新能源汽车驱动电机与控制系统
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4、直流电动机的机械特性
电动汽车专用的直流电动机 和其他通用的电动机相比， 需要考虑的事项有:耐高温 性、抗振动性、低损耗性、 抗负载波动性等，此外还有 小型轻量化、免维护性等技 术上的难题。
直流电动机的机械特性
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图7-35三相笼型异步电动机的主要结构图 1—转子铁心2—转子绕组3—定子前端盖4—吊环5— 后端盖6—风罩7—风扇8—出线盒9—机座10—定子 绕组11—前端盖
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直流电机的基本结构
直流电机的结构应由定子和转子 两大部分组成。直流电机运行时 静止不动的部分称为定子，定子 的主要作用是产生磁场，由机座、 主磁极、换向极、端盖、轴承和 电刷装置等组成。运行时转动的 部分称为转子，其主要作用是产 生电磁转矩和感应电动势，是直 流电机进行能量转换的枢纽，所 以通常又称为电枢，由转轴、电 枢铁心、电枢绕组、换向器和风 扇等组成。
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电动机的主要性能参数
（1）额定电压Ue (V)：在额定运行时，电动机定子绕组应输入的线电压值， 一般为三相交流电为380V，单相交流电为220V。 （2）额定电流Ie（A）：在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功 率时，电动机定子绕组通过的线电流值。 （3）额定转速(r/min)：在指定的频率(我国为50Hz)时，电动机在额定电压下， 电动机输出轴上输出的机械功率为额定功率时的电动机的转速(r/min)。 根据电动车辆速度、动力性能的要求，需要选择不同转速的驱动电动机，一 般低速电动机的转速为3000～6000 r/min，中速电动机的转速6000～lOOOO r/min，高速电动机的转速在10000～l5000r/min范围内。 （4）额定功率Pe (kW)：在额定选行时电动机轴上输出的机械功率: Pe=UeIeηe 轿车电动机的功率约为30～50kW， 客车和货车电动机的功率约为50～l50kW。 （5）机械效率ηe：在额定运行时电动机轴上输出的机械功率，与电动机在额 定运行时电源输入到电动机定子绕组上的功率之比值（%）要求电动机的效率 大于93%，高效区（效率大于85%）占电机整个运行区间50%以上。 （6）温升（℃）：电动机在运行时允许升高的最高温度。
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电动汽车对驱动电动机的基本要求
（1）电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加 速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。还应具有自动调速功能，以减轻 驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板 同样的控制响应； （2）能够承受4～5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，并 能够实现四象限的运转，高效率地回收电动车辆在制动时反馈的能量； （3）高电压、高转速。有利于提高电动机的比功率，减小电动机的尺寸，降 低电动机的重量和各种控制装置和导线的截面积。有利于在电动车辆上进行安 装和布置，可以降低成本； （4）电动机有良好的可靠性、耐温和耐潮湿，运行时噪声低，可以在恶劣的 环境条件下长时期的运转； （5）质量轻，体积小。结构简单、使用维修方便，适合批量生产。
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1、直流电机
直流电动机是1883年英国人发明 的。 分为： 励磁绕组式电动机： （采用电磁 铁的） 大功率的电动机采用，磁场可 控， 永磁式电动机： （采用永久磁铁 的） 中、小功率电动机采用，磁场 不可控，功率密度和效率都较高。
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直流电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电 枢线圈中感应的交变电动势，靠 换向器配合电刷的换向作用，使 之从电刷端引出时变为直流电动 势的原理。
动态演示
பைடு நூலகம்
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各种励磁方式的电动机 a)他励b)并励c)串励d)积复励e)差复励
5、直流电动机的控制
图7-30直流电动机的电枢励磁与励磁 图7-31串励直流电动机的转矩、功率和 转速的关系
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2、异步电动机
异步电动机又称交流感应电动机，按转子结构可以分为鼠笼 型和绕线型转子电动机两类，在电动汽车中，使用的只有鼠笼 型异步电动机。此电动机能够现高速运转，而且在小型的笼形 电动机中，由于结构简单，所以造价便宜、坚固，而且维护起 来也很容易。
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直流电动机的特点：
（1）电枢轴要延长，以便安装用于速度检测的脉 冲发生器和推力轴接头； （2）转子直径要设计得小些，轴长要设计得长些 以适应高速旋转； （3）为了便于散热，电枢槽要设计得多些； （4）为了换向片、电刷等的定期检查和维护，检 查口应制造得大些； （5）由于振动，为了防止电刷的误动作，应提高 电刷的预压紧力； （6）和其他电动汽车用电动机相同，短时功率 (最大功率值)和额定功率应记录在铭牌上。
新能源汽车驱动电机与控制系统
2018年12月
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参考教材：
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1.电机的分类配置
2.电机的构造认识
3.电机的工作原理
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电机的分类配置
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图7-33异步电动机工作原理
图7-34三相对称交流电波图
动态演示
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异步电动机的基本构造
• 组成：
• 由定子和转子这两大基本 部分组成。定子和转子之 间具有一定的气隙。此外 ，还有端盖、轴承、接线 盒、吊环等其他附件。
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4、直流电动机的机械特性
电动汽车专用的直流电动机 和其他通用的电动机相比， 需要考虑的事项有:耐高温 性、抗振动性、低损耗性、 抗负载波动性等，此外还有 小型轻量化、免维护性等技 术上的难题。
直流电动机的机械特性
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图7-35三相笼型异步电动机的主要结构图 1—转子铁心2—转子绕组3—定子前端盖4—吊环5— 后端盖6—风罩7—风扇8—出线盒9—机座10—定子 绕组11—前端盖
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直流电机的基本结构
直流电机的结构应由定子和转子 两大部分组成。直流电机运行时 静止不动的部分称为定子，定子 的主要作用是产生磁场，由机座、 主磁极、换向极、端盖、轴承和 电刷装置等组成。运行时转动的 部分称为转子，其主要作用是产 生电磁转矩和感应电动势，是直 流电机进行能量转换的枢纽，所 以通常又称为电枢，由转轴、电 枢铁心、电枢绕组、换向器和风 扇等组成。
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电动机的主要性能参数
（1）额定电压Ue (V)：在额定运行时，电动机定子绕组应输入的线电压值， 一般为三相交流电为380V，单相交流电为220V。 （2）额定电流Ie（A）：在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功 率时，电动机定子绕组通过的线电流值。 （3）额定转速(r/min)：在指定的频率(我国为50Hz)时，电动机在额定电压下， 电动机输出轴上输出的机械功率为额定功率时的电动机的转速(r/min)。 根据电动车辆速度、动力性能的要求，需要选择不同转速的驱动电动机，一 般低速电动机的转速为3000～6000 r/min，中速电动机的转速6000～lOOOO r/min，高速电动机的转速在10000～l5000r/min范围内。 （4）额定功率Pe (kW)：在额定选行时电动机轴上输出的机械功率: Pe=UeIeηe 轿车电动机的功率约为30～50kW， 客车和货车电动机的功率约为50～l50kW。 （5）机械效率ηe：在额定运行时电动机轴上输出的机械功率，与电动机在额 定运行时电源输入到电动机定子绕组上的功率之比值（%）要求电动机的效率 大于93%，高效区（效率大于85%）占电机整个运行区间50%以上。 （6）温升（℃）：电动机在运行时允许升高的最高温度。
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电动汽车对驱动电动机的基本要求
（1）电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加 速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。还应具有自动调速功能，以减轻 驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板 同样的控制响应； （2）能够承受4～5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，并 能够实现四象限的运转，高效率地回收电动车辆在制动时反馈的能量； （3）高电压、高转速。有利于提高电动机的比功率，减小电动机的尺寸，降 低电动机的重量和各种控制装置和导线的截面积。有利于在电动车辆上进行安 装和布置，可以降低成本； （4）电动机有良好的可靠性、耐温和耐潮湿，运行时噪声低，可以在恶劣的 环境条件下长时期的运转； （5）质量轻，体积小。结构简单、使用维修方便，适合批量生产。
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1、直流电机
直流电动机是1883年英国人发明 的。 分为： 励磁绕组式电动机： （采用电磁 铁的） 大功率的电动机采用，磁场可 控， 永磁式电动机： （采用永久磁铁 的） 中、小功率电动机采用，磁场 不可控，功率密度和效率都较高。
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直流电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电 枢线圈中感应的交变电动势，靠 换向器配合电刷的换向作用，使 之从电刷端引出时变为直流电动 势的原理。
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各种励磁方式的电动机 a)他励b)并励c)串励d)积复励e)差复励
5、直流电动机的控制
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2、异步电动机
异步电动机又称交流感应电动机，按转子结构可以分为鼠笼 型和绕线型转子电动机两类，在电动汽车中，使用的只有鼠笼 型异步电动机。此电动机能够现高速运转，而且在小型的笼形 电动机中，由于结构简单，所以造价便宜、坚固，而且维护起 来也很容易。
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直流电动机的特点：
（1）电枢轴要延长，以便安装用于速度检测的脉 冲发生器和推力轴接头； （2）转子直径要设计得小些，轴长要设计得长些 以适应高速旋转； （3）为了便于散热，电枢槽要设计得多些； （4）为了换向片、电刷等的定期检查和维护，检 查口应制造得大些； （5）由于振动，为了防止电刷的误动作，应提高 电刷的预压紧力； （6）和其他电动汽车用电动机相同，短时功率 (最大功率值)和额定功率应记录在铭牌上。
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2.电机的构造认识
3.电机的工作原理
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异步电动机的基本构造
• 组成：
• 由定子和转子这两大基本 部分组成。定子和转子之 间具有一定的气隙。此外 ，还有端盖、轴承、接线 盒、吊环等其他附件。