车用电机及永磁无刷电机控制介绍

3. 永磁无刷电机原理分析—原理
II-Quadrant Operating: D1 & T2
+M
D1 D2
UBATT T1 IA
M
T2
IV I III II
M
+n Generator n P<0
I
M~I
T3
D3 D4
T4
Ui
RA
IV I III II
n~Ui
Ui RA I
Ui=RAI
Resistance Braking 内阻制动
56
3. 永磁无刷电机原理分析—原理
Basic Principle of DC Motors:
U E IA RA E KE Φ n M KM Φ IA
+M M
IV I III II
n Motor P>0
+n
n
U KE Φ
KM
RA KE
Φ2
M
IA U
RA LA M E
n U IA RA KE Φ KE Φ
T4
4-Quadrant Control H-Bridge Driver of the DC Motor
60
3. 永磁无刷电机原理分析—原理
I-Quadrant Operating: T1 & T4 Switch On
D1 D2
M
+M M
Generator n
n Motor
UBATT T1 IA
46
2. 车用电机类型及比较分析—概述
2.1.2 汽车工业的电驱动系统电机： (a) 直流电机：正在减少 (b) 异步电机：欧美汽车厂商 (c) 永磁无刷电机：日本、中国汽车厂商 (d) 开关磁阻电机：受到关注
47
2. 车用电机类型及比较分析—概述
2.1.3 汽车电驱动系统要求的电机特点： (1) 高的瞬时功率和高的功率密度 (2) 起动和爬坡的低速高转矩和高速巡航时的高功率 (3) 宽的调速范围，包括常转矩和常功率区 (4) 快速的转矩响应 (5) 宽转速转矩范围的高效率 (6) 制动能量回馈的高效率 (7) 各种工况下的高可靠性和鲁棒性 (8) 合理的价格
Structure and Equivalent Circuit of DC Motors
( Parallel Exciting Mode)
57
3. 永磁无刷电机原理分析—原理
Group 1 Speed control by rotor voltage U;
Group 2 Speed control by field weakening ;
1.1.3 直流电机的额定值：
11
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.4 直流电机的励磁方式：
12
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.4 直流电机的励磁方式：
13
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.1 异步电机的用途和特点：
14
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
永磁无刷电机转矩转速特性
永磁无刷电机弱磁后转矩转速特性
52
2. 车用电机类型及比较分析—同步电机
2.4.3 永磁无刷电机的应用举例：
10 kW motor of Honda Insight
50 kW motor of Toyota Pruis
53
2. 车用电机类型及比较分析—同步电机
2.4.3 永磁无刷电机的应用举例：
48
2. 车用电机类型及比较分析—直流电机
2.2.1 直流电机特点： (1) 转矩转速特性适合电动汽车调速 (2) 转速控制简单 (3) 低效率和低可靠性 (4) 需要经常维护
49
2. 车用电机类型及比较分析—异步电机
2.3.1 异步电机特点： (1) 可靠 (2) 低维护 (3) 低成本 (4) 效率较高
1.3.4 同步电机的基本结构：
39
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.4 同步电机的基本结构：
40
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.4 同步电机的基本结构：
41
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.5 同步电机的额定值：
42
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
while backward driving. 倒车制动
M
+M M
Generator
n
P<0
Motor M
P>0
n
IV I III II
M
n Motor P>0
+n Generator n P<0
Operation behavior of Motors in a Four-Quadrant Representation
1.3.1 同步电机的用途：
31
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.2 同步电机的分类：
32
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.2 同步电机的分类：
33
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.2 同步电机的分类：
34
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.2 同步电机的分类：
1.2.1 异步电机的用途和特点：
15
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.2 异步电机的分类：
16
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.2 异步电机的分类：
17
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.2 异步电机的分类：
18
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.3 异步电机的基本工作原理：
35
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.3 同步电机的基本原理：
36
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.3 同步电机的基本原理—同步发电机的工作原理：
37
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
1.3.3 同步电机的基本原理—同步电动机的工作原理：
38
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
54
2. 车用电机类型及比较分析—比较分析
2.5.1 车用电机比较分析：
55
3. 永磁无刷电机原理分析—原理
3.1.1直流电机原理：
I Quadrant: driving in one direction forward driving 前进驱动 II Quadrant: braking in same direction of rotation motor brake while
2
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.1 直流电机的基本工作原理：
3
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.1 直流电机的基本工作原理：
4
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.2 直流电机的主要结构：
5
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.2 直流电机的主要结构：
Group 3 Speed control by varying of the rotor resistance RA
n0
n0
2
1
3
M
+M M
n
M n
IV I III II
M
n Motor P>0
+n Generator n P<0
IA, M Generator Motor
Parallel Connection Characteristics of DC Motors
电机报告20120113
车用电机及永磁无刷电机控制介绍
清华大学汽车工程系
1
目录
1. 电机基本原理及类型介绍 1.1 直流电机 1.2 异步电机 1.3 同步电机
2. 车用电机类型及比较分析 2.1 概述 2.2 直流电机 2.3 异步电机 2.4 永磁无刷电机 2.5 比较分析
3. 永磁无刷电机原理分析 3.1 原理 3.2 永磁无刷电机概述 3.3 无刷直流电机原理 3.4 永磁同步电机原理 3.5 工程实践
19
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.4 异步电机的基本结构：
20
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.4 异步电机的基本结构：
21
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.4 异步电机的基本结构：
22
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.4 异步电机的基本结构：
forward driving. 前进制动 III Quadrant: driving in opposite direction of rotation backward driving
倒车 IV Quadrant: braking in opposite direction of rotation Motor brake
6
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.2 直流电机的主要结构：
7
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.2 直流电机的主要结构：
8
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.2 直流电机的主要结构：
9
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
1.1.3 直流电机的额定值：
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1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
异步电机转矩转速特性
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2. 车用电机类型及比较分析—同步电机