盘式永磁同步电机直接驱动独立车轮及导向控制技术
浅谈新能源汽车轮毂电机
浅谈新能源汽车轮毂电机1. 引言1.1 新能源汽车轮毂电机的发展背景随着技术的进步和成本的不断降低，轮毂电机逐渐成为了新能源汽车的首选动力系统之一。
相比传统的中置电机，轮毂电机具有结构紧凑、高效率、省空间等优势，使得新能源汽车在驱动系统上有了更为灵活和多样化的选择。
在全球范围内，各大汽车制造商纷纷推出了搭载轮毂电机的新能源汽车，并不断推陈出新，不断改进和创新。
政府对新能源汽车的政策支持也促进了轮毂电机技术的发展和应用。
新能源汽车轮毂电机已经成为了未来汽车行业的重要发展方向，势必会对整个行业产生深远影响。
1.2 新能源汽车轮毂电机的作用新能源汽车轮毂电机作为新能源汽车的重要组成部分，扮演着至关重要的作用。
它是一种集成在汽车轮毂内部的电机，可以直接驱动车轮转动，从而实现汽车的动力传递。
其主要作用可以总结为以下几点：1. 提供动力：新能源汽车轮毂电机可以直接为车辆提供动力，无需传统燃油发动机通过传统传动系统传递动力，减少了动力传递过程中的能量损失。
2. 实现能量回收：新能源汽车轮毂电机可以通过回收制动能量或者车辆惯性能量，在制动或减速时将部分能量转化为电能储存起来，提高了能量利用效率，减小了能量浪费。
3. 提高驾驶体验：新能源汽车轮毂电机可以实现电动驱动的瞬间响应，提高了车辆的加速性能和驾驶灵活性，使驾驶体验更加舒适和操控更加精准。
4. 降低噪音和振动：新能源汽车轮毂电机相比传统发动机具有噪音和振动较小的优势，使车辆运行更加安静和平稳。
新能源汽车轮毂电机的作用不仅在于提供动力和改善驾驶体验，还在于提高能源利用效率和降低对环境的影响，是新能源汽车的核心技术之一。
2. 正文2.1 新能源汽车轮毂电机的工作原理新能源汽车轮毂电机的工作原理是通过电能转换成机械能，驱动车辆运动。
这种电机直接安装在轮毂内部，与车轮相连，可以直接驱动车轮旋转，避免了传统燃油车辆中的传动系统，减少了能量转换过程中的能量损耗。
新能源汽车轮毂电机通常采用永磁同步电机或感应电机作为核心部件，通过轮毂上的传感器检测车速和转动方向，控制电机转速来实现车辆的加速、减速和制动。
国内现代有轨电车车辆发展状况综述
国内现代有轨电车车辆发展状况综述臧宇;许广鹏;关和宁;姚震;俞俊杰【摘要】In recent years, through the independent research and development, technology introduction, joint development and various forms of research and development, the domestic vehicle manufacturers have made design, production and improvement on tram vehicles. The first part of the paper summarizes the vehicle delivery, the performance and the basic system of major domestic tram car manufacturers. In the second part it makes detailed description and comparison of the manufacturers of the vehicles in the aspects of power supply, bogie, traction and braking etc., their characteristics and the advantages and disadvantages. In the fi nal part, the paper makes a summary and conclusion and provides references for the decision makers in the future of vehicle type selection.%近年来，国内各车辆生产厂商纷纷通过自主研发、技术引进和联合开发等多种形式进行有轨电车车辆的研发、设计、生产和改进。
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的加大，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到世界各国的关注和重视。
直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generation System，简称D-PMSG）作为一种新型的风力发电技术，具有高效率、高可靠性、低维护成本等优点，因此在风力发电领域具有广阔的应用前景。
本文旨在深入研究直驱式永磁同步风力发电系统的控制技术，探讨其在实际应用中的性能优化和稳定性提升。
文章首先介绍了直驱式永磁同步风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力机、永磁同步发电机、功率变换器等关键部分。
随后，文章重点分析了直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网同步控制、有功和无功功率解耦控制等，并讨论了这些控制策略在实际应用中的优缺点。
本文还探讨了直驱式永磁同步风力发电系统在并网和孤岛运行模式下的控制问题，以及系统故障时的保护策略。
通过理论分析和实验研究，文章提出了一些改进的控制方法和策略，旨在提高直驱式永磁同步风力发电系统的运行效率和稳定性，为风力发电技术的发展提供理论支持和实践指导。
本文总结了直驱式永磁同步风力发电系统控制研究的现状和发展趋势，展望了未来可能的研究方向和应用前景。
希望通过本文的研究，能够为直驱式永磁同步风力发电系统的进一步推广和应用提供有益的参考和借鉴。
二、直驱式永磁同步风力发电系统概述直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator System，简称DD-PMSG）是一种新型的风力发电技术，其最大特点在于风力机直接与发电机相连，省去了传统的齿轮增速箱，从而实现了发电机的直接驱动。
基于Motor-Cad的直驱式轮毂电机的优化设计与性能分析
基于 Motor-Cad的直驱式轮毂电机的优化设计与性能分析摘要： Motor-Cad是十分强大的电机设计分析工具。
本论文基于Motor-Cad设计了某功率型号的外转子直驱式轮毂电机并对其性能进行了研究，电机采用永磁同步电动机，相对于传统的车用驱动电机，这种电机具有高效、高功率密度、结构简单紧凑等一系列优点，特别适合作为车用电机使用，对其性能的研究也表明，设计的电机能够完全满足电动车使用要求。
关键词：外转子；直驱式；轮毂电机；永磁同步电动机0引言当今世界能源短缺和环境污染问题日益严重，因此开发零排放的电动汽车是解决此类问题的重要举措之一。
将电驱动汽车取代传统的燃油汽车成为现代汽车工业的发展趋势，与燃油汽车相比，电动汽车采用电动机作为驱动源，省略了减速器、差速器，直接将电动机安装在汽车车轮上，大大提高了汽车的效率。
本文所设计的直驱式车用电动机采用永磁同步电机，具有高效率、高功率密度、结构简单、易于控制等一系列优点。
1轮毅电机技术与直驱式轮毂电机概述1.1轮毅电机技术要求在设计轮毅电机时应当满足以下技术要求:（1）结构紧凑，质量轻盈。
由于需要将整个驱动装置安装在密闭狭小的轮毅内部，因此在电机设计时要尽量紧凑。
同时，又因为其被放置在车轮内部，汽车的簧下质量也会相应地有所增加。
为了达到操纵平稳、乘坐舒适的要求，就需要减少汽车的簧下质量，因此轮毅电机的设计需要实现轻量化。
（2）较宽调速范围、较强过载能力和较高功率密度。
调速范围宽和过载能力强能够使电动汽车在动力方面的需求得到满足。
由于轮毅电机安装空间有限，但其对电动汽车进行驱动时也需要输出较大的功率，因此它还需要具有较大的功率密度。
（3）优良的密封性、散热性和可靠性。
从轮毅电机的防护和保养来看，由于轮毅电机长期工作在离地面较近的区域，很容易接触灰尘、泥上等污物，这就需要电机有很好的密封性。
又由于轮毅电机安装在车轮轮毅内部密闭空间内，当它运行时就会产生大量的热，这种特殊的工作特性导致它的工作温度容易变得过高，因此对散热性能有很高的要求。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机
大功率盘式无铁芯永磁同步电机摘要：1.大功率盘式无铁芯永磁同步电机的概述2.大功率盘式无铁芯永磁同步电机的结构特点3.大功率盘式无铁芯永磁同步电机的优势4.大功率盘式无铁芯永磁同步电机的应用领域5.大功率盘式无铁芯永磁同步电机的发展前景正文：大功率盘式无铁芯永磁同步电机是一种采用永磁材料作为磁场源的同步电机，具有高效率、高功率因数、高转矩密度和低噪音等优点，因此在工业生产和电力系统中得到了广泛的应用。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机的主要结构特点是无铁芯，即在电机的定子上不使用铁芯，而是使用永磁材料来产生磁场。
这种结构的电机具有体积小、重量轻、效率高等优点。
另外，该类型的电机还具有很好的调速性能，可以实现无级调速，因此在一些需要精确控制的应用场合中得到了广泛应用。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机的优势主要体现在高效率、高功率因数、高转矩密度和低噪音等方面。
由于采用了永磁材料作为磁场源，因此电机的效率和功率因数都比传统的电机要高。
同时，由于电机的结构特点，使得电机的转矩密度大大提高，可以实现高扭矩的输出。
另外，由于电机的无铁芯结构，使得电机的噪音大大降低，因此在一些对噪音要求比较高的场合中得到了广泛应用。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机的应用领域非常广泛，包括工业生产、电力系统、交通运输等各个领域。
在工业生产中，该类型的电机可以实现高精度的控制，提高生产效率和产品质量。
在电力系统中，该类型的电机可以实现高效率的能量转换，提高电力系统的运行效率。
在交通运输领域，该类型的电机可以实现高扭矩的输出，提高交通运输工具的驱动性能。
随着科技的发展和工艺的提高，大功率盘式无铁芯永磁同步电机的发展前景非常广阔。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机
大功率盘式无铁芯永磁同步电机随着科技的不断进步，电机技术也在日益更新。
大功率盘式无铁芯永磁同步电机作为一种高效、节能的电机产品，正逐渐成为市场上的热点。
本文将对这种电机进行简要介绍，并分析其应用领域、市场需求以及我国在该领域的研究与发展现状。
一、大功率盘式无铁芯永磁同步电机简介大功率盘式无铁芯永磁同步电机是一种采用永磁材料作为磁场源，利用同步电机运行原理实现电能转换的高效电机。
与传统的铁芯电机相比，它具有体积小、重量轻、效率高、噪音低等优点。
在实际应用中，这种电机可广泛应用于风力发电、电动汽车、工业传动等领域。
二、电机结构特点及优势1.无铁芯结构：采用高性能永磁材料作为磁场源，取消了传统的铁芯结构，降低了电机重量和体积，提高了电机的运行效率。
2.同步电机：通过同步电机运行原理，实现电能的高效转换，降低了能源损耗。
3.盘式设计：电机采用盘式结构，有利于热量的散发，提高了电机的可靠性和稳定性。
4.高效率：与传统电机相比，大功率盘式无铁芯永磁同步电机具有更高的效率，降低了能源成本。
5.低噪音：由于取消了铁芯结构，使得电机运行时的噪音得到有效降低。
6.宽调速范围：同步电机具有宽调速范围的特点，可满足不同工况的需求。
三、应用领域与市场需求大功率盘式无铁芯永磁同步电机具有广泛的应用领域，如风力发电、电动汽车、工业传动、航空航天、医疗器械等。
随着节能减排政策的推进，以及各行业对高效、节能、环保技术的追求，这种电机在市场上的需求越来越大。
四、我国在该领域的研究与发展现状近年来，我国在大功率盘式无铁芯永磁同步电机领域的研究取得了显著成果。
多家科研院所和企业纷纷加大投入，推动技术研发和产业化进程。
目前，我国已成功研制出多款具有国际先进水平的大功率盘式无铁芯永磁同步电机产品，并在国内外市场取得了一定的市场份额。
五、未来发展趋势与展望展望未来，随着科技的进步和市场需求的不断提高，大功率盘式无铁芯永磁同步电机将呈现出以下发展趋势：1.高性能永磁材料的研发：为了进一步提高电机的性能，未来将加大对高性能永磁材料的研究与开发。
采用轮毂电机的独立车轮轮对的主动导向控制
Ｉ 电机 ｌ 轮
一
伯１ 独 ４轮 彤式
和 电动 汽车 中得 到 了广 泛应 用 ｌ 。在 国外 ，一 体 化 １ ］ 的同步永 磁 电机独 立 车轮 的样 机 已经 出现［ 。 ２ ］ 使用 轮毂 电机 的独 立 车轮转 向架通 常具 有 ２种
果表 明 ：如果仪使用转 速差作为反馈量 ，只能使轮 对获得 类似 刚性 轮对 的导 向能力 ；而在补偿 轨道 曲率和 车辆 速度信息 以后 ，可 以使 轮对的横移接近线路 的中心位 置 。引入 反馈 控制后 ，随着控 制增益 的增加 ，系统 的临界 速度逐渐下 降 ，补偿轨 道曲率和车辆速度信息并不 改变 轮毂 电机独立车轮 主动导 向控 制 的稳定 性 。在 Ｐ 控 制器 Ｉ 作用 下 ，基 于左 、右轮转速差为反馈量的轮毂 电机独 立车轮 轮对 的行为类 似于 弹性 阻尼 耦合轮 对 ，其稳定 性
与弹性一 阻尼耦 合轮对相同 ，在补偿轨道 曲率 和车辆 速度信息后其导 向能力能够优于 弹性一 阻尼耦 合轮对 。
关键 词 ：独立车轮 ；轮毂电机 ；主动导 向；控制 ；铁道 车辆
中 图 分 类 号 ：Ｕ２ ２ ３ 文 献标 识 码 ：Ａ
１ 轮毂 电机独 立车轮轮对
车
轮毂 电机 是指将 牵 引 电机 的转子 与独 立车 轮直
使独 立车 轮轮对 左 、右车轮 的转 速相 同 ，从 而使其
获得 导 向能力 。这种 控制方 法 的反馈量 是独立 车轮 左 、右轮 的转速 差 ，而转速差 可 以通过 测量左 、右
驱动电机及其控制技术
驱动电机及其控制技术驱动电机是电动汽车驱动系统的核心部件，其性能好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能。
驱动电机一般有直流电机、交流电机、永磁电机和开关磁阻电机四种。
由于直流电机在电动车上的应用较少，主要介绍永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机三种电机及其控制技术。
一.永磁同步电机及其控制技术；永磁同步电机具有高效、高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性及低振动噪声的特点，通过合理设计永磁磁路结构能获得较高的弱磁性能。
它在电动汽车驱动方面具有很高的应用价值，受到国内外电动汽车界的高度重视，是最具竞争力的电动汽车驱动电机系统之一。
永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流的永磁同步电机两种。
这里以三相正弦波驱动的永磁同步电机为例，阐述永磁同步电机的结构与特点。
永磁同步电机的结构和传统电机样，它主要由定子和转子两大部分构成。
定子与普通异步电机的定子基本相同，由电枢铁心和电枢绕组构成。
电枢铁心一般采用0.5mm硅钢冲片叠压而成，对于具有高效率指标或频率较高的电机，为了减少铁耗，可以考虑使用0.35mm的低损耗冷轧无取向硅钢片。
电枢绕组则普遍采用分布短距绕组；对于极数较多的电机，则普遍采用分数槽绕组；需要进一步改善电动势波形时，也可以考虑采用正弦绕组或其他特殊绕组。
转子主要由永磁体、转子铁心和转轴等构成。
其中永磁体主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁材料；转子铁心可根据磁极结构的不同，选用实心钢，或采用钢板、硅钢片冲制后叠压而成。
与普通电机相比，永磁同步电机还必须装有转子永磁体位置检测器，用来检测磁极位置，并以此对电枢电流进行控制，达到对永磁同步电机驱动控制的目的。
根据永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电机的磁极结构可分为表面式和内置式两种。
(1)表面式转子磁路结构：在表面式转子磁路结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向。
表面式结构又分为凸出式和嵌入式两种，对采用稀土永磁材料的电机来说，因为永磁材料的相对回复磁导率接近，所以表面凸出式转子在电磁性能上属于隐极转子结构；而嵌入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电磁性能上属于凸极转子结构。
《新能源汽车驱动电机与控制技术》的论文
《新能源汽车电机与控制技术》论文一、引言随着能源危机和环境污染的日益严重，新能源汽车作为一种节能、减排、低碳的交通工具，受到了国内外的广泛关注和重视。
新能源汽车，是指采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车，包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车和燃料电池汽车等12。
新能源汽车的发展不仅有利于保障能源安全，提高能源利用效率，改善环境质量，还有助于推动汽车产业的转型升级，增强国际竞争力。
新能源汽车的核心技术之一是驱动电机与控制技术，它决定了新能源汽车的动力性能、经济性能和安全性能。
驱动电机是新能源汽车的动力源，它将电能转化为机械能，驱动车轮运转。
控制技术是驱动电机的“大脑”，它根据车辆的工况和驾驶员的意图，对驱动电机进行精确的控制，实现最优的运行状态。
驱动电机与控制技术的优劣，直接影响了新能源汽车的性能、效率和寿命。
本文旨在对新能源汽车驱动电机与控制技术进行系统的分析和研究，主要内容和研究目的如下：（1）介绍新能源汽车驱动电机的类型和特点，分析各种类型的驱动电机的优缺点和适用范围，探讨新能源汽车驱动电机的发展趋势。
（2）介绍新能源汽车驱动电机控制器的基本原理和功能，介绍新能源汽车驱动电机的控制策略和方法，探讨新能源汽车驱动电机的控制技术的发展趋势。
（3）介绍国内外新能源汽车驱动电机与控制技术的典型应用案例，分析各种应用案例的技术特点和优势，探讨新能源汽车驱动电机与控制技术的应用前景和挑战。
本文的研究目的是为了深入了解新能源汽车驱动电机与控制技术的现状和发展，为新能源汽车的设计和优化提供参考和指导，为新能源汽车的推广和普及贡献力量。
二、新能源汽车驱动电机的类型和特点新能源汽车驱动电机是指将电能转化为机械能的装置，是新能源汽车的核心部件之一。
根据电机的工作原理和结构特点，新能源汽车驱动电机可以分为以下几种类型：直流电机：直流电机是指电枢和磁场之间的电流方向不随转子转动而改变的电机，主要有直流有刷电机和直流无刷电机两种。
盘式电机 标准
盘式电机标准
盘式电机，也被称为轴向永磁电机或盘式永磁电机，具有结构紧凑、效率高、功率密度大等优点。
以下是一些关于盘式电机的标准特点：
1.结构：盘式电机的结构独特，其定子和转子通常是平面形状。
在一般电机中，定子和转子是里外套着装的，而在盘式电机中，为了使其更薄，定子通常在一个平的基板上，而转子则盖在定子上。
此外，其线圈和定子间的间隙很小，使得相互感应效应也很小。
2.效率：由于盘式电机的独特设计，其效率通常很高。
3.适用性：盘式电机特别适合应用于要求高转矩密度和空间紧凑的场合，如电动车辆、可再生能源系统、齿轮储能系统和工业设备等。
4.冷却系统：盘式电机的双轴空气间隙结构能够产生自然的泵吸作用，这可以被视为电机自带的“内置冷却装置”。
关于盘式电机的具体标准可能会因不同的制造商和应用领域而有所不同。
如果您正在寻找特定于盘式电机的标准或规范，建议您查阅相关的行业标准、制造商的技术规格或联系专业的电机工程师以获取更详细的信息。
采用永磁电机直接驱动方式的机车转向架
文章编号：１００８－７８４２（２０２０）０３－００３９－０４采用永磁电机直接驱动方式的机车转向架张志和，李华祥，李 前，赵清海（中车大同电力机车有限公司 研究院，山西大同０３７０３８）摘 要 介绍采用永磁电机、直接驱动方式的机车转向架的结构特点和技术特征，重点阐述采用直接驱动方式的关键部件的技术特点和研究内容，通过分析表明采用该技术的转向架技术优势明显，能够达到预期使用效果，具有良好的技术推广价值。
关键词 转向架；永磁电机；直接驱动中图分类号：Ｕ２６０．３３１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０２０．０３．０８ 轨道交通车辆的传统的动力转向架，一般都采用传动齿轮箱将牵引电机转矩放大一定（传动比）倍数后传递到轮对，这种牵引电机＋齿轮箱＋轮对的间接驱动装置的结构特点：有利的方面是牵引电机能够设计为体积小、低转矩和高转速的电机；不利的方面是齿轮箱两端要分别与牵引电机和轮对连接，结构复杂，同时齿轮箱由于润滑、密封、噪声和功率损失等客观条件而带来节能、环保、经济性等方面的问题。
随着车辆速度和轴重的提高，这种结构的驱动装置在转向架上的安装更趋复杂，目的是通过合理的安装方式降低由于速度和轴重的增加而加大的轮轨间动作用力，提高车辆运行的安全性、舒适性和经济性。
随着社会发展要求的不断提高和科学技术的不断进步，在运行可靠性、运营成本、节能和环保等几方面对轨道交通运输提出来更高的要求。
因此，从上世纪９０年代，轨道交通领域开始研究采用永磁电动机代替异步电动机，一种驱动系统仍然保留齿轮箱，另一种驱动系统则采用取消齿轮箱的直接驱动轮对的方式，早期的永磁电机功率较小，主要用于有轨电车、地铁等城市轨道交通领域，由于质量和体积也较异步电动机更小，更有利于转向架设计。
近年来的研究成果表明，采用牵引电机直接驱动轮对的方式，比较传统转向架取消了齿轮箱，结构简化，在节能、环保、经济性等方面有明显的优势。
轮毂电机系统及其驱动技术分析
轮毂电机系统及其驱动技术分析1. 轮毂电机结构型式分析轮毂电机动力系统通常由电动机、减速机构、制动器与散热系统等组成。
轮毂电机动力系统根据电机的转子型式主要分成内转子型和外转子型。
图1 为两种型式轮毂电机的结构简图。
通常，减速驱动时，电机多采用内转子形式，一般运行在高速状态，减速装置放在电机和车轮之间起到减速和提升转矩的作用。
其中，减速装置可以是传统的行星齿轮机械减速方式，也可以是磁齿轮减速方式。
直接驱动时，电机多采用外转子形式。
直接驱动方式适用于负载较轻，一般不会出现过载情况的场合下。
高速内转子的轮毂电机具有较高的比功率，质量轻、体积小、效率高、噪声小、成本低; 缺点是必须采用减速装置，使效率降低，非簧载质量增大，电机的最高转速受线圈损耗、摩擦损耗以及变速机构的承受能力等因素的限制。
低速外转子电机结构简单、轴向尺寸小，比功率高，能在很宽的速度范围内控制转矩，且响应速度快，外转子直接和车轮相连，没有减速机构，因此效率高; 缺点是如要获得较大的转矩，必须增大电机体积和质量，因而成本高，加速时效率低，噪声大。
表1 所示为两种结构形式的轮毂电机优缺点分析。
这两种结构在目前的电动车中都有应用，但是随着紧凑的行星齿轮变速机构的出现，高速内转子式驱动系统在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。
轮毂电机动力系统由于电机电制动容量较小，不能满足整车制动效能的要求，通常需要附加机械制动系统。
轮毂电机系统中的制动器可以根据结构采用鼓式或者盘式制动器。
由于电动机电制动容量的存在，往往可以使制动器的设计容量适当减小。
大多数的轮毂电机系统采用风冷方式进行冷却，也有采用水冷和油冷方式对电机、制动器等发热部件进行散热降温，但结构比较复杂。
2. 电机应用类型与特点分析电动汽车要求电机具有以下特点:( 1) 电动机的过载能力强，要求电动机的瞬时功率和最大转矩大; ( 2) 电动机的调节性能好，要求电机有较宽的调速范围和理想的调速特性;( 3) 电动机的效率高、逆向工作性能好，在电动机的整个运行范围内，均有很高的效率，并且能够实现电动汽车制动能量回馈; ( 4) 电动机工作可靠性好，结构尺寸小。
盘式电机资料
04
盘式电机的设计与制造技术
盘式电机的设计原则与方法
盘式电机的设计原则
• 充分利用盘式电机的结构优势，提高性能 • 考虑盘式电机的特殊运行工况，确保运行安全 • 注重盘式电机的制造工艺性，降低制造成本
盘式电机的设计方法
• 基于磁场分析的设计方法 • 基于温度场分析的设计方法 • 基于振动和噪声分析的设计方法
CREATE TOGETHER
DOCS
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
盘式电机的制造工艺与设备
盘式电机的制造工艺
• 定子绕组的制造工艺：分布式绕组、集中式绕组等 • 转子永磁体的制造工艺：烧结、粘结等 • 轴的制造工艺：车削、磨削等
盘式电机的制造设备
• 绕组生产设备：绕线机、焊锡机等 • 永磁体生产设备：烧结炉、压机等 • 轴生产设备：车床、磨床等
盘式电机的设计与制造挑战
盘式电机的结构组成及特点
盘式电机的结构组成
• 定子：分布式绕组或集中式绕组 • 转子：永磁体或感应线圈 • 轴：连接转子和负载 • 壳体：保护内部结构
盘式电机的特点
• 结构紧凑，体积小，重量轻 • 效率高，功率密度大 • 运行平稳，噪音低，寿命长 • 便于集成和智能化控制
盘式电机的运行原理
盘式电机的运行原理
盘式电机在工业自动化中的应用
• 驱动电机：盘式电机适用于各种自动化设备，如机器人、数控机床等 • 辅助电机：盘式电机适用于各种辅助系统，如伺服系统、控制系统等
盘式电机在工业自动化中的需求
• 高速度，高精度，提高生产效率 • 高效率，低损耗，降低生产成本 • 高可靠性，长寿命，降低维护成本
盘式电机在其他领域的应用潜力
盘式电机的设计挑战
盘式电机PPT课件
5.2.2
盘式直流电机的基本电磁关系
de B ( )rdr
e
Rmo Rmi
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1 2
( Rm2 o
Rm2i )Bδ(
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电枢与磁极的相对位置
特种电机及其控制
Bav i B
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Cen
计算极弧系数的定义
5.1 盘式电机概述
特 点； 1)外形扁平、轴向尺寸短，特别适用于安装空间有 严格限制的场合。 2)气隙是平面型的，气隙磁场是轴向的，所以又称 为轴向磁场电机(axial filed machines)。 3）盘式电机的工作原理与柱式电机相同
特种电机及其控制
5.2 盘式直流电机
5.2.1 盘式直流电机的结构特点
结构示意图
永磁体排列方式
特种电机及其控制
(永磁直流电动机的电枢绕组
特种电机及其控制
双边永磁盘式直流电动机结构
特种电机及其控制
盘式永磁直流电动机的特点 (1) 轴向尺寸短，适用于严格要求薄型安装的场合； (2) 采用无铁心电枢结构，不存在普通圆柱式电机由于齿槽引 起的转矩脉动，转矩输出平稳； (3)不存在磁滞和涡流损耗，可达到较高的效率； (4) 电枢绕组电感小，具有良好的换向性能； (5) 电枢绕组两端面直接与气隙接触，有利于电枢绕组散热， 可取较大的电负荷，有利于减小电机的体积； (6) 转动部分只是电枢绕组，转动惯量小，具有优良的快速反 应性能，可用于频繁起动和制动的场合。
2p
( Rm2 o
Rm2i )Bav
独立车轮导向优化研究进展
第52卷第4期2021年4月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.52No.4Apr.2021独立车轮导向优化研究进展孙效杰1，许聪1，陆正刚2，夏志成3(1.上海应用技术大学轨道交通学院，上海，201418；2.同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海，201804；3.北京锦鸿希电信息技术股份有限公司，北京，100071)摘要：针对国内独立车轮导向优化技术研究起步晚，部分技术尚未成熟的现状，基于对相关文献的梳理及自身研究总结，从独立车轮导向原理、发展历程、研究成果以及研究方向等方面进行系统归纳。
首先，对独立车轮的发展历程及导向需求进行了叙述；其次对踏面形状优化、转向架结构改进和主动控制等独立车轮导向优化技术进行梳理，指出稳定性和经济性是决定其工程应用的主要因素；最后对导向技术未来可能的发展方向进行展望，即在对单一优化技术不断深入研究的同时，多优化方案并举是未来的趋势。
关键词：导向优化；轨道车辆；独立车轮中图分类号：U270.33文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2021）04-1316-11Research progress of independent rotating wheels steeringoptimizationSUN Xiaojie 1,XU Cong 1,LU Zhenggang 2,XIA Zhicheng 3(1.School of Railway Transportation,Shanghai Institute of Technology,Shanghai 201418,China;2.Institute of Railway and Urban Rail Transit,Tongji University,Shanghai 201804,China;3.Beijing Jinhongxidian Information Technology Co.Ltd.,Beijing 100071,China)Abstract:Due to the late start,independent rotating wheels(IRW)steering optimization technology in domestic are not yet mature.Based on review and summary of the literature and authors'own works,the steering principle,development process,research results and research direction were systematically summarized.Firstly,theDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2021.04.028收稿日期：2020−06−29；修回日期：2020−08−11基金项目(Foundation item)：上海应用技术大学协同创新基金资助项目(XTCX2020-16)；上海应用技术大学跨学科研究生团队项目(GN203006020-B20)；上海市科委地方能力建设项目(20090503100)(Project(XTCX2020-16)supported by the Collaborative Innovation Fund of Shanghai Institute of Technology;Project(GN203006020-B20)supported by Interdisciplinary Graduate Team of Shanghai Institute of Technology;Project(20090503100)supported by the Local Capacity Building Project of Shanghai Municipal Science and Technology Commission)通信作者：孙效杰，博士，讲师，从事车辆主动控制、故障诊断研究；E-mail ：*****************引用格式：孙效杰,许聪,陆正刚,等.独立车轮导向优化研究进展[J].中南大学学报(自然科学版),2021,52(4):1316−1326.Citation:SUN Xiaojie,XU Cong,LU Zhenggang,et al.Research progress of independent rotating wheels steering optimization[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2021,52(4):1316−1326.第4期孙效杰，等：独立轮对导向优化研究进展development history and steering information requirements of independent rotating wheels were described.Secondly, the steering optimization methods,including wheel profile optimization,bogie structure improvement and active control were sorted out,and the stability and economy of methods were the key factors that determine its engineering application.Finally,the possible development direction of steering methods in the future was proposed.With the continuous in-depth study of single optimization,multiple optimization schemes is the way of future.Key words:steering optimization;railway vehicle;independent rotating wheels独立轮对，是将左右两侧车轮解耦，使之能够以不同转速运行。
2021年国家开放大学电大机电一体化系统设计基础自测答案
2021年国家开放大学电大机电一体化系统设计基础自测答案题目为随机抽题请用CTRL+F来搜索试题1．以下产品属于机电一体化产品的是（）。
正确答案是：全自动洗衣机2．以下产品不属于机电一体化产品的是（）。
正确答案是：电子计算机1．自动控制技术是机电一体化相关技术之一，直接影响系统的控制水平、精度、响应速度和稳定性。
（）正确答案是：“对”。
2．机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质。
正确答案是：“错”。
3．系统论、信息论、控制论是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
正确答案是：“对”。
4．信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中，与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析等技术。
正确答案是：“对”。
5．机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，应具有高精度、良好的稳定性、快速响应性的特性。
正确答案是：“对”。
1．完善的机电一体化系统的主要组成部分有哪些？。
正确答案是：完善的机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统组成，各要素和环节之间通过接口相联系。
2．传统机械、电子产品与机电一体化产品的主要区别是什么？正确答案是：机电一体化与机械电气化的主要区别有：1．电气化机械在设计过程中不考虑或少考虑控制电器与机械的内在联系，基本上是根据机械的要求，选用相应的驱动电机或电气传动装置；2．机械和电气装置之间界限分明，它们之间的联结以机械联结为主，整个装置是刚性的；3．装置所需的控制是基于电磁学原理的各种电器来实现，属强电范畴，其主要支撑技术是电工技术。
机械工程技术由纯机械发展到机械电气化，仍属传统机械，主要功能依然是代替和放大人的体力。
1．为提高机电一体化机械传动系统的固有频率，应设法（）。
正确答案是：增大系统刚度2. 导程L0=8mm的丝杠的总质量为6kg，标称直径为40mm，则其转动惯量为（）kg·mm2。
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永磁 同步 电机具有 节能 、高 效 、低 噪 声 、高功
（Ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ ，
独 立车 轮 的主动导 向 ，使得 车辆 可通过 超小半 径 曲
线 ，降低 轮缘 磨耗 与 噪声 。导 向技 术 的相关研 究 已
经 在 国 内外文 献 中进行 了报 道 ：如基 于摇头反 馈控 制的 电机驱 动 独 立 车 轮 主 动 控 制 ；采 用 卡 尔 曼 滤 波估 计 的轮 轨 间 隙作 为 反 馈量 的导 向控 制［ ７ ；４
（ Ｐ ＭＳ Ｍ） 解 决 方 案 。Ｐ ＭＳ Ｍ 通 过 弹性 万 向 节 直 接 驱 动低 地 板 轻 轨 车 辆 的 独 立 车 轮 ；以 滑模 观测 器 获得 的 Ｐ ＭＳ Ｍ
转子位置角和角速度的估计值作为控制依据 ，实现无位置传感器 的 Ｐ ＭＳ Ｍ 矢量控制 ；转 向架同一侧 的 ２ 个 电机
Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
盘 式 永 磁 同步 电机 直 接 驱 动 独 立 车 轮 及 导 向 控 制 技 术
孙 效 杰 ， 陆正 刚 ，张 劲
２ ０ ０ ３ ３ １ ） （ 同济大学 铁道与城 市轨道交通研究院 ，上海
摘
要 ：为 解 决低 地 板 轻 轨 车 辆 所 用 传 统 电 机 体 积 大 、能 效 低 等 问题 ，提 出架 悬 盘 式 永 磁 同 步 电 机
第３ ４ 卷 ， 第６ 期
２ ０ １ ３年 １ １月
文 章编 号 ：ｌ Ｏ Ｏ ｌ － ４ ６ ３ ２（ ２ ｏ １ ３ ）０ ６ — ０ ０ ９ ３ － ０ ６
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ Ｉ Ｗ ＡＹ ＳＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ６
Ｐ ＭＳ Ｍ） ，通过齿轮驱动传统刚性轮对ｒ １ ］ ；德国 ｓ ｉ — ｅ ｍｅ ｎ ｓ 城轨 车辆 Ｓ ｙ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ 转 向架采用 轴悬式 １ ５ ０ ｋ Ｗ Ｐ ＭＳ Ｍ 直接驱动传统刚性轮对『 ２ ］ ；捷克 Ｓ ｋ ｏ ｄ ａ
轻轨 车辆 Ｆ ｏ ｒ Ｃ ｉ ｔ ｙ转 向架采用 ４个架 悬 式 ４ ６ ． ６ ｋ Ｗ Ｐ ＭＳ Ｍ 直 接 驱 动 独 立 车 轮＿ ３ ；Ｘ ＱＧ４ ５ － ６ ０ ０ Ｐ新 能
个电机独立驱动转 向架车辆 ，采用主动导向与牵引 集 成控 制［ ８ ；基 于轮毂 电机 的独立 车轮 轮对转 速差
的反馈 导 向技 术 ＿ ９ ］ 。独 立车轮 的 主动导 向控制 一般
源燃 料 电池轻 轨 车使用 ２台 １ ２ ０ ｋ Ｗ Ｐ ＭＳ Ｍ 通过 齿 轮箱 驱 动传 统 刚 性 轮 对［ ４ ；英 国 Ｓ Ｅ Ｔ 公 司开 发 出
采 用传 感器测 定 车轮转 速差 、横 移量或 摇头 角等参 数 作 为控制 反馈 量 ，这 不但 存在 成本增 加 、安装 不
６ ０ ｋ Ｗ Ｐ ＭＳ Ｍ 和 弹 性 车 轮 集 成 为 一 体 的 轮 毂
电机 。
便等问题 ，而且一旦传感器发生故障，控制系统将 无 法 正常工 作 。
采用偏差耦合控制 ，以保持纵 向转速同步 ；对左右 两侧 的电机 ，根据 反馈 的其 转速差估 计值进 行控制 ，以保 证
车辆在直线上行驶时左右车轮 同步 ，在 曲线上行驶时 左右 车轮转速 差合理 。根据 采用独 立车轮 的低地板轻轨 车 辆动力学方程 ，运用 ＭＡＴ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ软件建模对 该方案进 行仿 真验证 。结果 表 明：采用 该方案 的车辆在 直
效果 。
Ｐ ＭＳ Ｍ 驱 动轻 轨 车 辆 的方 式 包 括 齿 轮 驱 动 和
直接 驱 动 ，与直接 驱动 相 比 ，齿 轮驱 动 的机 械传 动
效 率低 、噪声高 、零部 件 多 、结 构 复杂 ；电机悬 挂
方 式分 为 轮 毂 式 、轴 悬 式 和 架 悬 式 ，与 架 悬 式 相 比 ，轮 毂式 和轴悬 式 的缺 陷在于 电机 质量 为簧下 重
线上行驶时左右车轮同步 ，而且具有恢复 自导 向的能力 ；在 曲线上行 驶时通过 控制左 右车轮 的转速差 ，能够 使
轮对几乎沿轨道 中心线运行 ，横移量小于 １ ｒ ｎ ｌ Ｔ ｌ ，冲角接 近于 ０ ，且 因导 向控制而消耗的 电机功率不超过 ２ ５ ０ Ｗ。 关键词 ：永磁同步电机 ；架悬式 ；盘式 ；直接驱动 ；独立车轮 ；导向控制 ；轻 轨车辆
因此本文 提 出架 悬 式 Ｐ Ｍｓ Ｍ 直 接 驱 动低 地 板 轻 轨 车辆 独 立 车 轮 的技 术 方 案 。基 于 滑 模 观 测 器 （ Ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ Ｍｏ ｄ ｅ Ｏｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ，Ｓ ＭＯ） 实现 无 位置 传 感 器 的Ｐ ＭＳ Ｍ 矢 量 控制 ，用 估 计 获 得 的 电机 转 速 信 息 求 得左 右车 轮转 速差 ，将其 作为 主动导 向控 制 的反 馈 量 。在采 用轻 轨车辆 机 电一体 化模 型仿真 分析 的 基 础上 ，研究 该 技术方 案导 向用等 优势 ，已在 国 内外 轻轨 车辆
独 立 车轮 导 向性 能 差 ，需 要 对 其 施 加 其 他 导 向技 术 ，如 在 电机驱 动独立 车轮 时通 过控 制电机 以实 现
中得 到应 用 。法 国 Ａｌ ｓ ｔ ｏ ｍ低 地板轻 轨车辆 Ｉ ｘ ￣ ｇ ｅ
转 向架 使 用 ２个 架 悬 式 １ ２ ０ ｋ ｗ 永 磁 同 步 电 机