5.1 直流电机控制技术
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变的情况下，通过改变电枢回路的电阻，使电
枢电流变化来实现电动机转速的控制。
当电动机负载一定时，随着串入的外接电阻的增
大，电枢回路总电阻增大，相应的电动机的转
速就会降低。外接电阻的改变可以通过接触器
或主令开关来实现。
5.1.2 直流电动机控制方式
2、电枢电压控制法
电枢电压控制是通过改变电枢电压控制电动机的
转速，其适用于电动机基速以下的调速控制。
直流电动机的电枢电压与转速之间近似于线性
调节。而电动机的输出转矩不变，因此也称为
恒转矩控制。
5.1.2 直流电动机控制方式
2、电枢电压控制法
当电枢电压降低，在转速、阻力矩还没来得及改
变时，电枢电流必然下降，电枢产生的电磁转
矩下降，致使电枢转速下降。随着电枢转速的
5.1.1 直流电动机机械特性参数
小结：
改变参数 Rc 、U、 即可调节直流电动机的转
速，相应的控制方式有串电阻、调压和弱磁三
种。
故直流电动机的有三种基本调速方式：（1）改变
电枢回路电阻；（ 2 ）改变电枢电压；（ 3 ）改
变励磁磁通。
5.1.2 直流电动机控制方式
1、电枢回路电阻控制法
电枢回路电阻控制方式是在磁极绕组励磁电流不
5.1.1 直流电动机机械特性参数 1、电枢电动势 电枢电动势是直流电动机在正常工作时，电 枢绕组切割气隙磁场所产生的电动势。根据直
流电动机的运行原理，可以推导出电枢电动势
为
pN Ea = n Ce n 60a
5.1.1 直流电动机机械特性参数
2、电磁转矩
电磁转矩时直流电动机的电枢绕组流过电流时，
5.1.3 典型直流电动机控制系统
控制VT1、VT4的开关状态，可以使C/DC变
换器向电动机电枢绕组提欧共正向电压，从而控
制电动机处于正转电动工况；控制 VT2 的开关状
态，可以控制电机处于正转发电工况；控制 VT3 、
VT2 的开关状态，可以控制电动机处于反转电动
工况；控制 VT4 的开关状态，可以控制电动机处
为恒功率调速。
5.1.3 典型直流电动机控制系统
DC/DC
VT1 A+ VT3 AAVT2 VT4
A+
if
u
DC/DC PWM控制算法 ACR
i
n
传感 器
Tem* 整车 控制器 n*
ASR
5.1.3 典型直流电动机控制系统
直流电动机控制系统根据整车运行需求，对直流电
动机实施转速与电流的双闭环控制。其中外环ASR是自动
于反转发电工况。
降低，电枢反电动势减小，电枢电流上升，电
磁转矩随之增大，直到与电动机的阻力矩相平
衡时，电动机才会在比调压前更低的转速下稳
定运行。
5.1.2 直流电动机控制方式
3、励磁磁通控制法
励磁磁通控制是通过调节励磁电流，改变磁极磁
通来调节电动机的转速，适用于电动机基速以
上的调速控制。当电动机电枢电流不变时，该
5.1.2 直流电动机控制方式
直流电动机的转矩-转速特性
T
恒转矩区 恒功率区
基速 调压调速 弱磁调速
nmax
Байду номын сангаас
n
5.1.2 直流电动机控制方式
直流电动机的转矩-转速特性
在电动机基速以下，励磁磁场保持不变，通过调
节电枢电压控制电动机的转速，为调压调速，
或称为恒转矩调速；在基速以上，通过调节励
磁磁通控制电动机的转速，为弱磁调速，或称
速度调节器，根据转速指令与传感器输出的速度值的情况， 产生电机电枢电流指令，其输出限福为最大电枢电流值； 内环ACR是自动电流调节器，控制实际电枢电流跟随电流 指令值，该调节器输出为电枢回路电压指令值，其输出限
福为允许的最高电枢电压值；该电压指令值通过 PWM 单
位产生开关信号区控制四象限可逆DC/DC变换器中半导体 开关器件的导通和关断。
第5章 驱动电机控制技术
驱动电机及其控制系统总体上可以分为直流 电机及其控制系统和交流电机及其控制系统两大 类，在新能源汽车上使用的电机主要包括直流电 动机、交流感应电动机、交流永磁电动机（永磁 同步电动机和无刷直流电动机）和开关磁阻电动 机，不同类型的电动机在控制特性、可靠性等方 面各有特点。
5.1 直流电动机控制技术
载流导体在磁场中受力而产生的总转矩。根据
直流电动机的运行原理，可以推导出电磁转矩
为
T= pN Ia CT Ia 2 a
5.1.1 直流电动机机械特性参数
3、直流电动机的机械特性数学方程式
根据以上两个公式即可得到直流电动机的机
械特性数学方程式
Ra +Rc U n T n0 T 2 Ce Ce CT
控制方法具有恒功率调速的特性。励磁磁通控
制方法效率较高，但其调速范围较小（一般不
超过1:3），且响应速度较慢。
5.1.2 直流电动机控制方式
3、励磁磁通控制法 减小磁通，在机械惯性力的作用下，电枢转速还 没有来得及下降，而反电动势随着磁通的减小 而下降，电枢电流增大，由于电流电流增加的 幅度大于磁极磁通减小的幅度，因而电动机的 电磁转矩增大，如果这时电动机的阻力矩不变， 则转速会上升；随着电动机转速的上升，电枢 的反电动势增大，电枢电流随之减小，在电磁 转矩与阻力矩平衡时，电动机就会在比减小磁 通前更高的转速下运行。
枢电流变化来实现电动机转速的控制。
当电动机负载一定时，随着串入的外接电阻的增
大，电枢回路总电阻增大，相应的电动机的转
速就会降低。外接电阻的改变可以通过接触器
或主令开关来实现。
5.1.2 直流电动机控制方式
2、电枢电压控制法
电枢电压控制是通过改变电枢电压控制电动机的
转速，其适用于电动机基速以下的调速控制。
直流电动机的电枢电压与转速之间近似于线性
调节。而电动机的输出转矩不变，因此也称为
恒转矩控制。
5.1.2 直流电动机控制方式
2、电枢电压控制法
当电枢电压降低，在转速、阻力矩还没来得及改
变时，电枢电流必然下降，电枢产生的电磁转
矩下降，致使电枢转速下降。随着电枢转速的
5.1.1 直流电动机机械特性参数
小结：
改变参数 Rc 、U、 即可调节直流电动机的转
速，相应的控制方式有串电阻、调压和弱磁三
种。
故直流电动机的有三种基本调速方式：（1）改变
电枢回路电阻；（ 2 ）改变电枢电压；（ 3 ）改
变励磁磁通。
5.1.2 直流电动机控制方式
1、电枢回路电阻控制法
电枢回路电阻控制方式是在磁极绕组励磁电流不
5.1.1 直流电动机机械特性参数 1、电枢电动势 电枢电动势是直流电动机在正常工作时，电 枢绕组切割气隙磁场所产生的电动势。根据直
流电动机的运行原理，可以推导出电枢电动势
为
pN Ea = n Ce n 60a
5.1.1 直流电动机机械特性参数
2、电磁转矩
电磁转矩时直流电动机的电枢绕组流过电流时，
5.1.3 典型直流电动机控制系统
控制VT1、VT4的开关状态，可以使C/DC变
换器向电动机电枢绕组提欧共正向电压，从而控
制电动机处于正转电动工况；控制 VT2 的开关状
态，可以控制电机处于正转发电工况；控制 VT3 、
VT2 的开关状态，可以控制电动机处于反转电动
工况；控制 VT4 的开关状态，可以控制电动机处
为恒功率调速。
5.1.3 典型直流电动机控制系统
DC/DC
VT1 A+ VT3 AAVT2 VT4
A+
if
u
DC/DC PWM控制算法 ACR
i
n
传感 器
Tem* 整车 控制器 n*
ASR
5.1.3 典型直流电动机控制系统
直流电动机控制系统根据整车运行需求，对直流电
动机实施转速与电流的双闭环控制。其中外环ASR是自动
于反转发电工况。
降低，电枢反电动势减小，电枢电流上升，电
磁转矩随之增大，直到与电动机的阻力矩相平
衡时，电动机才会在比调压前更低的转速下稳
定运行。
5.1.2 直流电动机控制方式
3、励磁磁通控制法
励磁磁通控制是通过调节励磁电流，改变磁极磁
通来调节电动机的转速，适用于电动机基速以
上的调速控制。当电动机电枢电流不变时，该
5.1.2 直流电动机控制方式
直流电动机的转矩-转速特性
T
恒转矩区 恒功率区
基速 调压调速 弱磁调速
nmax
Байду номын сангаас
n
5.1.2 直流电动机控制方式
直流电动机的转矩-转速特性
在电动机基速以下，励磁磁场保持不变，通过调
节电枢电压控制电动机的转速，为调压调速，
或称为恒转矩调速；在基速以上，通过调节励
磁磁通控制电动机的转速，为弱磁调速，或称
速度调节器，根据转速指令与传感器输出的速度值的情况， 产生电机电枢电流指令，其输出限福为最大电枢电流值； 内环ACR是自动电流调节器，控制实际电枢电流跟随电流 指令值，该调节器输出为电枢回路电压指令值，其输出限
福为允许的最高电枢电压值；该电压指令值通过 PWM 单
位产生开关信号区控制四象限可逆DC/DC变换器中半导体 开关器件的导通和关断。
第5章 驱动电机控制技术
驱动电机及其控制系统总体上可以分为直流 电机及其控制系统和交流电机及其控制系统两大 类，在新能源汽车上使用的电机主要包括直流电 动机、交流感应电动机、交流永磁电动机（永磁 同步电动机和无刷直流电动机）和开关磁阻电动 机，不同类型的电动机在控制特性、可靠性等方 面各有特点。
5.1 直流电动机控制技术
载流导体在磁场中受力而产生的总转矩。根据
直流电动机的运行原理，可以推导出电磁转矩
为
T= pN Ia CT Ia 2 a
5.1.1 直流电动机机械特性参数
3、直流电动机的机械特性数学方程式
根据以上两个公式即可得到直流电动机的机
械特性数学方程式
Ra +Rc U n T n0 T 2 Ce Ce CT
控制方法具有恒功率调速的特性。励磁磁通控
制方法效率较高，但其调速范围较小（一般不
超过1:3），且响应速度较慢。
5.1.2 直流电动机控制方式
3、励磁磁通控制法 减小磁通，在机械惯性力的作用下，电枢转速还 没有来得及下降，而反电动势随着磁通的减小 而下降，电枢电流增大，由于电流电流增加的 幅度大于磁极磁通减小的幅度，因而电动机的 电磁转矩增大，如果这时电动机的阻力矩不变， 则转速会上升；随着电动机转速的上升，电枢 的反电动势增大，电枢电流随之减小，在电磁 转矩与阻力矩平衡时，电动机就会在比减小磁 通前更高的转速下运行。