混合动力汽车的电机驱动系统PPT课件

。1、第三项混合动力汽车的电机驱动系统主动混合动力汽车的电机驱动控制系统是新能源汽车的主要执行机构。混合动力汽车的电机驱动系统一般由电机、控制器、功率转换器和传感器、电源等组成。驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件之一(电池、电机、电气控制)。其驱动特性决定了车辆的主要性能指标。混合动力汽车电机驱动系统的组合形式是：机械驱动型、机电一体化驱动系统、机电一体化驱动系统、轮毂点击驱动。混合动力电动汽车电机驱动系统的要求1。高扭矩和功率密度纯电动汽车和混合电动汽车的动力总成结构非常紧凑，为电机驱动系统留下的空间非常小。在减小电机尺寸的同时，还要求电机具有足够的转矩和功率。2.电机的工作速度范围宽。主减速齿轮设置在电机和输出到轮毂的轴之间。为了达到车辆的最高转速，驱动电机的理想机械特性是：输出低于基本转速的大扭矩，以适应车辆起动、加速、爬坡、频繁起动和停车等复杂工况。在基本速度以上，采用恒功率运行，以满足最大速度、超车等要求。3.系统效率高电动汽车的电源是有限的。提高电驱动系统的效率是提高汽车续航里程和经济性的重要手段。电机及其驱动器应防水、防尘、防震，并具有较强的环境适应性。电机的结构应牢固，体积应尽可能小，重量应尽可能轻，并应具有良好的环境适应性和高可靠性。5.电磁兼容性好的电机驱动系统是汽车中较大的干扰源。电机和驱动器设计以及车辆布局应充分考虑电磁兼容性和屏蔽，以尽可能避免和减少驱动系统对其他电器的影响。此外，应避免和减少点火系统等干扰源对电机驱动系统的影响。6.高性价比的电机驱动系统作为整车的一个组成部分，在保证性能的前提下，不应过于昂贵，尤其是在当前世界汽车工业的竞争环境下。只有提高驱动电机的性价比，才能为电动汽车的生产铺平道路。电机驱动系统的电机及其控制器电机是一种根据电磁感应原理运行的旋转电磁机器，用于将电能转换为机械能。根据需要，电动机通常具有电力和发电两种功能。根据类型，DC电机、感应电机、永磁同步电机和开关磁阻电机可分为四类。6，3。电机驱动系统的电机及其控制器的电机控制系统主要用于调节电机的运行状态，以满足整车不同的运行要求。根据所选电机类型，功率转换器包括DC/DC、DC/交流和脉宽调制功率转换器。其功能是根据电机驱动电流的要求，将蓄电池的直流电转换成相应电压等级的直流电、交流电或脉冲电源。输出功率或电压与占空比(开关接通时间与整个开关周期的比率)相关。开关电源可用于升压和降压。DC/交流转换器(逆变器)将电池组的DC电源转换成具有稳定输出电压和频率的交流电源。9、脉宽调制(脉冲宽度调节)通过调节脉冲宽度来调节电压，是指利用电容和电感的储能特性，通过可控开关进行高频开关，将输入电能储存在电容(电感)中。当开关关闭时，电能被释放到负载以提供能量。驱动电机和控制系统的发展趋势1。永磁电机效率高、比功率大、功率因数高、可靠性高、维护方便。在基于逆变器的数字电动车辆中，来自蓄电池的直流电通过逆变器转换为电机的交流电。其核心部件是TGBT，电容器占电机驱动控制器成本的50%以上。需要系统集成来降低电动汽车的成本。电机驱动系统的集成包括两个方面：(1)机电集成：电机与发动机的集成，电机与变速器的集成(2)控制元件：电机驱动系统的所有控制元件的集成。11岁。移动式双直流电机及其控制系统直流电机是指将直流电能转化为机械能(直流电机)或机械能转化为直流电能(直流发电机)的旋转电机。这是一个能把DC能量和机械能相互转换的马达。当作为马达运行时，它是一个DC马达，将电能转换成机械能。当作为发电机运行时，它是DC发电机，将机械能转换成电能。DC电机的结构主要由电枢、磁极、电刷和电刷架、外壳、前后端盖等组成。现代汽车起动机通常使用DC串联电机，其励磁绕组与电枢绕组串联。(1)定子(固定部分):产生主磁场和电机(1)的机械支撑。磁极由两部分组成：磁极铁芯和磁场绕组。磁极用于产生电机的磁场。磁极铁芯上套有磁场绕组。四(6)个绕组以特定方向连接。绕组通电后，产生磁场来磁化磁极。每个磁极的内部形成一个交替排列的N极和S极。在磁极、外壳和电枢芯、16之间形成磁路。连接磁场绕组有两种方法：一种是将四个绕组串联起来，然后将电枢绕组串联起来；另一种是磁场绕组串联，然后并联，然后与电枢绕组串联。这种电机内阻小，可以获得较大的电枢电流。换向磁极：由磁极铁芯和绕组组成，产生附加磁场，减少电刷和换向器之间的火花，避免电机换向时烧毁换向器。电刷和电刷架与换向器保持滑动接触，电流被引入电枢以产生定向转矩。一般来说，有四个同极相对安装的电刷，即绝缘电刷和接地电刷。轴承的前后端盖和前端盖用钢板压制，并安装有电刷架。后端盖由灰铸铁或铝合金制成，内装有电机传动机构、拨叉座和主动齿轮行程调节螺钉。5.机壳是机壳的基础部件，起着导磁的作用。它是由钢管制成的。外壳的一端设有观察电刷和换向器的窗口。外壳只有一个与外壳绝缘的电源端子，并连接到外壳内磁场绕组的一端。电枢(旋转部件):电枢也称为转子。它用于产生电磁转矩，由铁芯、电枢绕组、电枢轴和换向器组成。电枢铁芯的电枢铁芯通过层压多个彼此绝缘的硅钢片而形成。内圆周面上的花键槽压配合在电枢轴上，外圆周面上形成安装电枢绕组的槽。2.电枢绕组励磁绕组通电后，在磁场的作用下，产生感应电流，产生电磁转矩，将电能转化为机械能。3.换向器压装在电枢轴上，将电刷的直流电转换成电枢绕组中导体所需的交流电。DC电机的工作原理(1)DC电机DC电机的功能和基本原理是一种将电能转化为机械能的装置，其功能是在发动机起动时产生所需的电磁转矩。DC发动机是用pr制造的当前方向是ad，这可以通过左手定则来确定。线圈受到逆时针方向的转矩，电枢绕组和换向器片在电磁转矩的作用下逆时针旋转。25、电流方向为：电池正极正极电刷换向器片B线圈dcba换向器片a负极电刷电池负极。线圈中的电流方向是da，这可以通过左手定则来确定。线圈仍然受到逆时针方向的转矩，电枢绕组和换向器片在电磁转矩的作用下继续逆时针旋转。注：换向器片与电源固定连接。不管线圈如何旋转，上半部分的电流总是向内，下半部分的电流总是向外。电刷压在换向器片上。当DC马达连接到DC电源时，载流导体受到磁场中的电磁力，该电磁力产生电磁转矩以旋转电枢。电机产生的电磁转矩m取决于磁通量和电枢电流Ia的乘积，即T=CmIa，其中Cm是电机的结构常数，它与电机的极数和绕组数有关。电机电磁转矩平衡方程：T=TL T0T0(空载损耗转矩):电机运行时机械摩擦产生的阻力转矩。TL(负载转矩):(电机驱动生产机械的负载转矩)只有当电磁转矩T与空载转矩T0和负载转矩TL平衡时，电机才能平稳运行。反电动势原理：当DC电机的电枢绕组通电时，产生电磁转矩使电枢转动。旋转电枢绕组切割磁力线后产生感应电动势，右手定则可判断电动势方向与线圈电流方向相反，即与外加电压方向相反，故称反电动势，其大小为：e逆=Cen，其中Ce电机结构常数；磁极磁通；N电枢速度。电机的电压平衡方程：U=IaRau:电枢绕组的端电压Iara:电枢绕组上损失的电压降反电动势E与电枢电流Ia的方向相反，这在限制电路中的电枢电流方面起作用。永磁DC电机的磁通在工作时保持不变，转速随着转矩的增加近似线性下降，但下降幅度很小。根据励磁绕组与电枢绕组的连接关系，电磁DC电机可分为并联励磁型、串联励磁型和复合励磁型。33、34、1、分别励磁和并联励磁型DC电机的励磁绕组和电枢绕组都连接到同一电源上。如果外部电压不变，励磁电阻不变，各磁极的磁通基本不变，其机械特性与永磁型基本相同，即机械特性相对“硬”，适应性差，一般用于减速启动器。串联励磁DC电机的励磁绕组与电枢绕组串联，电枢电流等于励磁绕组电流和总电流。串联励磁电机具有起动转矩大、轻载速度高、重载速度低、短时间内输出最大功率的特点。它具有相对“软”的机械特性，因此特别适合直接驱动启动器。复合励磁电机的磁极上有两组励磁绕组，一组与电枢串联，另一组与电枢并联。复合励磁电机类似于空载运行时的并联励磁电机。负载增加后，串联励磁绕组的磁场会随着负载的增加而增强，运行工况接近串联励磁电机。因此，其机械特性比并联激励更软，比串联激励更硬。一些大功率起动器采用复合励磁DC电动机。DC电机调速：使电机在相同负载下得到不同的调速。目的是改变电机的工作速度，适应c可以看出，改变电机转速有三种方法：(1)调整电枢端电压U；降压方向，从上到下(2)调节励磁磁通；弱磁调速，自下而上调节(3)调节电枢外部串联电阻；从上到下，DC电机的制动电机有两种运行状态：电动：同向运行T和N。制动：操作与n相反。制动的目的是停止电机或限制速度。T=cmia ，39、1、能耗制动：制动时，电源切断，励磁不变，因为惯性转速不变，n不变，但电枢电流改变方向，使t反转，电机处于制动状态。T=ce ia，40，2，反向连接制动器：反向连接制动器，反向旋转速度：正向连接和反向旋转。电机的转矩小于负载转矩，负载驱动电机反向启动，使电机的转速向电磁转矩方向旋转，n和t反向，电机处于制动状态。电枢反向连接的反向制动：正向到反向连接。当电机在电动状态下运行时，它突然反转电枢，即U为负，电枢电流改变方向，使T改变方向，电机处于制动状态。反馈制动：再生制动1)当负载拖动电机，电机运行在反电状态时，EnU反转电枢电流，即T反转，电机进入发电机运行状态，当电机转速由于某种原因达到某一值时，开始制动。电机将轴上的大部分机械动力输入反馈给电源，而一小部分消耗在电阻器上。En=ce nu=En iara2)改变电枢电压：电机在正向电状态下运行，电枢电压突然下降，en没有时间改变，并且发生反馈制动。42岁。移动式三相感应电动机及其控制系统。单相和三相交流异步电动机在结构上分为两种类型：鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电动机。异步电动机由两个基本部分组成：定子(固定部分)和转子(旋转部分)。定子：定子是三相异步电动机的固定部件，它产生旋转磁场和机械支撑。2.转子：转子是三相异步电动机的旋转部件。它的功能是旋转并产生电磁转矩。对称三相定子绕组鼠笼式和绕线式三相异步电动机的定子结构完全相同。三相绕组由相同匝数和相同绕组分布的定子铁芯和对称三相定子绕组组成。三相绕组的头部、头部、尾部和尾部相差120。每个相绕组的头部和尾部相差180，45、2三相异步电动机的转子绕组和转子结构不同。鼠笼式三相异步电动机转子由转子铁芯和鼠笼组成，而绕线式三相异步电动机转子由转子铁芯和对称的三相转子绕组组成。绕组式转子是通过绕组的三相绕组，三相绕组是星形(Y)连接方式。缠绕式转子的三个端部连接三个旋转滑环，三个旋转滑环通过电刷与外围三相启动设备连接。三相异步电动机的工作原理是：三相定子绕组通过产生旋转磁场连接成星形，对称三相电源，对称三相电流在定子绕组中流动。三相异步电动机的定子绕组是空间位置对称的三相绕组。如果三相对称交流电流通过定子绕组，在电机内部将建立一个恒速旋转磁场，称为旋转磁场。这是异步电动机工作的基本条件。定子旋转磁场的转速称为同步速度，也称为电机的同步速度，用n0表示。定子旋转磁场的转速与电源电压频率f1成正比，与极对p成反比。三相异步电动机的旋转原理有一个相对此外，因为产生电磁转矩的电流是由电磁感应产生的，所以三相异步电动机的同步速度no和转子速度n(n=no-n)之间的差，也称为感应电动机转差，称为转差。转差率和同步速度的百分比称为转差率，用S表示，在电机额定状态下，SN=(2 6)%。s=(no-n)/no 100% n=(1-s)no=(1-s)60fl/p从以上分析可以看出，转子速度n和同步速度no之间的差异非常小，电机工作在电状态nno，电机工作在发电制动状态nno。两相和三相电机的调速需要根据各种生产机器的需要进行调整。这是速度调节。三相异步电动机转速表达式： n=(1-s)否；可以看出，三相异步