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本文主要对新能源汽车电机系统进行详解,主要从直流电动机、三相异步感应电动机、永磁同步电动机、磁阻电动机四部分进行讲解。

新能源汽车技术讲解_电机系统组成详解-艾普智能.jpg

一、概述

新能源汽车驱动系统包括能源、电机和控制器。控制器主要由功率模块(电源的电子开关线路)和控制模块(包括微处理器和相应软件)组成。控制器的作用是将动力源的电能转变为适合于电机运行的另一种形式的电能,所以控制器本质上是一个电能变换控制装置。控制器选择恰当时,驱动系统的性能决定于电机。

电动机概述-艾普智能.jpg

1、电动机类型

新能源汽车电机驱动系列主要分为四种:直流电动机、三相异步感应电动机、永磁同步电动机、磁阻电动机。

电动机类型-艾普智能.jpg

常见电动机中适用于电力驱动的电动机分类如下:

电动机类型-艾普智能.jpg

2、新能源驱动系统中电动机功用

新能源动力汽车,其特点是将不同类型的能源转换为电能,电动机将电能转换为机械能,并通过传动系统将机械能传递到车轮驱动车辆行驶。电动机在动力系统中的位置下图所示。电动机可单独驱动汽车行驶,在市区实现零排放。不同的汽车对电机的功能要求不同。

新能源驱动系统中电动车功用-艾普智能.jpg

3、新能源汽车对驱动电机的性能要求

新能源汽车对驱动电机的性能要求-艾普智能.jpg

二、直流电动机

新能源汽车技术讲解_电机系统组成详解—艾普智能.jpg

1、直流电动机工作原理

(1)直流电动机的组成

直流电动机分为两部分,定子与转子。定子包括:主磁极。机座,换向极,电刷装置等。转子包括:电枢铁芯,电枢绕组,换向器。轴和风扇等。定子和转子之间由空气限分开。

1)定子

定子就是发动机中固定不动的部分,它主要由主磁极,机座和电刷装置组成。主磁极是由主磁极铁芯(极心和极掌)和励磁烧组组成其作用时用来产生磁场。

直流电动机工作原理-艾普智能jpg

2)转子

转子是电动机的转动部分。主要由电枢和换向器组成。

直流电动机转子-艾普智能.jpg

(2)直流电动机工作原理

直流电动机工作原理-艾普智能.jpg

(3)直流电动机励磁

电动机是根据电磁感应原理实现能量转换的,电机磁场的建立的两种途径: 一是对励磁线圈通电产生磁场,二是使用永久磁铁形成磁场。

直流电动机励磁-艾普智能.jpg

(4)无刷直流电动机BLDCM

BLDCM是随电子技术的发展而出现的一种新型电动机。 它以电子换向装置代替了直流电动机的电刷和换向器,其特性与普通直流电动机相类似,但是在性能上保持了普通直流电动机的优点而克服了其缺点。

无刷直流电动机BLDCM-艾普智能.jpg

无刷直流电动机BLDCM-艾普智能.jpg

三、三相异步感应电动机

新能源汽车技术讲解_电机系统组成详解—艾普智能.jpg

交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两大类。

三相交流电动机-艾普智能.jpg

1、三相异步感应电动机结构

三相异步电动机的结构如图下图所示,主要由定子、转子、机座、支架、外壳.风扇罩和冷却风扇等组成。感应式电动机转子与定子之间没有任何电气上的联系,能量的传递全靠电磁感应作用。

三相异步感应电动机结构-艾普智能.jpg

2、三相异步电动机工作原理

三相异步电动机工作原理-艾普智能.jpg

3、三相异步感应电动机转矩与转速的控制

电动车中应用鼠笼式转子感应电动机,三相异步感应电动机不能用直流电直接驱动,需要使用逆变器将直流电变换为频率和幅值可调节的交流电,来实现对异步感应电动机的控制。

三相异步感应电动机转矩与转速的控制-艾普智能.jpg

3、三相异步感应电动机转矩与转速的控制-艾普智能.jpg

四、永磁同步电机

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1、永磁同步电机定义

永磁同步电机定义-艾普智能.jpg

2、永磁材料的基本知识

永磁材料的基本知识-艾普智能.jpg

3、永磁同步电动机原理

永磁同步电动机原理-艾普智能.jpg

4、永磁同步电动机结构

永磁同步电动机结构-艾普智能.jpg

5、永磁同步电动机转子

永磁同步电动机转子-艾普智能.jpg

6、永磁同步电动机工作原理

永磁同步电动机工作原理-艾普智能jpg

7、永磁同步电动机特点

永磁同步电机特点-艾普智能.jpg


8、永磁同步电动机冷却系统组成

永磁同步电动机冷却系统组成艾普智能.jpg

9、永磁同步电动机驱动


永磁同步电动机驱动-艾普智能.jpg

五、磁阻电动机

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1、磁阻电动机概述

磁阻电动机是利用转子磁阻不均匀而产生转矩的小功率同步电动机,又称反应式同步电动机。磁阻电动机不依靠定子、转子烧组电流所产生应场的相互作用而产生转矩。而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。

磁阻电动机概述-艾普智能.jpg

2、开关磁阻电动机

开关磁阻式电动机SRM ( switch resistance motor )也叫可变磁阻式VRM ( variable reluctance motor )电动机,其结构组成如下图所示。主要有磁阻电机、功率变换器、传感器和控制器四部分组成。

开关磁阻电动机-艾普智能.jpg

3、开关磁阻驱动电机结构

开关磁阻电动机的定子和转子采用凸极结构,定子和转子由硅钢片叠片组成。开关磁阻电动机的定子和装置极数不同,有多种组合方式。

开关磁阻驱动电机结构-艾普智能.jpg

4、开关磁阻电动机不同组合结构方案

开关磁阻电动机不同组合结构方案-艾普智能.jpg

5、开关磁阻电机工作原理

开关磁阻电机工作原理-艾普智能.jpg

开关磁阻电机工作原理-艾普智能.jpg

6、开关磁阻电动机特点

开关磁阻电动机特点-艾普智能.jpg

7、永磁磁阻电动机
永磁磁阻电动机PRM(permanent.magnet reluctance motor)是一种同步电动机,也属于磁阻电动机的一种,其特征是转子采用永磁磁阻混合方式,即将永磁的磁钢固定在转子体铁芯中的反应槽与磁障槽之间。

永磁磁阻电动机-艾普智能.jpg

永磁磁阻电动机构造

永磁磁阻电动机构造-艾普智能.jpg

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