开关磁阻电机在电动汽车中的应用及前景
《电动汽车用开关磁阻发电机控制拓扑结构设计及研究》范文
《电动汽车用开关磁阻发电机控制拓扑结构设计及研究》篇一一、引言随着环境保护意识的增强和能源危机的日益严重，电动汽车（EV）逐渐成为未来交通出行的重要选择。
作为电动汽车的核心部件之一，开关磁阻发电机（Switched Reluctance Generator, SRG）具有高效率、高可靠性等优点，成为当前研究的热点。
本文将针对电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计及研究进行详细的分析和探讨。
二、开关磁阻发电机的基本原理及特点开关磁阻发电机是一种基于磁阻原理的电机，其工作原理是通过改变电流的通断来控制电机的运动。
相比于传统的发电机，开关磁阻发电机具有以下优点：结构简单、高效节能、高可靠性、低噪音等。
因此，在电动汽车等领域具有广泛的应用前景。
三、控制拓扑结构设计针对电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计，本文提出了一种基于全数字控制器的设计方案。
该方案主要包括功率主电路、控制器电路和传感器电路三部分。
1. 功率主电路设计功率主电路是开关磁阻发电机的核心部分，其设计直接影响到发电机的性能。
本文采用三相全桥整流电路作为功率主电路，通过控制开关管的通断来实现对发电机电压和电流的控制。
此外，为了保证电路的稳定性和可靠性，还需对电路进行过压、过流等保护措施。
2. 控制器电路设计控制器电路是开关磁阻发电机的“大脑”，负责实现对发电机运行状态的控制。
本文采用全数字控制器作为核心控制器，通过采集发电机的电压、电流等信号，实现对发电机运行状态的实时监测和控制。
此外，控制器还需具备故障诊断和保护功能，以确保发电机的安全运行。
3. 传感器电路设计传感器电路是实现对发电机状态监测的关键部分。
本文采用电流传感器和电压传感器来监测发电机的电压和电流信号，并将这些信号传输给控制器进行处理。
此外，还需对传感器进行抗干扰设计，以提高其稳定性和可靠性。
四、研究方法及实验结果分析为了验证所设计的控制拓扑结构的有效性，本文采用理论分析和实验验证相结合的方法进行研究。
开关磁阻调速电动机的发展及应用前景探讨
的干扰 ，影响无线传输信息和计算机控
是感应 电动机的转速仅 由电源频率和 电 常工作。
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作为原动力逐渐取代 了蒸汽机 ，人类社 大容量机组 ；
会逐步进入 电气化 时代。 由于交流 （ 感
有分布绕组 ， 并且按正弦 电流供 电设计。
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应） 电动机 的结构简单 ， 运行可 靠 ， 本 宜在多尘、 成 潮湿、 有易燃易爆气体 的环境 输出功率等性能指标上都明显低于感应 较低 ， 使用方便 ， 以应用十分广泛。但 中使 用： 所
行 时，同样具有优 良的转矩输 出能 力和
容量及其它性能参数上 ，可与 目前 的变
防、 生活的各个层面 ， 已是一个 不争 的事 直到 ２ 世纪七十年代 ， ０ 要求较高 的 电 气 式一 交流变频调速系统应运而 生。 一 目前
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传动系统 中， 大多使 用直流 电动机 。
这类调 速系统已基本 上做到 了智能化 、
开关磁阻电机的控制系统及其在电动汽车中的应用研究的开题报告
开关磁阻电机的控制系统及其在电动汽车中的应用研究的开题报告一、选题来源及研究背景随着电动汽车快速发展，电机控制技术变得越来越重要。
磁阻电机由于具有结构简单、高效率、高输出功率、高扭矩密度和易于精确控制等优点，已成为电动汽车中的主要驱动方式之一。
然而，为了充分发挥磁阻电机的性能优势，需要设计高效的控制系统。
目前，开关磁阻电机控制系统已成为磁阻电机控制的一种常见技术。
开关磁阻电机采用电子开关控制电流通断，通过改变磁阻器的磁通路径来控制电机的转矩和速度。
相比传统的换向器控制，开关磁阻电机控制系统具有响应快、精度高、可靠性强等优点。
然而，开关磁阻电机的控制系统仍然存在一些挑战，例如电流控制精度不高、电子元件的损坏和电磁干扰等问题，这些问题需要深入研究和优化。
基于以上背景，本文将研究开关磁阻电机的控制系统及其在电动汽车中的应用，旨在探究控制系统的设计与优化方法及应用效果，为电动汽车的发展提供有力支持。
二、研究内容及思路本文将围绕以下几个方面展开研究：1. 开关磁阻电机的基本原理及控制策略介绍开关磁阻电机的结构、工作原理和特点，分析其控制策略和优缺点。
2. 开关磁阻电机控制系统设计和优化分析开关磁阻电机控制系统的电路原理和控制方法，探讨电流控制、速度控制及位置控制等方面的优化，优化控制系统的稳定性和控制精度。
3. 开关磁阻电机控制系统在电动汽车中的应用分析开关磁阻电机控制系统在电动汽车中的应用，如何充分发挥其性能优势，提高电动车辆的效率和性能。
4. 实验研究通过实验验证开关磁阻电机控制系统的性能和优化效果，探讨其在不同工况下的控制特点和优势。
三、研究意义本研究的意义在于：1. 通过研究和探讨开关磁阻电机的控制系统，可以深入了解电动汽车电机控制技术的发展趋势和未来发展方向。
2. 提高开关磁阻电机控制系统的控制精度和稳定性，为其在电动汽车中的应用提供有力支持。
3. 为电动汽车行业提供新的技术支持和创新思路，推进电动汽车技术的发展。
2024年新能源汽车电机及控制器市场前景分析
新能源汽车电机及控制器市场前景分析概述新能源汽车的兴起以及对环境保护的需求推动了电动汽车市场的迅速发展。
作为电动汽车的核心部件，电机及控制器在新能源汽车市场中起着至关重要的作用。
本文将对新能源汽车电机及控制器市场前景进行分析。
电机市场前景分析市场规模随着新能源汽车市场的不断发展，电机市场也将迎来巨大的发展机遇。
根据市场研究机构的数据显示，2019年全球电机市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将增长至XX亿美元。
技术创新电机技术的不断创新也推动了市场的发展。
随着永磁同步电机、感应电机和开关磁阻电机等新型电机技术的成熟，电机效率和功率密度得到了显著提升，满足了汽车制造商对高性能和高效能电机的需求。
政策支持各国政府对新能源汽车的政策支持也将促进电机市场的发展。
许多国家纷纷出台了购车补贴政策和减少尾气排放的要求，鼓励消费者购买电动汽车。
这些政策的推动将进一步推动电机市场的增长。
控制器市场前景分析市场需求电机控制器作为电机的核心组成部分，对于确保电机的正常运行和性能优化起着关键作用。
随着电动汽车市场的快速增长，对于高性能、高可靠性的电机控制器的需求也在不断增加。
技术发展电机控制器的技术发展也推动了市场的增长。
现代电机控制器采用了先进的数字信号处理技术和智能控制算法，能够更精确地控制电机的转速和扭矩输出，提高了电机的效率和响应速度。
制造商竞争电机控制器市场竞争激烈，来自全球的电机控制器制造商争相进入市场。
这些制造商通过不断创新和研发，提供更高质量和更可靠性的电机控制器产品，满足消费者对电动汽车性能的要求。
结论综上所述，新能源汽车电机及控制器市场前景非常广阔。
随着新能源汽车市场的增长和技术的不断创新，电机及控制器市场将迎来更大的发展机遇。
政策支持、技术进步和增加消费者需求将推动该市场的快速增长。
作为汽车制造业的核心领域之一，新能源汽车电机及控制器市场将继续吸引更多的投资和创新。
开关磁阻电机在电动汽车中的应用及前景
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图２ 开关磁阻电机工作波形
图 ３ 电动驱动汽车系统框图
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起了新一轮的新能源开发热潮。可循环利用能源， 成为新的热点。这使电动汽车得到了重视， 不 它 仅可以有效地利用能源， 而且可以提高空气质量。近十几年来， 尤其是欧美、 本等地， 日 电动汽车发
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图 １ 开关磁阻 电机结构Ｃ Ｅ
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开关磁阻电机行业剖析分析
开关磁阻电机行业剖析分析一、开关磁阻电机及其应用近年来，一种新型电机----开关磁阻电机（SRD）逐渐走进了市场，该电机有着有别于其他电机的优势和特点，因此逐渐成为市场未来发展的主要方向，目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。
1、电动车应用开关磁阻电机最初的应用领域就是电动车，这也是开关磁阻电机最主要的应用领域。
目前电动摩托车和电动自行车的驱动电机主要有永磁无刷及永磁有刷两种，然而开关磁阻电机驱动系统的电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制，这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，相比目前主要使用的两种电机具有其独特的优势，是电动车辆中极具有潜力的机种。
2、纺织工业应用近十多年来我国纺织机械行业的机电一体化水平有了较明显的提高，在新型纺织机械上普遍采用了机电一体化技术。
棉纺织设备较有代表性的机电一体化产品无梭织机的主传动技术也有了新的突破：采用开关磁阻电机作为无梭织机的主传动，相比于使用其他电机系统，开关磁阻电机系统带来许多好处，减少传动齿轮、不用皮带和皮带盘，不用电磁离合器和刹车盘，不用寻纬电机，节能10%等优点，国内已有开关磁阻电机和驱动器的产品（北京中纺锐力机电有限公司），目前还在与无梭织机主机厂合作，共同开发应用技术，希望能尽快取得成功，填补国内空白。
3、焦炭工业应用相比于其他电机，开关磁阻电机起动力矩大、起动电流小，可以频繁重载起动，无需其它的电源变压器，节能，维护简单，特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。
90年代英国已研制成功300kW的开关磁阻电机，用于刮板输送机，效果很好。
我国已研制成功110kW的开关磁阻电机用于矸石山绞车、132kW的开关磁阻电机用于带式输送机拖动，良好的起动和调速性能受到工人们的欢迎。
我国还将开关磁阻电机用于电牵引采煤机牵引，运行试验表明新型采煤机性能良好。
开关磁阻电机用途
开关磁阻电机用途
开关磁阻电机是一种新型的电机，其用途非常广泛。
它可以在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域等多个领域中得到应用。
首先，开关磁阻电机在家用电器中有着重要的作用。
比如在洗衣机中，开关磁阻电机可以提供强大的动力和稳定的转速，从而确保洗衣机的洗涤效果和使用寿命。
在吸尘器中，开关磁阻电机的高效能和节能特性可以提高吸尘器的性能，并降低能源消耗。
此外，开关磁阻电机还可以用于制冷设备、厨房小家电等各种家用电器中，为人们的生活提供便利。
其次，开关磁阻电机在工业设备中也有着广泛的应用。
比如在机床、起重设备、输送设备等各种设备中，开关磁阻电机可以提供可靠的动力输出，并且具有较高的效率和稳定性，从而提高了设备的生产效率和质量。
在工业自动化领域，开关磁阻电机还可以用于各种自动化生产线和机器人系统中，为工业生产提供了强大的动力支持。
此外，开关磁阻电机还广泛应用于汽车和航空航天领域。
在汽车中，开关磁阻电机被用于动力传动系统、制动系统、转向系统等多个部位，为汽车提供了高效的动力输出和精准的控制能力。
在航空航天领域，开关磁阻电机被应用于飞机的发动机、飞行控制系统等多个部位，为飞机的安全飞行提供了关键的支持。
总之，开关磁阻电机具有广泛的应用前景，它在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域中都有着重要的作用。
随着科技的不断发展和进步，相信开关磁阻电机会在更多领域中得到应用，并为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析
开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析近年来，开关磁阻电机逐渐走进了市场，因为该电机具有其他电机没有的优势，所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向，目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。
那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。
它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成，其特点是效率高、节能效果好、调速范围广，无冲击起动电流，起动转矩大，控制灵活等特点。
1998年，我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中，国家发改委“电动机节能计划”明确提出：提高电动机15-20%的效率，实现节电1000亿kWh/年。
因此，该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动，频繁启动，正反转的场合。
近几年，随着电机节能理念的逐渐深入，开关磁阻电机由于具有以下的特点，其正在应用于各种场合。
开关磁阻电机调速系统的特点：一、效率高，节能效果好。
经过测试，其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上，低速下能提高至少10%，与直流调速、串级调速、电磁调速等比较，节电效果更明显。
二、起动转矩大，适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。
测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，优势非常明显三、调速范围广。
开关磁阻电机可以在低速下长期运行，由于效率高，在低速下的温升程度比额定工况时要低，解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题，还可以根据实际灵活设置最高转速。
四、可频繁正、反转起动停止，系统调控性好，制动性好，能实现再生制动，节电效果显著。
五、起动电流小，避免对电网的冲击。
开关磁阻电机具有软启动特性，没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。
六、功率因数高，不需增加无功补偿装置，测试发现，开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。
开关磁阻电机国家政策
开关磁阻电机国家政策
目前，没有专门针对开关磁阻电机的国家政策。
开关磁阻电机是一种新型的电机技术，用于替代传统的电机技术，具有能耗低、效率高、体积小等优点，被广泛应用于电动汽车、工业自动化等领域。
然而，许多国家都在努力推动可再生能源和能源效率的发展，以减少对传统能源的依赖，并降低温室气体排放，保护环境。
在这个背景下，开关磁阻电机作为一种能源高效利用的技术，有望得到更多国家的支持和重视。
一些国家在能源政策中，制定了关于能源效率的目标和标准，鼓励企业和个人采用高效的电机技术。
在这些政策框架下，开关磁阻电机有望受益，因为它可以帮助实现能源效率的提升。
此外，一些国家还通过减免税收、补贴、奖励措施等来鼓励企业和个人采用低能耗和高效的电机设备。
这些政策也有可能对开关磁阻电机的发展起到积极的促进作用。
总的来说，虽然目前没有专门针对开关磁阻电机的国家政策，但随着全球能源紧张和环境保护的需求增加，开关磁阻电机作为一种高效节能的技术，在未来很可能会得到更多国家政策的关注和支持。
电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统
电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统开关磁阻电机驱动（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）系统是一种新型的开关磁阻电机调速系统，主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。
开关磁阻电机驱动系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点，结构简单、坚固耐用、可控参数多、控制方式灵活、可得到多种机械特性，在宽广的调速范围内均具有很高的效率，因此在工业电气传动、自动化控制和航空航天等领域均有着十分广阔的应用前景。
1 开关磁阻电机控制系统的结构开关磁阻电机驱动系统主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。
开关磁阻电机是SRD系统中实现机电能量转换的部件；功率变换器的作用是将电源提供的电能经适当转换后提供给开关磁阻电机。
控制器则是SRD系统的中枢，它综合处理速度指令、速度反馈信号以及电流传感器、位置传感器的反馈信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，从而实现对电机运行状态的控制，使之满足预定的运行要求；检测器包括电流检测和位置检测两部分，其中电流检测用以实现系统的电流反馈，位置检测则是通过检测定、转子的相对位置，来确定对相应绕组的换相操作和计算转速。
2 电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统1/ 42.1 系统硬件以及组成设计首先应将位置信号确定为频率信号，而将电流信号全部模拟成相应的电压信号，再经过A/D专业转换之后再进行输入；对于开停信号还有各种保护信号等都需要在对进行相应的外围电路处理之后，让它逐渐转变成为开关信号，然后经I/O口输入。
需要注意的是，在信号输出过程中，相触发信号又被称作开关信号，而其余各种指示信号又被称作开关信号，所以在实际的运作过程中，我们可以使用单片机的I/O来进行信号输出。
位置传感器中的信号输入电路能够将电动机位置上的传感器所发出的信号波形，经过相应的整形转换在输进专用的8751单片机之后进行有效实现：①利用传感器波形来对电动机转子位置进行有效确定，从而对电动机通电相序进行有效控制；②利用传感器波形来对电动机运行过程中的实际转速进行有效确定，从而进行有效的PID运算。
开关磁阻电动机的应用及其发展论文
开关磁阻电动机的应用及其发展阅读报告姓名：--- 班级：机自XS1101班学号：------------前言：开关磁阻电机（SRD）是上世纪80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。
开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。
英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数瓦直到数百千瓦，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。
中国对开关磁阻电动机调速系统的研究与试制起步于20世纪80年代末90年代初，取得了从基础理论到设计制造技术多方面的成果与进展，但产业化及应用性研究工作相对滞后。
正文：一．SRD电机在纺织机械中的应用(1)在印染行业的应用在印染行业中,筒纱染色的均匀性在工艺被决定了之后，主要就取决于筒子染色机输送染液的主泵对流量流速的控制与选择。
由于纱线品种的多样性，不同纱支所需的流量流速存在着差异，即使是同一种纱线若捻度不一样也需要主泵对流量流速进行选择。
早期的筒子染色机必需由工人凭借经验来操作，20世纪90年代有了交流变频器就可以通过染缸内外差的检测与反馈信号调节主泵转速来解决，现在有了SRD电动机调速系统完全可以利用它取代交流变频器。
这是因为SRD电机调速系统在与 PLC编程控制装置结合之后其染液流量流速状态更容易被控制，在任何情况下都能给出一个合理数值，同时电子元器件也不再受温度与湿度的干扰，这样也就确保了运行的稳定性，同时还解决了电机在潮湿环境里运行的问题。
（2）在化纤行业中的应用在化纤行业，其关键工序之一是将熔融的化纤材料在恒压下，由微孔喷出冷却成丝。
开关磁阻电机 在电动汽车上的应用 共40页PPT资料
永磁无刷直 流电动机
可在较宽的调速范围内保持较高的效率，但控制 技术仍需发展，并且稀土资源无法保证大量汽车 上使用。
开关磁阻电 动机
高效率，结构可靠，可实现串励特性（重载及爬 坡），对稀有资源依赖性低，可保证大量车辆上 使用
荣佳电机的KCTC180-2000混合动力客车用开关磁阻 调速电动机产品于2009年开始投入小批量生产，与北 京中纺锐力机电有限公司的控制器匹配，批量装配东 风汽车公EQ6110HEV3型混合动力电动城市客车。
浙江正泰中自控制工程有限公司、江苏华阳电器 有限公司、广州斯达开关磁阻调速科技有限公司 、深圳市诺瓦电气有限公司
8/16kw
2500/5000rpm 120/240V
风冷/风冷
混动公交用机Biblioteka 耦合装置（863项目） 35/60KW
1600/5500rpm
336V
风冷/水冷
2019/7/28
我国首批以开关磁阻电机为牵引系统的海湾纯电动汽 车在淄博市高新技术开发区成功下线。所用SRD开关 磁阻电机是由山东德森机电科技股份有限公司研制
4.电动汽车用电动机应在整个运行范围内，具有高的效率，以提高1 次充电的续驶里程
另外还要求电动汽车用电动机可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期 工作，结构简单适应大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价 格便201宜9/7/等28 。
直流电机
交流三相感 应电动机
需定期更换电刷，但爬坡性能好、控制器成本低 ，一般用在电动浏览车上。
2019/7/28
当前的电动汽车或者混合动力汽车使用较多的 是PMSM。如日本丰田的混合动力系列Prius ，比亚迪的E6电动汽车。
新能源车辆中的电机技术应用
新能源车辆中的电机技术应用随着环境保护意识日益增强，新能源车辆受到越来越多人的重视。
而其中最为核心的技术之一就是电机技术。
在这篇文章中，我们将探索新能源车辆中电机技术的应用，以及其发展的前景和挑战。
一、新能源车辆中电机技术的应用电动汽车的运行需要电能，这也是其最核心的技术。
而在电动汽车中，电机就是将电能转化为动力的重要设备之一。
电机技术的应用，使电动车不再依赖传统燃油，同时也为其增加了更多的可塑性和灵活性。
目前国内外制造的新能源车辆中的电机类型主要包括三种：永磁同步电机、感应电机和开关磁阻电机。
其中，永磁同步电机因其高效、轻便、小巧等特点，受到了广泛的应用。
它是一种高速驱动电机，在轻型电动汽车、混合动力汽车和纯电动汽车中广泛应用，特别适合于城市驾驶。
除了永磁同步电机，感应电机也是一种受欢迎的电机类型。
相较于永磁同步电机，它的高速性能略显不足，但是其在传输大扭矩时表现更出色，因此在公交车等需要大扭矩而不是速度的车辆中得到了广泛应用。
开关磁阻电机是一种新型电机，它的特点是简单、轻巧，且价格相对较低。
由于其性能比较平稳，可适用于多种车型中。
二、新能源车辆电机技术的前景电机技术的应用不仅让新能源车更加环保、智能，而且为新能源汽车行业的发展提供了无限的潜力。
在未来的发展中，电机技术将成为新能源汽车产业最核心、最关键的技术之一。
首先，电机技术的进一步发展，会提升新能源汽车的续航里程和功率表现。
优秀的电机将为电动车的电耗率带来明显的下降，进而增强了电动车的竞争力和人气。
其次，随着智能、出行服务与新能源汽车的深度融合，电机技术也必然将走向智能化和网络化。
换言之，产业上下游将会借助电机技术，对新能源汽车的供应链构建进行智能化升级，进行数据的挖掘和分析，从而让新能源汽车得到更快的发展。
三、新能源车辆电机技术的挑战随着新能源车辆电机技术的不断发展，也带来了一些挑战。
首先，电机技术的不断进步，需要巨大的技术投入和长时间的研发。
开关磁阻电机控制系统在电动汽车中的应用
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车时代汽车 开关磁阻电机控制系统在电动汽车中的应用乔振宇 黄鑫西安航空学院 陕西省西安市 710077摘 要： 目前随着我国节能环保政策的不断变化，电动汽车已经在人们生产生活中得到了广泛应用，确保电动汽车能源供给的稳定性，是当前提高电动汽车使用性能的重要措施。
与传统燃油汽车相比，在电动汽车中电机控制系统的作用更为重要，必须要明确电机控制系统的工作性能和工作原理，确保能够通过改善电机控制系统，提高电动汽车的安全性和稳定性，基于此，本文分析了开关磁阻电机控制系统的具体应用。
关键词：开关磁阻电机 控制系统 电动汽车 应用1 引言目前，在电动汽车行业发展进程中，对电机驱动系统的要求主要体现在以下几个方面，首先必须要确保能够适应频繁的启动、加速及正反转调节需求，然后在转速和转矩变化相对较大时，能够满足爬坡和超车的性能要求，同时还要保证在相对恶劣的环境下，具有较好的制动性能。
而开关磁阻电机控制系统能够在一定程度上满足这些需求，所以目前在电动汽车行业发展进程中，开关磁阻电机控制系统得到了广泛的应用和推广。
2 开关磁阻电机控制系统的优势及与其他系统的区别目前在我国电动汽车行业中，驱动系统主要分为以下4种，首先可以通过变压变频的方式，对交流异步电动机进行相应的控制，从而构成整体的驱动系统，其优点是构造相对简单，所以需要消耗的成本较低，并且能实现高速运转和大范围调速，同时这种驱动系统在出现故障时维护相对较为方便，并且寿命较长，但是在作为电动汽车的驱动系统进行应用时，控制流程相对较为复杂，并且容量小，时效率低，同时制动也相对较为困难，所以在电动汽车行业的驱动系统中应用较少。
其次是通过斩波的方式进行控制的直流电机组成的驱动系统，这种系统的优点是在控制性方面性能相对较高，并且不需要测量磁极的具体位置，同时调速也较为便捷，但是因为制造的工艺相对较为复杂，并且造价成本高，所以不适用于普通电动汽车的推广，在维护过程中因为其体积较大，增加了维护的复杂性，并且不适用于在恶劣的环境中工作，所以其使用的可靠性相对较差。
开关磁阻电机发展概况及市场趋势
开关磁阻电机发展概况及市场趋势开关磁阻电机最早由美国的一家公司发明并推出市场，以其独特的优势受到了广泛关注和认可。
相比传统的电机技术，开关磁阻电机在效率和能耗方面有较大的优势。
它通过电流改变磁场的方向来控制转子的运动，不需要传统电机中的电刷和换向器，减少了能量的损耗和噪音的产生。
另外，开关磁阻电机还具有高转矩和启动扭矩大的特点，适用于各种负载要求。
随着磁力材料和电子技术的不断进步，开关磁阻电机的性能和效率也在不断提高。
目前，开关磁阻电机的效率已经可以达到90%以上，超过了传统的感应电机和齿轮电机。
而且，开关磁阻电机的设计结构相对简单，制造成本较低，具有较长的使用寿命，这些特点进一步提升了其市场竞争力。
在应用方面，开关磁阻电机已经被广泛应用于家电、汽车、机械制造、航空航天等行业。
在家电领域，开关磁阻电机可以用于风扇、抽油烟机、冰箱压缩机等产品，提供高效率和低噪音的运行。
在汽车领域，开关磁阻电机可以应用于电动车辆的驱动系统，提供高转矩和高效率的驱动力。
在机械制造和航空航天领域，开关磁阻电机可以用于机械传动系统和飞行器的动力系统，提供可靠的运行和精确的控制。
市场趋势方面，开关磁阻电机在未来将有更广阔的市场前景。
一方面，随着人们对能源利用效率和环境保护意识的增强，对高效率和低能耗的电机需求将越来越高。
开关磁阻电机作为一种高效的电机技术，将可以满足这一需求。
另一方面，随着新能源汽车的普及和需求的增加，对高效率、高转矩和低噪音的电机也将越来越大，而开关磁阻电机正是满足这些需求的理想选择。
总之，开关磁阻电机是一种具有很大发展潜力和市场前景的新型电机技术。
它可以实现高效率、高转矩、低能耗和低噪音的运行，已经在多个领域展示出了广阔的应用前景。
随着磁力材料和电子技术的不断进步以及对能源效率和环境保护需求的增加，开关磁阻电机在未来的市场趋势将更加明确和广阔。
开关磁阻电动机的应用及其发展
开关磁阻电动机的应用及其发展一、应用领域：1.汽车领域：SRM具有功率密度高、噪音低的特点，因此被广泛应用于汽车领域。
特别是在新能源汽车中，SRM由于其高效率、高可靠性和适应性强的特点，成为电动汽车驱动系统的理想选择。
2.工业自动化：SRM具有响应速度快、结构简单、适应性强等特点，因此在一些工业自动化设备中得到广泛应用，如风机、泵、压缩机等。
SRM的工作台阶化特性也使其在一些需要快速启停的装置中具有优势。
3.家电领域：由于SRM具有结构简单、节能环保的特点，因此被逐渐应用于家电领域。
如洗衣机、空调等家电产品中，SRM可以提供更高效、更稳定的运行效果。
4.风力发电：SRM的快速启停特性使其在风力发电系统中得到广泛应用。
风力发电系统中，SRM可以快速启动并保持高效运行，有效提高发电效率。
5.其他领域：SRM还在其他领域得到应用，如电动自行车、轨道交通、农业机械、船舶、机器人等。
二、技术发展：1.磁路设计优化：SRM的性能主要由磁路设计决定。
随着磁路设计优化的不断深入，SRM的效率和输出特性得到了大幅提升。
尤其是新材料的应用和磁路优化算法的改进，使SRM的磁路设计更加高效、节能。
2.功率电子器件的发展：SRM的工作需要使用功率电子器件进行控制，因此功率电子器件的进步也推动了SRM的发展。
随着功率半导体技术的不断提升，如IGBT、SiC等新型功率器件的应用，使SRM的控制更加精确、可靠。
3.控制算法的改进：SRM的控制算法的改进也促进了其应用的拓展。
传统的控制算法中存在容易产生振荡和共振的问题，而新的控制算法如矢量控制、预测控制等能够更好地解决SRM的控制问题，提供更好的工作性能。
4.系统集成优化：随着电动机和控制系统技术的发展，SRM的系统集成优化也在不断进行。
如加入智能化控制、网络通信等技术，提高SRM的控制精度和稳定性，实现SRM系统的更高级应用。
总之，开关磁阻电动机具有广泛的应用领域和快速的技术发展。
开关磁阻电机应用领域
开关磁阻电机应用领域开关磁阻电机调速系统应用领域1、龙门刨床应用特点1）可比其他驱动方式节电30-70%2)启动电流小，对电网无冲击3)启动转矩大，适合重载起动4)制动转矩大，换向时越位小5)特有断电制动功能，避免创面以外停电时冲出床身6)电机不发热，适合频繁正反转；7)原有的基础上可以增加铣、磨新功能；8)简化结构，减少占地面积，节能效果明显；9)可靠性高，可减少停机时间，且调试、使用、维护方便2、锻压机床应用特点1)简化传动机械结构，减小体积；2)可比传统传动方式节电30%以上；3)滑块速度和形成次数无级调整；4)伺服控制，可在一个行程内精确变化转速；5)电机启动电流小，启动转矩大，适合频繁正反转；6)超强起动转矩，确保足够的打击能量；7)特殊制造设计的直驱式电动机；8)去掉摩擦换向装置，节省成本、节能效果明显3、纺织纺织机械应用特点1)能频繁迅速的实现起动、制动及正、反向运行；2)在一个工作行程中，可根据加工的要求平稳的变换速度；系统具有良好的负载特性；3) 控制器能保证电机在任何运动状态下转向变换时冲击电流在允许值内；4)数字、模拟混合控制，动态响应好，可靠性高；5)电机在最高转速时能够实现安全迅速制动换向；6)在一个工作行程中，可根据加工的要求平稳地变换速度；4、水泵应用特点1)可以带载启动，起动电流小；2)效率高，节能，过载能力强；3)调速范围宽；4)可频繁起停；5)应用开关磁阻电机调速系统可采用闭环控制，通过PLC与压力传感器相连接后可以随时的根据管网的内部压力的变化来调节电机的转速，即改变水泵的供水量，是管网内的水压保持恒定6)既能最大限速的增加管网的工作寿命，减少维护成本，又确保了正常生产用水的需要。
5、造纸机球磨机：1)实现数字化远程诊断及数据监控功能能；2)起动电流低、转矩大；3)效率高、节能效果好；4)随意设定速度，各部分传动点可任意单独起动，停止和调速；5)缺相与过负载时仍可工作，不会烧坏电机和控制器；6、风机1)调速范围宽，可在低速下长期运行；2)效率高，节能明显；3)功率因数高，无需加无功补偿装置7、压缩机1)启动转矩大，起动电流小可以带压启动；2)调速范围宽，效率高，低速下可长期运转；3)可实现恒压供气，节能；4)电机结构简单、牢固；工作可靠，能适用各种恶劣、高温甚至强振动环境；5)延长压缩机的使用寿命6)节能效果明显8、抽油机1、低启动电流，高启动转矩，启动电流为额定电流的30％，启动转矩为额定值的150％。
电动汽车的热门主驱——开关磁阻电机
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收 稿 日期 ：２ ０ １ ６ — １ ２ － １ ２ ；修 日期 ：２ ０ １ ７ － ０ １ — １ ７
电机在新能源汽车上应用的思考与实践
电机在新能源汽车上应用的思考与实践为了能够缓和资源匮乏以及环境污染等日益突出的问题，新能源汽车获得了迅猛发展，并且逐渐成为当今汽车产业发展的重要趋势。
因此，以新能源汽车的电机类型的应用状况入手，对新能源电机的发展方向进行相关的研究和分析是极其重要的。
一、新能源汽车驱动电机的性能要求新能源汽车在使用电机对汽车的行驶性能进行一定满足的过程中，还应该对形式过程中的舒适程度、环境适应能力以及充电续航等功能进行一定的思考，这就比普通的工业电机提出了更高的要求与技术上的规范，对电机的性能方面的要求有：1、调速范围宽。
应该包含恒功率区和恒转矩区两个部分，在低速运行的过程中所输出的恒定转矩相对较大，从而能够让汽车更快的启动、加速、爬坡等，在高速运行过程中所输出的恒定功率，通常有着相对较大的调速区间，从而能够满足在平坦路面以及高速行驶时超车等需求。
2、效率以及功率密度较高。
要确定能够在较宽的转速以及转速的区间中都有着极高的效率，从而减少功率的消耗，增强一次性充电的行驶路程。
3、可靠性高。
无论是在什么条件下都要保证汽车拥有极高的安全性能以及很好的抗震功能。
1/ 54、质量轻，体积小、尽可能的使用钛合金制作的外壳，并且要保持较高的转速，从而使汽车的质量变得相对较轻，强化电机和车体之间的匹配能力，使车体的可以利用的空间变大，进而使乘坐时的舒适程度得到保证。
5、瞬时功率大，过载能力强。
确保汽车可以拥有4-5倍的过载能力，从而能够实现短时间里的快速行驶以及爬坡。
6、电压高。
如果条件许可的话尽可能的使用高电压，从而进一步使导线以及单机等设备的尺寸降到最低，尤其是可以使逆变器的成本得到大大减少，并且与此同时还要具有相应的高压保护装置。
7、环境适应性好。
要符合汽车自身形式的具有差异性的环境，尽管是处于较差的环境中也可以顺利运行，有着较好耐潮湿以及高温的功能。
8、制动再生效率高。
在汽车减速的过程中，可以对制动进行一定的反应，把能量收回来并且返回电池，让电动汽车的最佳使用效率能够获得充分展现。
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４ Ｒ电机的技术难点及解决方案 ｓ
Ｓ Ｄ系统的噪声和振动， Ｒ 早在ｓ Ｍ一面世就倍受关注， Ｒ 曾经被认为是Ｓ 机的不治之症。 Ｒ电 而对Ｓ Ｒ电机噪声和振动的研究， ０年代初才真正开始的。 是从９ 研究结果表明， 在每相绕组换相
点， 加在绕组上的电 化率越大， 压变 所激发的 振动和噪 越大。 声就 基于这 个认识， 是有了． 于 ‘ 两步换
开关磁阻电机在电动汽车中的应用及前景
田茂听 边敦新
（ 华中理工大学， 湖北武汉 ４０７） ３ ０４
摘要： 分析了电动汽车的应月前景以及对电力电子技术的要求 对于开关磁阻电机在电动汽车中的应用、 发履
及其重待解决的问题进行了评述．
关谧词 电力电子 电动车 开关磁阻 电机
有很大潜 力， 参考文献 ：
１刘 华徽 电 。 ８ ３ ４ 庆 ・特 机 １， ８ ０ ”‘ 一・
１ ９ ，８ 一 ８ ． ２ ４ ７ ９ １４
ห้องสมุดไป่ตู้
２ 刘迪吉． 开关磁阻调速电动机〔 ． Ｍ二北京 机械工业出版社， ９ １４ ， ３ ＪＰ Ｌｏ，Ｆｕ ／ ｒ 。 ｍ ｔ ｓ ｏ Ｓ Ｍ ｒｔ ｐｓｉ ｓｍ ｔ ｎ Ａ ．Ｅ Ｅ ＡＳＡ ｎ． ｅｎ ［ 一 一 ． ｙｎ． ｌ％ｃ 犷 士 ｅ ｏ 壬ｒ Ｒ ｏ ｒ ｉ ｎｅ ｉａｏ ［ 〕ＩＥ 一Ｉ ｕｅ 卜 ｄ ｏｏ ｔ ｏ ｔ ｉ ｎｕ Ｍｅｔ ｇＣ ， ‘ ４ ｌＨ ｓｌ ｏｏ ｐｓｌ ｅｓ ｇｉｓ ｉｈ ｒｌ ｔｎ ｍ ｔ ｄｉ ｂ 呀ｓ了 ｍ ｔａｙｎｕ比 丫１ ｇｓ ｕａ ｎＲ ｔ ｏｉ ｏｓｎｉ ｎ ｗｔ 记 ｅ ｃ ｃ ｏ ｒ ｒ ｒ ｔ ｏ ｎ ｃ ｕ ａ ｅ ｏ 耗ｓ ｙｍ ｕ１ ｕｕｌ ｉ ｃ ０ 舀ｅ 昭 ｌ 己 ０ ［二ＩＥ ｒ ． ｄＡ ｐｃ．１９，３）６５ ７－ ｒａ，Ｉ ｐｌａ，９屯（０：６一石２ Ｊ Ｅ Ｅ’ ｎ ｎ ｉ ５ ５Ｍ‘ Ｔ ｒ。 一ＲｐｌＭｉ ｉｔｎｉ 二ｒ ｅ ｅ ｃ 、 Ｍｏ ｒ Ｕ ‘ ｄ ａｔｏＦｚ Ｃ ｎ ｏ［」ＩＥ ． ｒ ｏ 。 ｉ ｅ ｏ ｚ ｉ ｏ５ ｃ ｄＲ ］ ｔ ｃ ｔ ｓ ｓ ｇＡ ｐｉ ｕ： ｏｔ ］ Ｅ Ｅ 尸 ｑ ｐ ｍ ａｏ ｈ ｕａ ｏ ｏ ｎ ｖ ｙ ｒ ｊ
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电机控制形式 ， 这将是提高Ｓ Ｒ电机应用地位的关键性技术， 日益成为大家关注的焦点。 Ｓ Ｒ电机的输出力矩脉动． 也是一个萦绕人们的问题。根据以前的经验， 它与异步机、 同步机相 比， 脉动力矩较为明显。 但是， 随着技术的发展。 特别是摸糊技术、 神经网络辨识等技术的突飞猛进， 己经有相应文献阁提出解决方案。对于ｓ Ｒ电机的非线性模型， 可以利用模糊技术、 神经网络辨识 对Ｓ Ｒ电机进行控制。这样可以充分利用它们的特性， 即不需要控制对象的精确数学模型， 简化对
相法”“ 、 三步换相法” 方法的提出， 等 都取得了 较好的效果． 由于Ｓ Ｒ电机需要位置检测器， 这在不同程度上增加了控制的复杂性 使无位置检测器的方 案・ 在近些年里不断涌现。 ｙｎ 等人 在１９年提出基于磁通／ Ｌ ｓ 川 ９１ ｏ 电流的ｓ Ｍ位置检测方法 Ｈ Ｒ ｕ
５ｎ 在１９ 年提出 ｏ 等人 ９４ ｉ 一种基于检 测相间 互感电 压的ｓ Ｍ位置 Ｒ 检测技 闭。 置传感器的Ｓ 术 无位 Ｒ
家用电器、 业应用、 工 伺服系统、 高速驱动， 特别是电动汽车用驱动系统中， 得到了成功应用， 其功率 范围也贾盖了 ｌｗ（００ｒｍｎ到 Ｓ ｏ ｌ０ｏ／ ｉ） Ｍｗ（ｏ ｒｎ的宽广范围。 ｓｒｎ ） ／ｉ 由于它结构简单的特性， 适合广大司机的日 常维护， 能够被大多数人更容易接受， 这是其它电 机难以匹敌的。 其调速性能好， 对于使用者来说， 更容易适合生理上的要求。 在能源匾乏的今天， 节 能是一个趋势，Ｒ电机的高效率， Ｓ 恰恰符合节能的要求。并且，Ｒ电机可以通过改变控制策略， Ｓ 使 它由电动机转变为发电机十分方便。这一切仅仅靠改变软件就能达到， 对于当今的计算机技术来 说 是件轻而易举的事情。 从电动机转变为发电机， 可以使汽车多余的动能， 例如汽车下坡时采用发 电机制动 即回馈了电能， 可以制动， 又 可谓一举两得。既节能． 又达到了预期效果。 作为日 常使用频率较高的电动汽车， 提高其可靠性， 为了 一般要采用混合型的驱动系统 这就 不可避免的增加了汽车的成本。然而， 作为结构简单的 Ｓ Ｒ电机， 成本低的特性又一次突出了它的
３ 开关磁阻电机在电动汽车中的应用
图３ 给出了应用开关磁阻电 机的电动汽车驱动系统的大致框图， 其中主要由三部分构成， 即 Ｓ Ｍ、 Ｒ 电力电 子器件和控制核心技术。传统的开关磁阻电 机的控制方式， 它的结构构成决定了。 由 开 关磁阻电 机的电 磁转矩的方向是由 相电流相对相电感的位置决定的， 并且电磁力矩的大小和转 子的位置有关， 所以对于它的控制， 需要添加电 机位置检测装置。 Ｒ电 ｓ 机采用脉冲电 流激励， 它的 瞬时转矩在一个激励周期随着转子位置和激励电流的变化而变化， 不是一个恒定值。 由干瞬时转矩 控制原则上具有最快的响应和最有效的转矩脉动消除，Ｒ电机的瞬时转矩控制的研究， ｓ 对于ｓ Ｄ Ｒ
系 动 性能具 重 意义。 ９ 年，ｃ ｓ 。 统的 态 有 要 王６ ｌ一ｐ ｇ ８ ｉ 。 Ｍ等人 理论 证明 Ｒ电 时 控 从 上 了ｓ 机瞬 转矩
制的可行性。 然而， 这种通过绕组磁链估算器构成开关磁阻电机驱动（Ｒ ） ｓ Ｄ 系统电流闭环控制技术 涉及到相电流的实时检侧和处理， 这在微处理器发展初期是无法实现的。 随着大规模集成电路和高 速数 字信号处 理器〔 Ｐ等技 ｓ Ｄ ） 术上的 断突 这使 Ｒ电 瞬时 控制成为 不 破， 得ｓ 机的 转矩 现在的 热点。 山于Ｓ Ｒ电机必须增加电机位置检测装置， 使得开关磁皿电机结构简单的特性被反馈量的增 加・ 控制起来较为麻烦所掩盖。但是， 式、 光电 磁敏式以 及编码式等轴位置检测技术已 经相当完善， 并且正广泛地应用于现在的ｓ 机驱动系统之中。 Ｒ电
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图 １ 开关磁阻 电机结构Ｃ Ｅ
ａ 相电感 Ｌ Ｂ将以转子齿距角 ６为 （） ， 线重 合的位置为 ａ ５， ＝４ ０此位置的相 电感为最大 。如图 ２ 所示，
１ ７ ２
周期而变化ｒ
当 和时． 磁路不饱 开关磁阻电机产生的转矩为
式中 为相电流； Ｌ为相电感。
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图２ 开关磁阻电机工作波形
图 ３ 电动驱动汽车系统框图
可以看出： 开关磁阻电 机的电 磁转矩的方向 是由相电流相对相电感的位置决定的。电机运行 北／ ）。 声生正向力 作为电动机运行； 它运行于ａ／ ＜。 产生负向力 则电 拓 时， 矩， 而当 Ｌ 沁 时， 矩， 机运 行于发电方 式。 在图Ｚ 中， 为开通角， 为关断角。 ｂ ６ ， 。 ：
Ｅ 只 １９ ．４ （ 〕６ 一７＿ ３ １０ １ ：１ ０ ｎ ９
１ ９ ２
独 到之处。 这使得Ｓ Ｒ电机更具 有竟争力。 ６ 结 论 目 ｓ Ｄ巫需解 前． Ｒ 决的问题是减小力矩脉动、 减小噪声、 提高单位电流出力， 采用无位置检测
器的方案以简化控制器的复杂性。 但是， 开关磁阻电机的调速性能好、 成本较低、 结构简单、 效率高等优点 仍使它的广泛应用， 具
Ｒ 机的控制困难。 ｓ电 这也为控制器的简单化提供了方 便。
输出力 矩大小也是电动机的性能指标之一。 在文献〔」 ６中提到， 对于Ｓ Ｒ电机， 可以通过改变电 机的设计参数， Ｓ 即 Ｒ电机改为整距绕组， 从而提高电机输出力矩的大小。
Ｓ Ｒ电机应用展望 Ｓ
什关磁阻电机作为一种新型机电一体化驱动系统， 以其调速性能好 、 成本较低、 结构简单、 效率 高等特点， 在短短 ２ 年的时间里， ０ 得到了较为产泛的应用， 取得了令人瞩目的成绩。其产品已经在
ｔ引 言
２ 世纪 ６ 年代， ０ ０ 汽车工业的飞速发展给人们带来了便利的生活‘ 缩短了世界的距离． 但同时． 也加剧了 全球化的环境污染。大量消耗本已不多的石油资源宁 带来了温室效应 资源的Ｉ乏． ｆ 也引
起了新一轮的新能源开发热潮。可循环利用能源， 成为新的热点。这使电动汽车得到了重视， 不 它 仅可以有效地利用能源， 而且可以提高空气质量。近十几年来， 尤其是欧美、 本等地， 日 电动汽车发
了一定的应用
２ Ｍ的原理及控制方式 Ｓ Ｒ
图１ Ｒ 所示Ｓ Ｍ为三相 ６４ ／ 结构。 它的定、 转子采用双凸 极结构， 硅 由 钢片 叠压而成， 传统电 与
叽不同之处是转子上没有任何形式的绕组、 永磁体、 滑环等‘ 定子上只有简单的集中绕组， 绕组端部 较知， 没有相间跨接线， 因此Ｓ Ｍ结构简单、 Ｒ 坚固， 运行时可靠性高、 维护量小。当转子位置变化 时． 各相磁路的磁阻和相绕组的电感也相应发生变化。如果忽略磁路饱和的影响， 把相绕组轴线和 转子齿轴线错开 ４＂ ５ 的位置定义为。 。 一。， 则该位置的相电 感为最小值。再定义相绕组和转子齿轴
展较快． 并且正逐步由 研制过渡到小批量商业生产。 奴通用、 宝马， 产等公司． 日 都已经有产品问世， 最高时速可达 ７ ｍ ｈ ３ｋ ！１ ０ ＇ 汽车用的驱动系统各不相同。但是它们都有电机制造复杂、 体积大、 成本高等缺点 开关磁阻 电机〔Ｒ 是近年来发展的一种新型机电一体化驱动系统 该电机以其调速性能好、 Ｓ Ｍ） 成本较低、 结 钩简单、 效率高等特点． 在迅速发展的调速电机领域内， 了 争得 一席之地［ 并在汽车驱动领域得到 Ｃ ｚ ７