加而增加(稍微向上)。四。效率特性=f (p2) =p2/(p2 pcu1 pfe PC U2 p )，其中铜的消耗与负载电流的平方成正比，随负载的变化而变化。铁消耗和机械损失几乎没有变化。如果效率曲线具有最大值，且可变损失等于不变损失，则电动机达到最大效率。感应电动机的额定效率在(74-94)%之间，最大效率来自(0.7-1.0)的额定效率。感应电动机运行特性，5 .功率因数特性cos1=f(P2)空载，定子电流基本用于产生转轮，有效功率极小，功率因数也低；随着负载电流的增加，输入电流的有效分量也越来越大，功率因数也逐渐增加。在功率比附近，功率因数达到了最大值。负载持续增加会增加转子漏电距离(蠕变与频率成正比)，从而导致功率因数下降。感应电动机效率，同步/感应电动机效率曲线，直流无刷电动机结构，结构上，无刷电动机和刷电动机有相似之处，转子和定子也有，但与有刷电动机的结构相反；无刷电动机的转子是连接到护套和输出轴的永磁磁体的钢，是消除电机交替转换电磁场时使用的整流刷的线圈，它是无刷电动机、直流无刷电动机工作原理、ImagescourtesyofServoMagnetics()，传感器感应转子位置也就是说，固定、转子都是突出极结构，定子齿配有集中绕组，与径向相反齿的绕组排成一行，旋转没有绕组和永磁体，适合高速运行。外部转子双凸永磁电机原理，奥尔森咨询电机比较结果，华南理工大学电机比较结果，直流电机，现状：基本淘汰缺点：但直流电机效率低，换向器和刷需要定期维护，运行成本高，使用限制大，可靠性低。此外，由于这种电动机成本高、尺寸大、质量大，高性能交流调速系统的出现，直流电动机驱动器基本淘汰了。永磁同步电动机，现状：小型电动汽车和混合车辆中更多电动机大型汽车的部分应用实例：丰田的Prius，福田BJ6123EVCA8优点：因此，永磁同步电动机具有较高的功率/质量比，比其他类型的电动机更高的效率，输出扭矩更大，电动机的限制速度和制动性能优于其他类型的电动机结构更简单，性能更稳定，体积小，质量更轻。缺点：永磁同步电动机功率范围小，最大功率只有几十千瓦。永磁材料暴露在振动、高温和过载电流下会导致磁导性下降或脱磁，永磁同步电动机的性能严重下降，电动机也可能受损。大功率永磁同步电动机驱动，控制系统复杂、成本高的交流三相感应电动机，状态：更多应用于大型纯电动汽车，欧美小型纯电动汽车有特定应用实例：Yutong公司ZK6100EGAAEV，shenwoswb6121ev5，BWM的MINIE优势：结构简单交流三相异步电动机的功率容量范围宽，比永磁电动机速度快，冷却自由度高，对环境的适应性强。价格便宜，维修简单方便。缺点：功耗大，转子容易发热，高速运行需要交流三相异步电动机的冷却保障。功率系数低，变频可变装置的输入功率系数低，需要使用大容量变频可变装置，交流机器在电机调速性能方面较差。交流三相异步电动机控制系统的成本远高于交流三相异步电动机本身，从而增加了电动车成本。直流永磁无刷电动机，现状：电动汽车的部分应用。案例：BWMEI的优点：无励磁损耗，散热方便，永磁无刷直流电动机没有整流火花，无无线干扰，寿命长，运行稳定，维护方便。永磁无刷直流电动机比其他电动机系统的能量密度高，效率高。缺点：驱动控制系统复杂，成本高。永磁电机由于永磁材料工艺的影响和限制，永磁电机功率范围小，电机本身价格高，稳定控制器价格高。开关磁阻电动机，状态：国内电动汽车市场上的应用实例较少：华中科技大学EQ7200HEV混合总线的优点：开关磁阻电动机是一种比较新型的电动机，第一，其结构简单，结构简单，比不上其他任何电动机；在恶劣的环境下工作，几乎不需要维护。功率范围大，可达到的速度高。转子转动惯量，系统动态响应速度；马达扭矩可以减少电源开关装置的数量，而不考虑电流方向。高启动力矩，无启动冲击电流；理想的四象限运行特性适用于电动汽车驱动。转矩/速度特性与电动汽车的工作特性相匹配。热量集中在定子上，散热能力强。效率达85%到93%，在大范围内保持高效率：在马达控制方面，灵活、简单，马达制造成本也很低。开关磁阻电动机，缺点：开关磁阻电动机的控制系统比其他电动机的控制系统稍微复杂，位置检测仪是开关磁阻电动机的核心设备，其性能对开关磁阻电动机的控制运