车用电机及永磁无刷电机控制介绍

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BLDC永磁电机及其控制原理

BLDC永磁电机及其控制原理

BLDC永磁电机及其控制原理BLDC(Brushless DC)永磁电机是一种无刷直流电机,也被称为无刷永磁同步电机(PMSM)。

相比传统的有刷直流电机,BLDC永磁电机具有更高的效率、更低的噪音和更长的寿命。

它广泛应用于电动车、航空航天、工业自动化等领域。

BLDC永磁电机的控制原理是通过对电机的三相电流进行控制来达到转速和转矩的调节。

在BLDC电机中,转子上有若干个磁极,而定子上有三个相位相差120度的绕组。

当电流通过绕组时,会产生旋转磁场,而与磁场同步旋转的转子也会跟随旋转。

根据BLDC电机的永磁特性,当电流通入发磁绕组时,转子磁极与定子绕组之间会产生磁力吸引或排斥的作用,从而产生转矩。

BLDC永磁电机的控制可以分为传感器反馈控制和无传感器反馈控制两种方式。

传感器反馈控制通常使用霍尔传感器或编码器等装置来检测转子位置和速度,并将反馈信号送回电机控制器,通过控制器来调整电机相位和电流。

这种方式可以实现高精度的转速和转矩控制,但需要额外的传感器装置,增加了成本和复杂度。

而无传感器反馈控制则是通过估算转子位置和速度来实现控制。

无传感器反馈控制算法通常使用反电动势(Back EMF)估算转子位置和速度。

反电动势是由于转子磁极与定子绕组之间的磁感应产生的电势,它与转速成正比。

通过测量电机相电流和反电动势,可以估算出转子位置和速度,并通过控制器来调整电机相位和电流。

这种方式不需要额外的传感器装置,减少了成本和复杂度,但精度较传感器反馈控制略低。

在BLDC永磁电机的控制中,还需要考虑到换相问题。

换相是指在相位旋转时切换绕组的通电顺序,以保持转子与磁场的同步。

传统的换相方式是基于霍尔传感器或编码器等装置来获取转子位置,然后通过控制器来调整相位。

而在无传感器反馈控制中,需要使用特定的换相算法来估算转子位置,并实现正确的换相。

常见的换相算法有霍尔换相法、反电动势换相法和电角度法等。

总之,BLDC永磁电机的控制原理是通过对电机的三相电流进行控制来实现转速和转矩的调节。

永磁无刷直流电机的特点和应用

永磁无刷直流电机的特点和应用

用途永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。

永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中,如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具,也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业,在一些高精尖产品中也有广泛应用,如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。

在舞台灯光方面,永磁直流电机,特别是小型永磁直流齿轮电机的用量非常大。

计算机行业中的打印机、扫描仪、硬盘驱动器、光盘驱动器、刻录机、冷却风扇等都要用到大量的永磁直流电机。

汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、打气泵更是用到各种永磁直流电机。

宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机等都用到永磁直流电机、在武器装备中,永磁直流电机广泛应用于导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

在工农业方面,永磁直流电机也广泛用于电气和自动化控制及仪器仪表中。

在医用方面,永磁直流电机用处更不小,如医用的各种仪器、手术工具,如开脑手术中的电动锯骨刀,特别是野外手术中的各种仪器基本上都是用的永磁直流电机。

在残疾人用品方面,如机械手、残疾车等都用到永磁直流电机。

在生活方面,用处更多,连牙刷也用永磁直流电机做成电动牙刷了。

永磁直流电机的应用真是举不胜举,可以说是无处不在。

随着时代的发展,永磁直流电机的应用会更多,原先用交流电机的许多场合均被永磁直流电机所替代。

特别是出现永磁无刷电机后,永磁直流电机的生产数量在不断地上升。

我国每年生产的各种永磁直流电机大达数十亿台以上,生产永磁直流电机的厂家不计其数。

特点1、可替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速;2、具有传统直流电机的优点,同时又取消了碳刷、滑环结构;3、可以低速大功率运行,可以省去减速机直接驱动大的负载;4、体积小、重量轻、出力大;5、转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;6、无级调速,调速范围广,过载能力强;7、软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置;8、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%~60%。

永磁、串激、有刷、无刷电机

永磁、串激、有刷、无刷电机

永磁、串激、有刷、无刷电机电动车用电机分类电动车常用电机一般是直流电机,用有、无永久磁铁分类,有永磁电机和串激电机两类。

电机旋转的部分叫转子,不转动的部分叫定子。

永磁电机的转子或者定子有一个是永久磁铁,另一个则是漆包线绕制的线包;串激电机的转子和定子都是漆包线绕制的线包。

同样功率的电机,永磁电机比串激电机省电。

永磁电机的磁铁怕高温,质量差的110度就会退磁,好的可到140度;串激电机没有永久磁铁,不存在这个问题。

目前市场上的货运三轮,电机功率一般在400瓦-900瓦,都使用串激电机,串激电机属于有刷电机。

代步三轮有300瓦左右就行了,一般使用永磁电机。

电动自行车电机一般为180瓦-250瓦,电动摩托350瓦-500瓦,这两种车也使用永磁电机。

永磁电机又分为有刷电机和无刷电机两大类。

有刷电机和无刷电机有刷、无刷是有无电刷的俗称。

直流电机连续转动,是靠转子磁场和定子磁场的同性相斥、异性相吸进行的。

线包里的电流在适当的时机必须转换,否则就会吸死不转。

有刷电机是靠换向器(学名叫整流子)和电刷的配合来自动完成,换向器和电刷装在电机内部。

一般有刷电机的电刷大约磨损2000小时就应该换新。

普通轮毂电机和柱式电机(也有叫中置电机的)需要专业维修人员才能更换,而串激电机普通用户自己就可以更换。

电刷的磨损还与电流大小以及电刷含银量有关。

货运三轮使用的串激电机电流很大,寿命到不了2000小时,几个月就得更换,碳刷含银量的多少价格相差很大。

有刷电机对外只有两条连线,永磁有刷电机交换连线就可以改变转动方向;串激电机没有永久磁铁,转子和定子都是绕组,其中定子磁场也叫激磁磁场,这两个绕组是独立的,当串联使用时,叫串激电机。

串激电机对外虽然也是两条连线,不同于永磁有刷电机交换连线就可以改变转动方向,而是交换转子绕组(一对线)或定子绕组(一对线)之中的一对即可。

无刷电机顾名思义,电机内部没有电刷。

绕组电流转换是靠外部的无刷速度控制器(以后简称无刷控制器)进行的。

永磁同步电机的控制方法

永磁同步电机的控制方法

永磁同步电机的控制方法
永磁同步电机是一种常见的电动机型号,具有高效、能耗低等优点,在不少领域广泛应用,如空调、洗衣机、汽车等。

为了使电机工作更加稳定、可靠,需要对其进行控制,本文将介绍几种常见的永磁同步电机控制方法。

一、矢量控制方法
矢量控制方法也称为矢量调速,是对永磁同步电机进行控制的一种较为复杂的方法。

通过对电机的磁场和电流进行精细控制,可以实现电机速度和转矩的精准调节。

具体实现时,需要提取电机转子位置,进行磁场定向控制。

二、直接转矩控制方法
直接转矩控制方法是对电机电流进行直接调节的方法,可以实现对电机转矩的调节。

该方法操作简单,但控制效果较为粗糙,容易造成电机振动和噪音。

三、电压向量控制方法
电压向量控制方法通过调节电机的电压和相位,控制电机的速度和转矩。

该方法比直接转矩控制方法更加精准,但控制难度较大,计算量较大。

四、滑模控制方法
滑模控制方法是近年来发展的一种新型控制方法,可以实现低成本、高效率的电机控制。

该方法借助滑模变量实现对电机转速和转矩的控制,具有控制精度高、响应速度快等优点。

五、解析控制方法
解析控制方法也是近年来发展的一种新型控制方法,该方法是通过解
析电机的动态特性,设计控制器实现对电机的精准控制。

该方法适用于大功率电机控制,但计算量较大,难度较高。

以上是几种常见的永磁同步电机控制方法,不同的方法具有不同的特点和适用范围,需要根据实际情况选择合适的控制方法。

随着科技进步和工业发展,永磁同步电机控制技术也将不断进步和发展。

永磁无刷交流电机

永磁无刷交流电机

永磁无刷交流电机1. 引言永磁无刷交流电机是一种采用永磁体作为励磁源,无需外接电源的电机。

它具有高效率、高功率密度、高可靠性等优点,在各个领域得到了广泛应用。

本文将对永磁无刷交流电机的原理、结构、工作特点以及应用进行详细介绍。

2. 原理永磁无刷交流电机的工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。

其基本原理可以概括为:当电机的定子上通以交流电源,产生的磁场与转子上的永磁体磁场相互作用,产生转矩,从而驱动电机转动。

3. 结构永磁无刷交流电机主要由转子、定子和电子换向器组成。

3.1 转子转子是永磁无刷交流电机的旋转部分,通常由永磁体和转子铁芯组成。

永磁体是电机的励磁源,通过其产生的磁场与定子磁场相互作用,产生转矩。

转子铁芯则起到支撑和传导磁场的作用。

3.2 定子定子是永磁无刷交流电机的固定部分,通常由定子铁芯、定子线圈和定子绕组组成。

定子铁芯起到支撑和传导磁场的作用,定子线圈和定子绕组则通过通以交流电源,产生定子磁场。

3.3 电子换向器电子换向器是永磁无刷交流电机的核心部件,用于控制电机的换向和电流。

它通常由功率电子器件、控制电路和传感器组成。

电子换向器可以根据转子位置和速度,精确控制电流的大小和方向,实现电机的正常运行。

4. 工作特点4.1 高效率永磁无刷交流电机的高效率是其最显著的特点之一。

由于无需电刷和换向器,减少了能量损耗,提高了电机的效率。

相比传统的有刷交流电机,永磁无刷交流电机的效率通常可以提高10%以上。

4.2 高功率密度永磁无刷交流电机具有高功率密度的优势,即在相同体积和重量下,可以输出更大的功率。

这使得永磁无刷交流电机在空间受限或对功率密度要求较高的场合得到了广泛应用,如电动汽车、飞机等领域。

4.3 高可靠性由于无刷交流电机无需电刷和换向器,减少了机械磨损和摩擦,从而提高了电机的可靠性和寿命。

同时,永磁无刷交流电机的控制系统采用先进的电子技术,具有较高的稳定性和可靠性。

4.4 广泛应用永磁无刷交流电机在各个领域都有广泛的应用。

永磁无刷直流电机(电机控制)课件

永磁无刷直流电机(电机控制)课件
设备的驱动。
新能源
用于风力发电、太阳能 发电等新能源设备的驱
动和控制。
汽车电子
用于电动汽车、混合动 力汽车等车辆的驱动和
控制。
其他领域
如航空航天、医疗器械 、智能家居等需要高精
度控制的领域。
02
电机控制系统
控制系统概述
控制系统是永磁无刷直流电机的重要组成部分,用于实现电机的启动、调速、制 动等功能。
永磁无刷直流电机通过控制电流 的相位和幅值,实现电机的启动 、调速和制动等功能。
结构与特点
结构
永磁无刷直流电机由定子、转子和控 制器三部分组成。定子包括永磁体和 电枢绕组,转子为金属导体。
特点
具有高效、高可靠性、高控制精度、 长寿命等优点,适用于需要高精度控 制的应用场景。
应用领域
工业自动化
用于各种自动化生产线 、机器人、数控机床等
电磁干扰和噪声
无刷直流电机在运行过程中会产生电磁干 扰和噪声,对周围环境和人体健康造成一 定影响,需要采取措施进行抑制。
未来研究方向
高效能电机及其控制技术
研究新型的电机结构和控制策略,以 提高电机的能效和稳定性。
智能感知与故障诊断
利用传感器和智能算法,实现对电机 系统的实时感知和故障诊断,提高系 统的可靠性和安全性。
模糊控制算法
总结词
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制算法,通过模糊化输入变量和模糊规则实现控 制输出。
详细描述
模糊控制算法将输入变量的精确值模糊化,转换为模糊集合,然后根据模糊规则进行逻 辑运算,得到输出变量的模糊集合。最后,对输出变量的模糊集合进行去模糊化,得到 精确的控制输出。模糊控制算法能够处理不确定性和非线性问题,适用于永磁无刷直流

各种电机控制方式介绍

各种电机控制方式介绍
通过改变电源频率来控制电机 的转速和转矩。
控制方式
可采用变频器等设备进行频率 调节。
优点
可实现电机的无级调速,调速 范围宽,效率高。
缺点
需要增加变频器等设备,成本 较高。
开环控制优缺点分析
优点 控制结构简单,易于实现。
对电机参数变化不敏感,具有一定的鲁棒性。
开环控制优缺点分析
成本相对较低。 缺点
电机控制分类
根据电机的类型和控制方式的不 同,电机控制可分为直流电机控 制、交流电机控制、步进电机控 制和伺服电机控制等。
电机控制应用领域
工业自动化
家电领域
在工业自动化领域,电机控制被广泛 应用于各种机械设备、生产线和自动 化系统中,实现精确的位置控制、速 度控制和转矩控制。
在家电领域,电机控制被应用于洗衣 机、空调、冰箱等家电产品中,提高 产品的性能和用户体验。
航空航天
航空航天领域对电机控制技术的要求极高,如飞机起落架收放、发动机启动等都需要精确的电机控制来 保证安全和可靠性。
家用电器领域应用案例
空调
空调中的压缩机和风机等都需要电机控制技术来实现,通 过先进的电机控制算法,可以实现空调的高效、静音和舒 适运行。
洗衣机
洗衣机中的电机和控制系统也是电机控制技术的应用之一 ,通过精确的电机控制,可以实现洗衣机的多种洗涤模式 和高效节能。
智能控制优缺点分析
优点
智能控制方式具有自学习、自适应、鲁棒性强等优点,能够处理复杂和不确定性的电机控制问题。
缺点
智能控制方式存在精度不高、调试困难、计算量大等缺点,同时对于不同的电机类型和应用场景需要 针对性设计控制器。
05
现代电机控制技术
永磁同步电机控制技术

永磁直流无刷电机和永磁同步电机

永磁直流无刷电机和永磁同步电机

永磁直流无刷电机和永磁同步电机1. 引言说到电机,很多人可能觉得这就是个硬邦邦的技术话题,其实啊,电机就像我们生活中的小助手,默默为我们的日常服务。

今天,我们就来聊聊两种电机:永磁直流无刷电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)。

它们都是以“永磁”命名,听起来是不是很高大上?实际上,这两位“电机明星”各有千秋,各有自己的粉丝群体,来,咱们一起深入了解一下它们的故事。

2. 永磁直流无刷电机(BLDC)2.1 什么是BLDC?首先,永磁直流无刷电机就像是一位现代的“高科技小伙”,它的无刷设计让它比传统的有刷电机更加出色。

大家知道,电机里有刷子,像是老古董,容易磨损,还得频繁换,真是让人烦。

可是BLDC就不同了,它彻底告别了刷子,效率高得惊人,使用寿命也大大延长。

听说,有的人用了好几年都没出毛病,简直就像是电机界的“长青树”!2.2 BLDC的应用场景说到应用,BLDC可不是个闲人,简直可以说是无处不在。

无论是电动车、空调,还是咱们常见的吸尘器,甚至是智能手机里的马达,BLDC都有一席之地。

试想一下,当你在炎热的夏天打开空调,清凉的风吹来,那可都是BLDC在默默工作呢!而且,它运行的时候安静得就像小猫咪,让你在家里享受宁静时光。

3. 永磁同步电机(PMSM)3.1 PMSM的特性再来说说永磁同步电机,PMSM也不甘示弱。

它像是一位稳重的绅士,拥有极高的扭矩密度和出色的控制性能。

这位绅士可是电机界的“技术流”,使用的是同步原理,能在各类负载下稳定工作,简直是个全能选手。

很多时候,PMSM被广泛应用在工业领域,比如数控机床、自动化设备等。

它的表现就像一位经验丰富的老手,踏实稳重,给人一种值得信赖的感觉。

3.2 PMSM的优缺点当然,PMSM也有自己的小脾气。

相比BLDC,它的制造成本稍高,毕竟技术含量在那里。

不过,物有所值,使用寿命和运行效率可都是杠杠的,能让你省不少电费呢!这就好比买了个高档手机,虽然贵,但它的性能和体验真心让人满意。

纯电动汽车电机及控制器课件

纯电动汽车电机及控制器课件
使用。
03
04
能量回收
在制动或滑行状态下,控制 器将电机转化为发电机,将 车辆的动能转化为电能并存 储在动力电池中,实现能量
的回收利用。
故障诊断与处理
控制器具备故障诊断功能, 能够实时监测车辆和电机的 运行状态,一旦发生故障, 立即采取相应的处理措施,
保障车辆的安全性。
控制器的硬件组成
电子控制单元(ECU)
清洁
定期清理电机表面灰尘、污垢,保持 电机散热良好。
检查绝缘
定期检查电机的紧固件,如螺栓、螺 母等,确保无松动。
控制器维护保养
控制器维护保养的重要性
控制器是纯电动汽车的“大脑”,负 责控制车辆运行,定期维护保养能够 确保其稳定、安全运行。
清洁
定期清理控制器表面灰尘、污垢,保 持散热良好。
检查连接线
控制器功能
蔚来的电机控制器能够实 现高效的能量回收,提高 车辆的续航能力。
技术特点
蔚来ES8的电机及控制器 采用了轻量化设计,有助 于降低整车重量,提高能 效。
奥迪e-tron电机及控制器介绍
电机类型
奥迪e-tron采用了永磁同步电机和异步电机的组 合,提供卓越的性能和续航里程。
控制器功能
奥迪的电机控制器能够实现精确的扭矩控制,提 供平稳的加速和行驶表现。
开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种双凸极可变磁阻电机,通过改变绕组电 流的方向和大小来改变转子的旋转方向和速度。
开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等特点 ,但噪音较大,且对控制精度要求较高。
03
纯电动汽车控制器原理及功 能
控制器的基本原理
控制器是纯电动汽车的“大脑”,通过接收来自驾驶员的 操作指令和车辆状态信号,经过处理后控制电机输出,实 现车辆的驱动和能量回收。

永磁无刷直流电机及其控制

永磁无刷直流电机及其控制

永磁无刷直流电机及其控制摘要:永磁无刷直流电机有着高效率、长寿命、低噪音和机械性能好的显著优势,在航空航天、汽车、家用电器和军事等领域应用广泛。

随着社会经济和科学技术的高速发展,工业生产技术水平得到了很大提升,永磁无刷直流电机取得了显著的发展成就,与传统永磁有刷直流电机对比而言,现代永磁无刷电机保障各项设备安全稳定运行的能力更强,具有良好的控制性能,有利于提高企业的生产效率。

基于此,本文将概述无刷直流电机的基本结构和工作特点,并探讨永磁无刷直流电机控制技术。

关键词:永磁无刷电机;控制技术;智能控制如今,节能减排已经成为经济与能源可持续发展的必由之路,是我国工业化发展的重要方向和重要目标,永磁无刷直流电机有着低耗能、高效率和应用广的显著优势,是国家大力支持的绿色环保高新技术项目,符合目前机电产品小型化、模块化和智能化的发展要求,具有很广的发展前景。

在材料科学技术高速发展的背景下,高性能半导体元器件不断涌现,导磁材料磁性有了大幅度提高,这是推动电机行业快速发展的重要力量,与此同时,传感器技术的进步,直接增强了角位置传感器的性能、精度和稳定性,大大提高了永磁无刷直流电机的控制精度,所以,探讨永磁无刷直流电机及其控制技术,有利于充分发挥我国是世界上最大稀土储藏国这一优势,对推动高效节能电机系统构建和促进工业生产低碳化具有重要意义。

一、无刷直流电机基本结构与工作特点无刷直流电机取消了电刷,以此来实现无机械接触式换相,而且把永磁磁钢和电枢绕组分别放在了转子侧和定子侧,这样就构成了“倒装式直流电机”结构,要准确地控制电机转速和转向,无刷直流电机需要具备由转子位置传感器与逆变器共同组成的换相装置,其定子结构和普通同步电机或感应电机类似。

针对一般的三相无刷直流电机,Y联结或者△联结是常见的电枢绕组结构,由于需要兼顾投入成本和系统性能,比较常用的则是Y联结和三相对称且无中性点引出的电机方式。

短距分布式、整距分布式和整距集中是无刷直流电机主要的绕组形式,绕组方式在很大程度上决定着电机的反电动势波形,对电机的性能带来很大的影响,通常情况下,整距集中绕组可以获得很好的梯形反电动势波形,而采用短距绕组则会在一定程度上削弱转矩波动。

永磁无刷直流电机的控制方法

永磁无刷直流电机的控制方法

永磁无刷直流电机的控制方法嘿,咱今儿就来聊聊永磁无刷直流电机的控制方法。

这玩意儿啊,就好像是一辆汽车,你得知道怎么去驾驭它,才能让它跑得又快又稳。

永磁无刷直流电机,听起来是不是很高大上?其实啊,它就在我们身边好多地方默默工作着呢!比如说那些电动工具啦,还有一些智能设备啥的。

那怎么控制它呢?这就好比你要驯服一匹烈马。

首先呢,你得了解它的脾气性格,知道它啥时候该发力,啥时候该歇歇。

有一种方法叫电压控制法,这就像是给电机喂饭,给它合适的电压,它就能有力气干活啦。

但给多了不行,给少了也不行,得恰到好处,就跟咱吃饭一样,吃多了撑得慌,吃少了饿得慌。

还有电流控制法呢,这就像是给电机的血液流量做调节。

电流大了,电机可能就累坏了;电流小了,它又使不上劲。

哎呀,你说这控制电机是不是跟咱过日子似的,得讲究个平衡?不能太急,也不能太缓。

咱再说说速度控制法,这就好比给电机装上了速度表,你想让它跑多快,就给它调多快。

就像你开汽车,想快点就踩油门,想慢点就松松脚。

那这些控制方法难不难呢?说难也不难,说简单也不简单。

这得看你有没有那份耐心和细心啦。

你要是马马虎虎的,那电机可不听你的话哟。

就像学骑自行车,一开始你可能会摔倒,会觉得很难,但只要你坚持,慢慢就会找到感觉,就能骑得稳稳当当啦。

控制永磁无刷直流电机也是这样啊,刚开始可能会觉得有点头疼,但只要你多研究研究,多试试,肯定能掌握其中的窍门。

你想想看,要是你能把这电机控制得乖乖的,让它干啥就干啥,那多有成就感啊!就像你驯服了一头凶猛的野兽,让它变成你的得力助手。

所以啊,别小瞧了这永磁无刷直流电机的控制方法,这里面的学问可大着呢!咱可得好好琢磨琢磨,让这小家伙为我们好好服务。

你说是不是这个理儿?。

电子课件新能源汽车驱动电机与控制技术学习情境九永磁同步电机及其控制技术

电子课件新能源汽车驱动电机与控制技术学习情境九永磁同步电机及其控制技术

资讯一 永磁同步电机的基本结构
知识拓展1 表面嵌入式转子结构可充分利用转子磁路不对称性所产生的磁阻转矩,
提高电机的功率密度,动态性能较凸出式有所改善,制造工艺也较简单,常 被某些调速永磁同步电机所采用,但漏磁系数和制造成本都较凸出式大。
资讯一 永磁同步电机的基本结构
2)内置式转子结构 内置式转子的永磁体位于转子内部,永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁
资讯四 永磁同步电机的特点及应用
1.永磁同步电机的优点
(1)用永磁体取代绕线 (2)永磁同步电机 (3)永磁同步电机具有
式同步电机转子中的励 的转速与电源频率间 较硬的机械特性,对于
磁绕组,从而省去了励 始终保持准确的同步 因负载的变化而引起的
磁线圈、集电环和电刷, 关系,控制电源频率 电机转矩的扰动具有较
资讯三 永磁同步电机的控制技术
2.矢量控制 矢量控制理论的基本思想,是以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标,将定子电流分
解为正交的两个分量:一个与磁链同方向,代表定子电流励磁分量;另一个与磁链方向 正交,代表定子电流转矩分量。分别对其进行控制,能获得与直流电机一样良好的动态 特性。矢量控制因其控制结构简单、控制软件实现较容易,已被广泛应用到调速系统中。
数有较强的依靠性,因此对参数变化
01
较为敏感。为了克服这一问题,出现
了多种参数辨识方法,但这些方法进
一步增加了系统的复杂性。
(2)由于需要进行解耦运算, 采用了矢量旋转变换,系同步电机的控制技术
3.直接转矩控制 永磁同步电机直接转矩控制系统原理图如图9-8所示,它由永磁同步电机、PWM逆变器、磁链
02
3.永磁同步电机的转子
永磁同步电机的转子主要由永磁体、
03

2电动汽车用电机控制器功能及产品介绍

2电动汽车用电机控制器功能及产品介绍

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产品介绍
命名规则
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产品介绍
匹配选型
✓ 电压等级: 低压平台(72v、96v、144v)、336v、540v ✓ 峰值电流大小: IGBT(英飞凌):150A、200A、450A、600A、900A ✓ 电机峰值转速: 我司产品支持峰值600Hz ✓ 编码器类型: 旋转变压器、增量编码器 ✓ 电机温度传感器类型: PT100、PT1000、NTC
4
产品介绍
4.1商用车产品
10以上纯电动压铸五合一 TM驱动器 + EPS驱动器 + KYJ驱动器+ DCDC + 高压仓 (电除霜、电加热、电空调端子)
对外型号: IEVD169-54Z150BL 主要参数:
电压:400V-750vDC 电流:TM额定285A,峰值580A/60s
电动汽车用电机控制器功能及产品介绍
目录
1 系统拓扑图 2 整车控制策略介绍 3 电机控制器功能介绍 4 产品介绍
目录
1 系统拓扑图
电动汽车的电气控制单元主要由整车控制器、电机控制器、电池管理器、 仪表控制器组成,根据电机控制器的控制方式不同,一般可以分为含整车 控制器的系统和不含整车控制器的系统。
4
产品介绍
4.1 乘用车产品
2.2kw辅驱控制器
对外型ห้องสมุดไป่ตู้:IEVD133-40Z2.2GN 主要参数:
电压:220V-420vDC(标称电压336V) 电流:额定6A,峰值12A/60s 箱体:压铸铝机箱 防护等级:IP67 冷却方式:自然冷却 尺寸: 225(mm)*190(mm)*76(mm) 可以匹配的电机有直流无刷、永磁同步及异步电机。
8、定速巡航功能:驾驶员启用定速巡航功能之后,电机控制器由转 矩控制模式切换到速度控制模式,根据设定的巡航车速控制电机运行, 输出转矩自动调节,匹配负载转矩。此时,驾驶员不用踩油门踏板就 自动地保持车速,使车辆以固定的速度行驶。采用了定速巡航功能, 当在高速公路上长时间行车后,驾驶员就不用再去控制油门踏板,减 轻了疲劳,同时减少了不必要的车速变化,可以提高电池的续航里程。

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究

车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究一、本文概述本文旨在对车用永磁同步电机(PMSM)的参数匹配、协调控制以及性能评价进行深入的研究和探讨。

永磁同步电机作为一种高效、节能的电机类型,在新能源汽车领域的应用日益广泛。

然而,在实际应用中,如何对电机参数进行合理匹配,如何设计有效的协调控制策略,以及如何对电机性能进行全面评价,仍然是需要解决的关键问题。

本文首先将对车用永磁同步电机的参数匹配进行研究。

我们将分析不同参数对电机性能的影响,探讨如何根据车辆的具体需求和电机的特性,选择合适的电机参数,以实现最优的性能和效率。

接着,本文将研究车用永磁同步电机的协调控制策略。

我们将分析现有的控制方法,研究其优缺点,并在此基础上提出新的协调控制策略。

新策略将考虑电机的动态特性、负载变化以及环境因素,以提高电机的运行稳定性和效率。

本文将对车用永磁同步电机的性能评价进行研究。

我们将建立全面、客观的性能评价体系,考虑电机的效率、可靠性、噪声等多个方面,以准确评估电机的性能。

我们将对不同的电机和控制策略进行对比实验,以验证评价体系的有效性和可靠性。

通过本文的研究,我们期望能够为车用永磁同步电机的设计、优化和应用提供理论支持和指导,推动新能源汽车领域的发展。

二、车用永磁同步电机参数匹配研究在新能源汽车领域,车用永磁同步电机(PMSM)的参数匹配研究至关重要,它直接决定了电机的性能表现和车辆的动力性能。

参数匹配涉及的关键要素包括电机的额定功率、额定转速、极数、绕组形式、磁路设计等。

这些参数的设定需要综合考虑车辆的使用环境、动力需求、能源效率、成本控制等多个方面。

额定功率的匹配需根据车辆的动力需求来确定。

对于不同类型的车辆(如轿车、SUV、货车等),其动力需求是不同的,因此额定功率的选择应与之相适应。

过高的额定功率虽然能提供更强的动力,但会增加能耗和成本;而功率过低则可能无法满足车辆的动力需求。

额定转速的匹配需考虑到车辆的运行范围和效率要求。

永磁同步电机工作原理及控制策略

永磁同步电机工作原理及控制策略

永磁同步电机工作原理及控制策略永磁同步电机工作原理及控制策略1. 引言•什么是永磁同步电机?•为什么永磁同步电机被广泛应用?2. 工作原理•永磁同步电机的结构•永磁同步电机的磁链控制原理–磁链定向控制–稳态电压控制–直接转矩控制3. 控制策略•电流矢量控制–空间矢量调制(SVM)–直接转矩控制(DTC)•速度闭环控制–PI控制器–模糊控制–预测控制4. 永磁同步电机的优势•高效率•高转矩密度•高控制精度•低采购成本5. 应用领域•汽车工业•风力发电•工业自动化6. 总结•在电动车、风力发电和工业自动化领域,永磁同步电机具有巨大潜力和优势。

•控制策略的选择应根据具体应用场景和要求进行评估和选择。

以上是关于永磁同步电机工作原理及控制策略的一份策略类型文章,通过使用Markdown格式,清晰地展示了文章的结构和内容,力求提供清晰明了的信息。

1. 引言永磁同步电机是一种常见且重要的电机类型,被广泛应用于各个领域。

本文将介绍永磁同步电机的工作原理以及不同的控制策略。

2. 工作原理永磁同步电机的结构包括定子和转子。

其工作原理是通过控制磁链实现电机的转动。

磁链控制有多种方法,包括磁链定向控制、稳态电压控制和直接转矩控制。

3. 控制策略电流矢量控制电流矢量控制是常用的控制策略之一,其中最常用的方法是空间矢量调制(SVM)和直接转矩控制(DTC)。

SVM通过调节电流矢量的方向和大小来控制电机的运行,而DTC则是直接控制电机的转矩和磁通。

速度闭环控制速度闭环控制是另一种常见的永磁同步电机控制策略。

其中,常用的控制方法包括PI控制器、模糊控制和预测控制。

这些控制方法通过测量电机的速度并根据目标速度和实际速度之间的差距来调整电机的控制参数,以实现精确的速度控制。

4. 永磁同步电机的优势永磁同步电机具有许多优势,使其在各个领域得到广泛应用。

- 高效率:永磁同步电机具有较高的能量转换效率。

- 高转矩密度:相比其他类型的电机,永磁同步电机能够提供更大的转矩输出。

汽车驱动电机的类型及特点

汽车驱动电机的类型及特点

汽车驱动电机的类型及特点
汽车驱动电机主要分为以下几种类型:
1. 直流电机:直流电机是最早被应用于汽车驱动电机的一种电机。

它具有结构简单、控制容易、启动扭矩大等特点,但它的效率低和维护成本高是它的缺点。

2. 永磁同步电机:永磁同步电机具有高效率、低能耗、高功率密度、响应速度快等优点,但是稳态性能受电机转速和工作温度的影响较大,同时价格相对较高。

3. 风冷异步电机:风冷异步电机是一种无需水冷却的电机,具有结构简单、维护成本低等优点,但是由于异步电机本身的劣势(启动扭矩较低),在需要大启动扭矩时会出现短暂的动力不足现象。

4. 永磁无刷直流电机:永磁无刷直流电机是一种新型的电机,具有响应速度快、高效率、高功率密度等优点,但是整体成本较高。

这些不同类型的电机各有优缺点,汽车制造商需要根据不同的车型、用途以及价格等因素进行选择。

无刷直流电机矢量控制技术

无刷直流电机矢量控制技术

无刷直流电机矢量控制技术一、引言无刷直流电机(BLDC)在工业生产和家用电器中都有广泛应用,而矢量控制技术是BLDC控制的重要方法之一。

本文将详细介绍无刷直流电机矢量控制技术的原理、实现方法以及应用场景。

二、无刷直流电机简介无刷直流电机是一种基于永磁体和交变电源的转子驱动器,其结构与传统的有刷直流电机不同。

BLDC具有高效、低噪音、长寿命等优点,在许多领域都有广泛应用。

三、矢量控制原理矢量控制是一种高级的BLDC控制方法,它充分利用了BLDC结构中的永磁体,通过对永磁体和转子位置进行精确测量和计算,实现对转子位置和速度的精确控制。

1. 空间矢量理论空间矢量理论是BLDC矢量控制中最基本的理论之一。

它将三相交流信号表示成一个旋转向量,在不同时间点上旋转不同角度,从而实现对BLDC驱动器输出信号的精确调节。

2. 磁场定向控制磁场定向控制是BLDC矢量控制中的另一个重要理论。

它通过对BLDC中的永磁体和转子位置进行精确测量和计算,实现对转子位置和速度的精确控制。

四、矢量控制实现方法BLDC矢量控制有多种实现方法,其中最常见的是基于DSP芯片的数字式矢量控制。

下面将介绍数字式矢量控制的实现方法。

1. 传感器信号采集数字式矢量控制需要采集BLDC驱动器中的多个信号,包括电流、电压、角度等。

这些信号需要通过传感器进行采集,并通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号。

2. 控制算法设计数字式矢量控制需要设计一套高效稳定的控制算法,以实现对BLDC 驱动器输出信号的精确调节。

这些算法包括PID算法、FOC算法等。

3. DSP芯片编程DSP芯片是数字式矢量控制中最重要的组成部分之一。

它需要编写相应的程序代码,以实现对BLDC驱动器输出信号的精确调节。

五、应用场景BLDC矢量控制技术在许多领域都有广泛应用,包括工业生产、家用电器、电动车等。

下面将介绍BLDC矢量控制在电动车中的应用。

1. 电动车驱动系统BLDC矢量控制技术可以应用于电动车驱动系统中,通过对BLDC驱动器输出信号的精确调节,实现对电动车速度和转向的精确控制。

新能源汽车驱动电机控制技术

新能源汽车驱动电机控制技术

新能源汽车驱动电机控制技术一、引言随着全球环保意识的不断提高,新能源汽车作为一种环保型交通工具已经逐渐成为了市场热点。

而驱动电机控制技术是新能源汽车中的关键技术之一。

二、新能源汽车驱动电机控制技术的种类1. 直流电机控制技术直流电机控制技术是早期应用较广的一种技术,它的优点是结构简单,控制稳定,易于实现电机的正反转等功能,但也存在一些缺点,如高噪声、污染、寿命短等。

目前,直流电机控制技术在新能源汽车中已不再广泛应用。

2. 交流电机控制技术交流电机控制技术是目前新能源汽车使用较多的一种技术,它的控制系统通常采用IPM(综合功率模块)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等器件进行控制。

此外,交流电机控制技术也更加适合高速运转和大功率输出等应用。

3. 永磁同步电机控制技术永磁同步电机控制技术是一种新兴的控制技术,其具有高效、高输出、轻便等优点。

相比较于传统交流电机控制技术,永磁同步电机控制技术还具有更高的输出功率和更高的能源利用效率。

三、新能源汽车驱动电机控制技术的应用1. 汽车动力系统控制驱动电机控制技术在汽车动力系统中至关重要,它可以通过优化动力系统参数、调整电机输出等方式,实现汽车的高效能耗和低排放。

2. 能量管理系统控制新能源汽车的能量管理系统控制也离不开驱动电机控制技术。

通过实时监测电池状态和电机输出等参数,能够更好地掌握车辆的能量状态,提高整车的能量利用效率。

3. 制动系统控制驱动电机控制技术还可以在制动系统控制方面进行应用,通过控制电机输出将制动损失的动能重新回收,实现能量的再利用。

四、未来发展趋势未来,新能源汽车驱动电机控制技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 高精度控制随着新能源汽车的不断发展,对驱动电机控制技术的预测和反馈精度提出了更高的要求。

2. 高可靠性控制高可靠性控制是驱动电机控制技术发展的重要方向之一。

在电机控制系统中集成多种保护措施,确保电机的正常运行,在多种复杂环境下具备出色的性能表现。

车用永磁同步电机控制

车用永磁同步电机控制


三:将转速、转矩、直流电压三个输入条件代入Id和Iq的理论计算公式,电感Ld/Lq或者磁链PsiD和PsiQ作为参数
输入,计算当前状态下的Id和Iq指令。
优缺点

基于电机实际标定的电感/磁链数据,精确度高

能够应对各种运行工况下的控制电流适应性问题,鲁棒性强

电感/磁链表格可以用于转矩估算以及电压解耦的环节,提高这两个环节的性能
三:ADC采样主要采集两相用于FOC控制,另外一相用于冗余策略。
四:在芯片支持的情况下,用于FOC控制的两相要尽量双路同步采样。
五:在基础软件支持的情况下,可以考虑多次采样。譬如采集两次求均值,采集三
次去掉最大去掉最小使用中间值,采集四次去掉最大去掉最小使用中间两个的平均。
18
车用永磁同步高速深度弱磁
等转矩曲线。
这款电机的电流轨迹分为三部分,存在等转矩曲线的区间即电流的可运行区间。
紫色电压极限椭圆代表最高转速下的电压极限椭圆。故此椭圆以内没有等转矩曲线。
10
永磁同步电机的常见弱磁方法1
电压闭环反馈法
方法

一:在恒转矩区使用MTPA数据(一条基于转矩输入
的Id表格和一条Iq表格)


电机转速理论上可以无限升高。
电机功率在某个大于基速的转
速下实现峰值功率,之后随着
转速逐渐衰减到某个恒定值。
控制上需要考虑MTPA、弱磁、
MTPV三种算法
在MTPV算法中,因为电流增
大转矩未必增大,所以需要同
时寻找电流和控制角的最优化。
9
永磁同步电机的控制原理
下图使用一款物流车平台的电机仿真数据,在D-Q轴平面用等高线方式画出电机的

电动汽车永磁同步电机介绍

电动汽车永磁同步电机介绍

电动汽车永磁同步电机介绍电动汽车永磁同步电机,即永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM),是一种采用永磁体作为励磁源,结合同步电机的优点而设计的一种电动机。

它在电动汽车领域得到了广泛的应用和研究,其高效率、高功率密度和快速响应等优点成为电动汽车领域的主流选择。

永磁同步电动机的基本原理是利用永磁体在空间中形成固定的磁场,通过交流电源提供的电磁场与永磁体的磁场之间的运动差异产生转矩,从而驱动电动汽车的运动。

相比于传统的感应电动机,永磁同步电动机不需要励磁电流,因此可以大大降低能耗。

同时,永磁同步电动机的转子与定子之间没有变压器损耗,提高了效率。

此外,永磁同步电动机具有高功率密度、高起动转矩和快速响应等特点,使得电动汽车能够更加高效地运行。

永磁同步电动机的工作原理是基于磁场的相互作用。

它的转子上面带有永磁体,产生永恒的磁场。

而定子则依靠交流电源产生交变的电磁场。

当电流通过定子线圈时,它的磁场与永磁体的磁场相互作用,产生转矩使得电动机旋转。

这种直接的磁场耦合方式大大提高了能量转换效率,并且消除了传统感应电动机的励磁线圈和转子回路之间的功率交换损耗。

永磁同步电动机通常采用无刷直流电机的结构形式,即在转子上面不需要安装碳刷和刷子环。

这样的结构使得电动机的维护成本大大降低,并且增加了电动机的可靠性。

无刷电机还具有高效率、低噪音和长寿命等优点。

永磁同步电动机在电动汽车领域的应用越来越广泛。

与其他类型的电动机相比,永磁同步电动机具有更高的效率,更好的功率密度和更小的体积。

这使得电动汽车能够更好地满足市场需求。

另外,永磁同步电动机在启动、制动和动力响应方面的性能也更出色,使得驾驶者能够更好地掌控车辆。

然而,永磁同步电动机也存在一些问题。

首先,永磁同步电动机的成本较高,主要是由于永磁体的制造和材料成本较高所致。

其次,永磁同步电动机的永磁体易受外界磁场的影响,可能会导致磁场的削弱或改变,从而影响电机的性能。

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T3
D3
(d) 开关磁阻电机(SRM)
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:
U I A RA n KE Φ KE Φ
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 ; Group 3 Speed control by varying of the rotor resistance RA
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:
(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
48
2. 车用电机类型及比较分析—直流电机
D2
M
T2
T3
D3
D4
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 UBATT T1 IA
D2
M n
+M
M n Motor P>0 +n Generator P<0
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:
10
1. 电机基本原理及类型介绍—直流电机
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:
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
Resistance Braking 内阻制动
63
3. 永磁无刷电机原理分析—原理

II-Quadrant Operating: D1 & D4
+M
IV I III II
D1 IA UBATT T1
D2
I
M n
+n Generator P<0
M
T2
Ui RA M~I IV I III II UBATT n~Ui

DC-Converter for the Variation of Voltage
UBATT
UBATT UBATT t D
M
RA LA
UMotor t
UD IMotor IMittel
UPWM UPWM t
E
t
I – Quadrant Control of DC Motor (Buck Converter)
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
异步电机转矩转速特性
50
2. 车用电机类型及比较分析—同步电机
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
1.3.5 同步电机的额定值:
43
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:
44
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:
45
2. 车用电机类型及比较分析—概述
2.1.1 车用电机主要类型:
(a) 直流电机(DC motor) (b) 异步电机(IM) (c) 永磁无刷电机(PMSM&BLDC)
27
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.6 三相异步电机的功率关系—功率平衡关系:
28
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.7 三相异步电机的转矩关系—转矩平衡关系:
29
1. 电机基本原理及类型介绍—异步电机
1.2.7 三相异步电机的转矩关系—转矩与功率间的关系:
30
1. 电机基本原理及类型介绍—同步电机
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
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 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 while backward driving. 倒车制动
M Generator P<0 Motor M P>0 n
+M
M n Motor P>0 +n Generator P<0
IV I III II M n n
Operation behavior of Motors in a Four-Quadrant Representation
56
3. 永磁无刷电机原理分析—原理
59
3. 永磁无刷电机原理分析—原理

DC-Converter at Four-Quadrant-Operation
M +M n IV I III II M n n M n Motor P>0 +n Generator P<0 Generator P<0 Motor M P>0
D1 UBATT T1
Ui=RAI
62
3. 永磁无刷电机原理分析—原理

II-Quadrant Operating T3 & D4
+M
D1 UBATT T1 IA T3 D3
D2 T2
I
IV I III II M n
+n Generator P<0
M
D4
T4 Ui
M~I RA IV I III II
n~Ui
Ui=RAI
2.4.1 永磁无刷电机特点:
(1) 同等输出功率下,重量和体积都可以减少 (2) 高效率 (3) 容易散热
(4) 常功率范围窄,需要弱磁
(5) 永磁体成本高
异步电机转矩转速特性
51
2. 车用电机类型及比较分析—同步电机
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