电动汽车的驱动电动机及其调速控制方式

1、.,电动汽车运用技术,付主木 主编 机械工业出版社,.,第4章 电动汽车的驱动电动机 及其调速控制方式,电动汽车的驱动电动机,电动汽车驱动电动机调速控制方式,4.1,4.2,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,1. 电动汽车驱动系统对电动机要求 2. 电动汽车驱动电动机的分类,4.1.1 电动汽车驱动电动机的分类及选择,图4-1 电动汽车驱动电动机的分类,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,3. 驱动系统电动机的选择,表4-3 电动汽车常用驱动电动机性能比较,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,分类 2. 特点及注意事项 3. 调速控制理论基础,4.1.2 直流电动机,.,4.1 电动汽车的驱动电动

2、机,图4-2 直流他励电动机的等效电路,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-3 各种直流电动机的速度转矩特性,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-4 电动汽车所需的理想特性曲线,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,分类 2. 性能特点 3. 三相异步感应电动机的转矩与机械特性,4.1.3 交流异步电动机,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-5 三相异步电动机的机械特性,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-6 相电压U1对转矩与转速的关系曲线的影响,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-9 不同的电压幅值和频率下的转矩与转速的关系曲线,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,4. 三相

3、异步感应电动机产品举例,图4-10 西门子公司PV系列感应电动机的机械特性曲线,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,永磁电动机分类 2.永磁材料及其性能 3. PM电动机（永磁电动机）的结构,4.1.4 永磁无刷电动机,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-11 PM电动机的各种转子结构,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-13 混合励磁式同步电动机,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,4. PM电动机的特点 5. 永磁磁阻同步电动机的机械特性 6. 应用举例 7. 数学模型,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-15 SPM的等效电路,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-16 IPM

4、的等效电路,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,磁阻电动机的分类 2. 开关磁阻电动机的基本结构与原理 3. 开关磁阻电动机的特点 4. 开关磁阻电动机调速控制理论基础,4.1.5 开关磁阻电动机,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-18 转矩产生原理,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-19 特性图,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,5. 开关磁阻电动机的机械特性,图4-20 开关磁阻电动机的机械特性,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,1. 磁阻电动机共同的优点 （1）转子中没有磁铁和绕组，所以发热少，冷却容易； （2）材料为容易获得的硅钢板，有可能实现大批量生产； （3）高速情况下的

5、运转是可能的，由于有凸极性，可以用电子的方法从电压电流等量中推定出转子的旋转角度，极低速情况下可以实现无传感器的运转等。,4.1.6 电动汽车驱动电动机的发展前景,.,4.1 电动汽车的驱动电动机,2. 磁阻电动机共同的缺点 （1）如果不减小气隙，就得不到高效率和高的功率因数； （2）当磁通量的变化剧烈时就会产生磁性噪声； （3）此外，在高振动环境中，如果气隙小就容易出问题。,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,直流电动机的机械特性数学方程式 2. 直流电动机的调速控制方式,4.2.1 直流电动机的调速控制方式,图4-21 电枢电压与磁极磁通量配合调节时的电动机特性,.,4.2 电动汽

6、车驱动电动机调速控制方式,变压变频控制,4.2.2 交流异步电动机的调速控制方式,图4-22 变压变频控制的异步电动机系统框图,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,2. 矢量控制,图4-24 与转子磁链同步旋转的 坐标系,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,图4-25 与转子磁链同步旋转的 坐标系,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,3. 直接转矩控制,图4-27 直接转矩控制异步电动机的系统框图,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,4. 自适应控制,图4-28 感应电动机的模型参考自适应控制系统框图,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,5. 滑模控制,

7、图4-30 感应电动机的滑模控制系统框图,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,6. 效率优化控制,图4-31感应电动机的效率优化磁场定向控制系统框图,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,矢量控制 （1）id = 0控制 （2）最大转矩/电流比控制 （3）弱磁控制,4.2.3 永磁同步电动机的调速控制方式,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,2. 直接转矩控制,3. 恒压频比开环控制,图4-32 PMSM直接转矩控制系统结构,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,1. 角度控制法（APC） 2. 电流斩波控制法（CCC） （1）限制电流上下幅值的控制 （2）电流上限和关断时间恒定,4.2.4 开关磁阻电动机的调速控制方式,.,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,3. 电压控制法（VC） 4. 组合控制 （1）高速与低速电流斩波控制组合 （2）变角度电压PWM控制组合,.,电动汽车的驱动系统对于电动机的要求有哪些？