电机及驱动系统
电机驱动系统名词解释
电机驱动系统名词解释
电机驱动系统名词解释
1.启动控制：启动控制又称为启动器控制或启动调节，它是电动机启动过程中所需的电器设备，是控制电动机转速的重要部件。
2.变频器：变频器是一种电机驱动系统，它使用电子元件将内部输入电源的频率及电压调节为固定频率，以控制和调整电机的转速及功率，从而控制电机的输出功率。
3.数字化控制装置：数字化控制装置是一种用于对电机驱动系统及其他控制设备进行数字化控制的装置，通常用于更精确地控制电机的转速及功率。
4.自动化控制器：自动化控制器是一种具有定时和定压功能的控制装置，用于自动控制电机的转速及功率，从而实现按指定要求控制电机。
5.传感器：传感器是一种装置，它可以感测到电机的运行状态，具有检测电机转速、功率、温度、负载和电流等功能。
使用传感器进行反馈可以精确地控制电机的输出功率。
6.驱动箱：驱动箱是电机驱动系统中主要的元件，由电机、变频器、启动装置及控制装置等组成，为整个驱动系统提供动力源。
电机驱动系统(完整)
八、开关磁阻电机控制系统
1. 开关磁阻电机结构
定、转子为结构双凸结构。 定、转子齿满足错位原理， 即错开1/m转子齿距。 通电一周，转过一个转子齿。 需要转子位置传感器。
6/4极的开关磁阻电动机
2. 开关磁阻电动机工作原理
靠磁通收缩产生转矩
转矩：
开关磁阻电机的 转矩瞬时值正比于 电流的平方， 也正比于电感对转 子位置角的变化率。
+
+C
-C
PWM 输入
电动“1” 回馈制动“ 0”
驱动信号 输出
6. 无刷直流电机及其控制系统的优缺点
优点： 1. 具有直流电机的控制特性。 2. 控制相对简单。 3. 电机效率高，体积小。
缺点： 1. 由于永磁材料贵，电机价格较贵。 2. 过热容易导致永久性失磁。 3. 弱磁运行较困难。 4. 需要转子位置传感器。
功率变换器主电路
交流电机电枢绕组
六、无刷直流电机控制系统
1. 系统构成
三相功率 变换器
控制电路 控制器
永磁 同步电机
转子位置 传感器
自控式永磁 同步电机
2.无刷直流电机与永磁同步电机差别
B0(e0)
永磁同步电机
0
无刷直流电机
2π ωt
一对极下不同的气隙磁密分布图
3.无刷直流电机工作原理
有6个定子空间磁势。
A iA
根据转子位置传感器检
测到的转子位置和要求
FBA
FCA
转向来决定产生哪一个
X
磁势。
产生的平均转矩最大。 FBC
S
Z
iC
C
FAC
F0
N
FCB
Y
iB
机电驱动系统
步进电机驱动系统采用步进电机作为动力源 ，通过控制器对电机的步进角度进行控制。 这种驱动系统主要用于实现精确的定位和角 度调整，被广泛应用于数控机床、机器人等 领域
机电驱动系统的应用
机电驱动系统被广泛应用于各 种机械设备中，如数控机床、 机器人、自动化生产线等
同时，随着科技的不断发展和 进步，机电驱动系统的应用领 域也在不断扩大，如新能源汽 车、风力发电等领域
机电驱动系统
XXX：XXX XXX：XXX
2
01 03
-
02 04
概述
机电驱动系统是机械设备 中重要的组成部分，主要 包括电机、传动机构、控 制器等部分
传动机构则将电机的输出 扭矩传递到机械设备上， 以实现设备的运动和操作
12
+
34
电机作为驱动系统的核心 部件，通过电磁感应原理 将电能转化为机械能，从
机电驱动系统的未来发展趋势
模块化和标准化
随着机械设备复杂性的不断增加，模块化和标准化将成为机电驱动系统的未来发展趋势。 通过模块化和标准化技术，可以实现机电驱动系统的快速组装和更换，提高设备的维修性 和互换性。这将有助于降低设备的成本和提高设备的竞争力
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感谢观看
20X球能源危机的加剧，高效化和节能化将成为机电驱动系统未来发展的重要趋势。新 型的电机控制技术和材料将不断涌现，为提高机电驱动系统的效率和降低能耗提供更多的 选择和可能性
机电驱动系统的未来发展趋势
智能化和网络化
随着人工智能和物联网技术的不断发展，智能化和网络 化将成为机电驱动系统的未来发展趋势。通过智能化和 网络化技术，可以实现远程监控和管理机电驱动系统， 提高设备的运行效率和安全性。同时，智能化技术还可 以通过数据分析和预测等方式，提高设备的可靠性和使 用寿命
新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理
新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理新能源汽车电机驱动系统是指由电机、电控器、电池组成的系统，用于驱动车辆的动力来源。
本文将介绍新能源汽车电机驱动系统的组成和工作原理。
一、组成新能源汽车电机驱动系统主要包括电机、电控器和电池三个部分。
1. 电机：电机是新能源汽车电机驱动系统的核心部件，负责将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
根据不同的驱动方式，电机可以分为直流电机、交流异步电机和交流同步电机等不同类型。
2. 电控器：电控器是控制电机工作的关键设备，负责控制电机的启停、转速、转向等运行参数。
它接收来自车辆控制系统的指令，通过控制电机的工作状态来实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 电池：电池是新能源汽车电机驱动系统的能量存储装置，用于提供电能供给电机工作。
目前常用的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等，其容量和性能直接影响着车辆的续航里程和动力性能。
二、工作原理新能源汽车电机驱动系统的工作原理可以简单分为三个步骤：电能转换、电能控制和能量调度。
1. 电能转换：电能转换是指将电池储存的直流电能转换为适合驱动电机的电能形式。
当车辆启动时，电池向电机供应电能，电机根据电控器的控制信号将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
2. 电能控制：电能控制是指通过电控器对电机的工作进行控制。
电控器接收来自车辆控制系统的指令，根据指令调整电机的运行状态，包括控制电机的转速、转向和扭矩等参数，以实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 能量调度：能量调度是指对电池组中的能量进行管理和分配。
电池组中的电能可以通过回馈制动、能量回收等方式进行回收利用，减少能量的浪费。
同时，还可以根据车辆的行驶状况和驾驶员的需求，合理分配电池组中的能量，以提高车辆的续航里程。
新能源汽车电机驱动系统是由电机、电控器和电池组成的系统，通过电能转换、电能控制和能量调度等环节，将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
这种新型的动力系统具有环保、高效、低噪音等优点，是未来汽车发展的重要方向。
驱动电机系统简介
随着技术的不断进步，加上国家政策的大力扶持，新能源汽车已经成为了诸多汽车族的首选。
相比传统汽车，新能源汽车具有环保、节能、简单三大优势，以电动机代替燃油机，由电机驱动而非自动变速箱。
下面就给大家介绍一下新能源汽车的驱动电机系统。
传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。
与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。
电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。
驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。
电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。
电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成，结构如下图所示。
电动机驱动系统的基本组成框图电动机一般要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机，如图3。
功率转换器按所选电机类型，有DC/DC 功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析（收藏）
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析作为全球最成功的环保车型，丰田普锐斯（PRIUS）早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军，即使在我们的身边，也经常可以见到它们的身影。
目前，在国内生产的丰田普锐斯（PRIUS）是采用丰田第二代混合动力系统，集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车（图1）。
丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)，可以根据车辆行驶状态，灵活地使用2种动力源，并且弥补2种动力源之间不足之处，从而降低燃油消耗，减少有害气体排放，发挥车辆的最大动力。
由于其THS-Ⅱ电机及驱动系统结构复杂，技术先进，本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理，以帮助读者更进一步了解THS-Ⅱ系统。
一、THS-Ⅱ电机及驱动控制系统的特点1.在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。
2.采用大功率电机输出，提高电机的利用率。
当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。
3.极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。
二、THS-Ⅱ电机及驱动系统基本组成1.HV蓄电池：由168个单格镍氢电瓶（1.2V×6个电瓶×28个模块）组成，额定电压DC20 1.6V，安装在车辆后备厢内。
在车辆起步、加速和上坡时，HV蓄电池将电能提供给驱动电机。
2.混合动力变速驱动桥：混合动力变速驱动桥由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成（图2）。
3.变频器：由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。
（1）增压转换器：将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V（反之从DC500V降压到DC201.6V）。
（2）逆变整流器：将DC500V转换成AC500V，给电动机MG2供电。
反之将AC500V 转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。
（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V，为车身电器供电，同时为备用蓄电池充电。
电机驱动系统的特点
电机驱动系统的特点
嘿，咱今天来聊聊电机驱动系统那些事儿哈！你说这电机驱动系统啊，就像是一辆汽车的发动机，那可是动力的源头呢！它让各种各样的设备能够动起来，发挥出它们的作用。
你想想看，要是没有电机驱动系统，那咱家里的电风扇咋转起来给咱带来凉爽呢？还有那洗衣机，要是没了它，难不成咱还得手搓衣服呀，那得多累人哟！电机驱动系统就像是一个默默工作的小能手，在背后使劲儿呢！
它的特点那可不少哩！首先就是高效，能把电能转化为机械能，而且转化的效率还挺高。
这就好比是一个很会过日子的人，能把每一分资源都用在刀刃上，不浪费一点儿。
然后呢，它还很灵活。
不同的电机可以适应不同的场合和需求，就像咱人穿衣服，不同的场合穿不同的衣服，合适得很呐！有的电机适合大力气的活儿，有的呢就适合精细的操作，各有各的本事。
还有哇，它的控制也很方便。
就跟咱遥控电视一样，按按按钮就能让它按照咱的想法来工作。
你说神奇不神奇？咱想要它快就快，想要它慢就慢，多听话呀！
电机驱动系统还很耐用呢！只要咱正常使用和保养，它就能长时间地为咱服务，不离不弃的。
这多可靠呀，就像一个忠诚的伙伴。
再说说它的适应性吧，那也是杠杠的！不管是高温环境还是低温环
境，它都能正常工作，一点儿也不娇气。
这要是换做人，有的人可能就受不了啦，得喊热喊冷的，可它不会哟！
你说这电机驱动系统是不是很厉害？咱生活中好多地方都离不开它呢！它就像是一个默默无闻却又至关重要的英雄，为我们的生活提供着便利和动力。
咱可得好好珍惜它，让它更好地为我们服务呀！反正我是觉得它特别重要，你难道不这么认为吗？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
电机驱动系统工作原理
电机驱动系统工作原理今天咱们来聊聊电机驱动系统是咋工作的，这可有意思啦！你看啊，电机驱动系统就像是一个超级大力士，能让各种机器动起来。
那它到底是咋做到的呢？想象一下，电机驱动系统里面有个很重要的家伙，那就是电机。
这电机就像是一个充满能量的小宇宙，随时准备爆发。
电机里面有个东西叫定子，还有个叫转子。
定子呢，就稳稳地待在那，像个坚定的守护者。
而转子呢，就像是个调皮的小孩子，不停地转圈圈。
当电流通过定子的时候，就会产生一个神奇的磁场。
这个磁场就像一只无形的大手，推着转子开始转动。
这一转可不得了，力量就传递出来啦！这电流也不是随便乱流的。
得有个控制器来管着它，就像是一个严格的老师，让电流乖乖听话。
控制器会根据我们的需求，来调整电流的大小和方向。
比如说，我们想让机器转得快一点，控制器就会让电流变大，给电机更多的能量。
要是想让机器慢下来，控制器就会减小电流，让电机悠着点劲儿。
还有哦，电机驱动系统可不只是电机和控制器这么简单。
它还得有各种传感器，就像是电机的小眼睛，时刻观察着电机的工作状态。
比如说温度传感器，要是电机工作得太辛苦，热得不行了，温度传感器就会赶紧告诉控制器：“太热啦，得让电机歇会儿！”这样就能保护电机，不让它累坏啦。
另外，还有位置传感器，能知道转子转到哪儿了，好让控制器更精准地控制电机。
电机驱动系统在我们生活中到处都能用到。
比如说电动汽车，靠的就是电机驱动系统带着车跑起来。
还有工厂里的各种机器设备，也是靠它才能不停地工作，生产出各种各样的东西。
你想想，如果没有电机驱动系统，那得多麻烦呀！我们的生活可就没这么方便啦。
所以说，电机驱动系统虽然看起来有点复杂，但其实就像是一个默默付出的好朋友，一直在背后努力工作，让我们的生活变得更美好！是不是很厉害呀？怎么样，朋友，这下你对电机驱动系统的工作原理是不是有点了解啦？。
电动汽车电机驱动系统的组成
电动汽车电机驱动系统的组成电动汽车电机驱动系统是电动汽车的核心部件，它由多个组成部分组合而成，共同实现电动汽车的动力输出和驱动功能。
本文将从电机、电控系统和电池系统三个方面介绍电动汽车电机驱动系统的组成。
1. 电机电动汽车的电机是实现动力输出的关键组件。
电动汽车电机通常采用交流异步电机或永磁同步电机。
交流异步电机结构简单、成本较低，但效率相对较低；永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的动力性能，但成本较高。
电机通过电流控制器控制电流大小和方向，实现电机转速和扭矩的调节，从而满足车辆不同驾驶工况下的需求。
2. 电控系统电动汽车的电控系统是控制电机工作状态和调节电机性能的关键。
电控系统由电流控制器、逆变器和电控单元等组成。
电流控制器根据驾驶员的需求和车辆状态，通过调节电机的电流大小和方向，控制电机的转速和扭矩。
逆变器则将电池系统提供的直流电转换为交流电供给电机。
电控单元负责监测和控制电池系统、电机系统和车辆系统之间的信息交互，确保各个系统的协调运行。
3. 电池系统电动汽车的电池系统是提供电能的关键组成部分。
电池系统通常采用锂离子电池、镍氢电池或铅酸电池等。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命和低自放电率等优点，成为目前电动汽车最常用的电池类型。
电池系统通过电池管理系统监测和管理电池的状态，包括电池的电量、温度、电压和健康状况等。
电池管理系统可以优化电池的充放电过程，保证电池的安全性和稳定性，延长电池的使用寿命。
电动汽车的电机驱动系统由电机、电控系统和电池系统三个主要部分组成。
电机作为动力输出的关键，通过电流控制器调节电流大小和方向，实现转速和扭矩的控制。
电控系统负责控制电机的工作状态和性能，确保电机的稳定运行。
电池系统提供电能，并通过电池管理系统监测和管理电池状态，保证电池的安全性和稳定性。
这三个部分相互协作，共同实现电动汽车的驱动功能。
通过不断的技术创新和发展，电动汽车的电机驱动系统将进一步提升性能，满足人们对环保、高效、安全的出行需求。
【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
4. 不同类型的电机
2.交流三相感应电动机
U1 V2
W2
W1
V1
U2
笼型三相异步电动机的结构 3. 永磁无刷直流电动机 永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。具有直流电动机特性的
无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是矩形波，所以又 称为矩形波同步电动机。 它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定 子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无 线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。 它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可 以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有 更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。
比拟的优良控制特性。
由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电机过载能力与速度的进一步 提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。
由于损耗存在于转子上，使得散热困难， 限制了电机转矩质量比的进一步提高。 鉴于直流电动机存在以上缺陷， 在新研制的电动汽车上已基本不采用 直流电动机。
4. 不同类型的电机
的结构比其它任何一种电动机都要简单，在电动机的转子上没有滑环 、绕组和永磁体等，只是在定子上有简单的集中绕组，绕组的端部较 短，没有相间跨接线，维护修理容易。 开关磁阻电动机具有高度的非线性特性，因此，它的驱动系统较为复 杂。它的控制系统包括功率变换器。但近年来的研究表明，采用合理 的设计、制造和控制技术，开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好 的抑制。
8.电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。
9.电机能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性、耐温 和耐潮性，并在运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长期工作。
电机驱动系统的设计与应用
电机驱动系统的设计与应用随着科技的进步和工业的发展，电机驱动系统在各个领域的应用越来越广泛。
本文旨在探讨电机驱动系统的设计原理以及在各个领域中的应用。
我们将从电机的基本原理开始介绍，然后讨论电机驱动系统的设计和优化，最后探索电机驱动系统在工业、交通、家用电器等领域的具体应用。
一、电机的基本原理电机是将电能转化为机械能的装置，通过产生磁场与电流之间的相互作用来实现。
电机的基本原理有直流电机和交流电机两种。
直流电机的工作原理是利用直流电流在磁场中产生磁力矩，从而使电机转动。
而交流电机则是通过交变电流的磁场来驱动电机转动。
二、电机驱动系统的设计与优化电机驱动系统的设计是为了实现电机的高效运行和精确控制。
在设计电机驱动系统时，需要考虑以下几个方面：1. 电机选型：根据具体需求选择适合的电机类型，例如直流电机、交流电机或步进电机等。
根据负载特性和运行条件选择合适功率的电机。
2. 电机控制：选择合适的控制方式，可以采用传统的脉宽调制（PWM）控制，或者使用先进的矢量控制方法。
控制系统需要保证电机的速度、位置和转矩等参数的稳定和精确控制。
3. 电机保护：设计合理的保护措施，如过载保护、过热保护和短路保护等，以确保电机在工作过程中的安全可靠性。
4. 高效能耗：优化电机驱动系统的效率，采用高效的功率电子器件和控制算法，降低功耗，减少能源浪费。
5. 性能调优：根据实际需求优化电机驱动系统的性能，如提高加速度、减小震动和噪音等。
三、电机驱动系统在工业领域的应用电机驱动系统在工业领域中扮演着重要角色，广泛应用于各种机械设备和生产流水线。
以下列举几个常见的应用场景：1. 机械加工：电机驱动系统用于机床、数控机床、工作台等设备，通过控制电机的转速和位置，实现各种复杂的工件加工。
2. 自动化生产线：电机驱动系统在生产线上用于控制输送带、机械臂、物料搬运等设备，提高生产效率和自动化水平。
3. 矿山和冶金行业：电机驱动系统在矿山和冶金行业中被广泛应用，用于控制输送设备、破碎机、研磨机等关键设备，提高工作效率和安全性。
电机驱动系统 PPT
图所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况，电流将从右至左流 过电机。当三极管Q2和Q3导通时，电流将从右至左流过电机，从而驱 动电机沿另一方向转动（电机周围的箭头表示为逆时针方向）。
驱动电机时，保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常 重要。如果三极管Q1和Q2同时导通，那么电流就会从正极穿过两个 三极管直接回到负极。此时，电 路中除了三极管外没有其他任何 负载，因此电路上的电流就可能达到最大值（该电流仅受电源性能 限制），甚至烧坏三极管。基于上述原因，在实际驱动电路中通常 要用硬件电路方便地控制三极管的开关。
要使电机运转，必须使对角线上的一对三极管导通。例如，如图所示， 当Q1管和Q4管导通时，电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机，然后再 经 Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示，该流向的电流将驱动电机顺 时针转动。当三极管Q1和Q4导通时，电流将从左至右流过电机，从而驱动 电机按特定方向 转动（电机周围的箭头指示为顺时针方向）。
L298N简介
SENSEA和SENSEA连接电流检测电阻；Vss解逻辑控制部分的电源， 常用＋５V；Vs为电机驱动电源；IN1~IN4输入引脚采用标准TTL逻辑电 平信号，用来控制H桥的开与关；EnA、EnB引脚为使能控制端。
感谢您的聆听！
采用以上方法，电机的运转就只需要用三个信号控制：两个方向信 号和一个使能信号。如果DIR－L信号为0，DIR－R信号为1，并且使能信 号是1，那么三 极管Q1和Q4导通，电流从左至右流经电机；如果DIR－L 信号变为1，而DIR－R信号变为0，那么Q2和Q3将导通，电流则反向 流过 电机。
实际使用的时候，用分立元件制作H桥是很麻烦的，好在现在市面上有很 多封装好的H桥集成电路，接上电源、电机和控制信号就可以使用了，在额定 的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、 TA7257P、 SN754410等。
电动汽车电机控制和驱动技术全套课件全文编辑修改
二、电动汽车电机要求
1)恒功率负载特性。 即转速n变化时，负载功率P2基本为一恒定值。 2)通风机负载特性。是指水泵、油泵、通风机和螺旋桨等一 类机械的负载特性。 3)反抗性恒转矩负载特性。 此类负载也称为摩擦转矩负载，其特点是负载转矩作用的方 向总是与运动方向相反，即总是阻碍运动的制动动性转矩。 当转速方向改变时，负载转矩大小不变，但作用方向也随之 改变。 4）位能性恒转矩负载特性。该类负载的特点是负 载转矩TL与转速n的方向无关，并保持大小恒定不变。
二、电动汽车电机结构
1）永磁式直流电机 由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。 定子磁极采用永磁体（永久磁钢），有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构 形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。 转子一般采用硅钢片叠压而成，漆包线绕在转子铁心的两槽之间（三槽即有三个绕 组），其各接头分别焊在换向器的金属片上。 电刷是连接电源与转子绕组的导电部件，具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电 刷使用弹性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。 2）无刷直流电机 由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。 3）交流电机 三相异步电动机的结构分定子和转子两部分，定、转子之间有空气隙。
“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其 中包含一些未知因素和随机因素。 6）变结构控制是一种控制系统的设计方法，适用线线性及非线性系统。 7）模糊控制
利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。 8）神经网络控制
神经网络控制是（人工）神经网络理论与控制理论相结合的产物，是 发展中的学科。 9）闭环控制 这是一种自动控制系统，其中包括功率放大和反馈，使输出变量的值响应 输入变量的值。 10）鲁棒控制 所谓“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维 持某些性能的特性。
浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统
浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统纯电动汽车驱动电机及控制系统是纯电动汽车最重要的组成部分之一。
顾名思义，这个系统由两个主要组成部分组成——电动汽车的驱动电机和电机控制器。
如果说油车的发动机和变速器是油车的心脏，那么电动汽车的驱动电机和控制系统就可以说是电动汽车的心脏。
以下将详细介绍驱动电机及控制系统的概念，种类、结构、工作原理和发展趋势。
一、驱动电机的概念驱动电机是指电动汽车中负责电能转化为机械能，并将车辆推动的电动机。
它是纯电动汽车最重要的动力源。
驱动电机有很多种类，其中最常见的是异步电机和永磁同步电机。
异步电机与传统的交流电动机相似，但它的结构更为简单，并且由于其转速受电源频率的限制，因此已经被淘汰。
永磁同步电机则是最常见的驱动电机类型之一，由于其具有高效率、高功率因数、高转矩密度和较小的转子惯量，因此在纯电动汽车中被广泛采用。
二、控制系统的概念控制系统是指负责控制驱动电机正常工作的系统。
它由控制器、传感器组成。
控制器是控制电机运转的“智能大脑”,是纯电动汽车中最重要的部分之一。
它不仅负责控制电机的启动、停止和转速，还将车速信息、加速度信息、电池电压信息等反馈给其他控制系统完成整车系统的协同控制。
三、纯电动汽车驱动电机的结构纯电动汽车驱动电机的结构大致分为电机电器、轴承端盖、轴承、转子、定子几部分。
其中，电机电器也称为电机本体，由定子、转子等组成。
定子通常由铜线绕制成线圈，线圈由垫片、断路器、导体等构成。
转子由永磁体和导体组成，永磁体是负责产生相应磁场的重要部分。
四、驱动电机和控制系统的工作原理纯电动汽车驱动电机和控制系统的工作原理首先需要知道的是，驱动电机是一种交流电动机，其转矩与电机电流的平方成正比。
控制器发出开机指令之后，电机通过转子和定子间的转换相互作用产生旋转力，推动车辆运动。
控制器负责电能的传输和电机的控制，可以提高电池使用时间，最大化驱动电机的效能。
随着技术的不断发展，纯电动汽车驱动电机和控制系统也在不断地升级改进。
电动汽车技术培训课件-电机驱动系统讲义
直流电动机分为绕组励磁式直流电动机和永磁式直流电动机。在电动汽车所采用 的直流电动机中，小功率电动机采用的是永磁式直流电动机，大功率电动机则采用绕 组励磁式直流电动机。
绕组励磁式直流电动机根据励磁方式的不同，可分为他励式、并励式、串励式和 复励式4种类型。
1．他励式直流电动机 他励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组无连接关系，而由其他直流电源对励磁
绕组供电，因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。 他励式直流电动机在运行过程中励磁磁场稳定而且容易控制，容易实现电动汽车
的再生制动要求。当采用永磁激励时，虽然电动机效率高、重量轻和体积小，但由于 励磁磁场固定，电动机的机械特性不理想，难以满足电动汽车起动和加速时的大转矩 要求。
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第二节 直流电机驱动系统
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第二节 直流电机驱动系统
二、直流电动机的工作原理
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第二节 直流电机驱动系统
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第二节 直流电机驱动系统
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第二节 直流电机驱动系统
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第二节 直流电机驱动系统
三、直流电动机的调速
1．调压调速 由式可知，在负载转矩T和磁通量不变时，降低电枢电压，可以降低转速，
从而得到一系列平行的机械特性，如图所示。但只能在额定电压以下进行调速。 其优点是：可平滑调速，控制方便；机械特性硬，稳定性好；调速范围大，可 达6～10倍。
直流电机驱动系统即由直流电源供给电机的驱动系统，交流电机驱动系统即由交流电源供给电
机的驱动系统。
电机是电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能，
特别是影响电动汽车的最高车速、加速性能及爬坡性能等。
电动汽车驱动系统对于电机有以下要求：
电机驱动系统的组成
电机驱动系统主要由以下几个部分组成：
电机：电机是电机驱动系统的核心部件，它是一种将电能转化为机械能的装置。
根据实际需要，可以选择不同类型的电机，如直流电机、交流电机、步进电机等。
控制器：控制器是电机驱动系统的大脑，它负责控制电机的转速、转向和运动轨迹。
控制器通常由微处理器或单片机等集成电路组成，可以通过编程实现不同的控制策略。
传感器：传感器是电机驱动系统中的重要组成部分，它用于检测电机的转速、位置和运动状态等信息。
根据需要，可以选择不同类型的传感器，如光电编码器、霍尔传感器、拉线传感器等。
电源：电源是电机驱动系统中的能源供应单元，它负责提供电能给电机和控制器。
根据电机的类型和功率需求，可以选择不同类型的电源，如直流电源、交流电源、电池等。
散热系统：由于电机在运转过程中会产生大量的热量，因此需要散热系统来降低电机和控制器的温度，以保证系统的稳定运行。
散热系统通常包括散热器、风扇等部件。
保护电路：保护电路是电机驱动系统中的重要组成部分，它用于保护电机和控制器的安全运行。
保护电路通常包括过流保护、过压保护、欠压保护等。
以上是电机驱动系统的主要组成部分，它们协同工作可以实现电机的驱动和控制。
根据实际应用场景的不同，电机驱动系统的组成和配置也有所不同。
【2019年整理】丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析
丰田普锐斯电机及驱动控制系统解析作为全球最成功的环保车型，丰田普锐斯（PRIUS）早已成为油电混合动力车型中的全球销量冠军，即使在我们的身边，也经常可以见到它们的身影。
目前，在国内生产的丰田普锐斯（PRIUS）是采用丰田第二代混合动力系统，集发动机和电动机组合而成的并行混合动力车（图1）。
丰田第二代混合动力系统(THS-Ⅱ)，可以根据车辆行驶状态，灵活地使用2种动力源，并且弥补2种动力源之间不足之处，从而降低燃油消耗，减少有害气体排放，发挥车辆的最大动力。
由于其THS-Ⅱ电机及驱动系统结构复杂，技术先进，本文将为大家详细介绍该系统的结构及基本原理，以帮助读者更进一步了解THS-Ⅱ系统。
一、THS-Ⅱ电机及驱动控制系统的特点1.在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。
2.采用大功率电机输出，提高电机的利用率。
当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。
3.极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。
二、THS-Ⅱ电机及驱动系统基本组成1.HV蓄电池：由168个单格镍氢电瓶（1.2V×6个电瓶×28个模块）组成，额定电压DC20 1.6V，安装在车辆后备厢内。
在车辆起步、加速和上坡时，HV蓄电池将电能提供给驱动电机。
2.混合动力变速驱动桥：混合动力变速驱动桥由发电机MG1、驱动电机MG2和行星齿轮组成（图2）。
3.变频器：由增压转换器、逆变整流器、直流转换器、空调变频器组成。
（1）增压转换器：将HV蓄电池DC201.6V电压增压到DC500V（反之从DC500V降压到DC201.6V）。
（2）逆变整流器：将DC500V转换成AC500V，给电动机MG2供电。
反之将AC500V 转换成DC500V，经降压后，给HV蓄电池充电。
（3）直流转换器：将HV蓄电池DC201.6V降为DC12V，为车身电器供电，同时为备用蓄电池充电。
新能源直流电机驱动系统的组成
新能源直流电机驱动系统的组成
新能源直流电机驱动系统是由多个组件组成的，每个组件都有特定的功能，包括电动机、电控系统、电池等。
1. 电动机：直流电机是新能源车辆中常用的电动机类型，其结构简单，体积小，功
率密度高。
直流电机由转子、定子、刷子和永磁体等构成。
转子上的刷子是通过电池直接
接通电源的，使电机转动。
电机的转速和扭矩可以通过控制电池电压来实现。
2. 电控系统：电控系统是直流电机驱动系统中最关键的部分。
它包括电机控制器、
电源管理器、传感器等。
电机控制器主要用于控制电池的输出电压和电流大小，以控制直
流电机的转速和扭矩。
电源管理器用于管理电池的充放电过程，保证电池的正常工作状态。
传感器用于感测电动机运行时的参数，如温度、转速、电流等。
3. 电池：电池是直流电机驱动系统中的能量来源，是新能源车辆中最关键的部分之一。
电池可以储存并释放能量，将能量转化为电能，供电驱动电机。
电池类型包括锂离子
电池、镍氢电池、铅酸电池等。
4. 应用控制系统：应用控制系统主要用于实现车辆的控制与安全等功能，如制动控制、加速控制、安全控制、娱乐控制等。
总之，新能源直流电机驱动系统的组成主要包括电动机、电控系统、电池和应用控制
系统等多个组成部分。
只有这些部分结合起来，才能构成一个完整的直流电机驱动系统，
实现车辆的高效、安全、环保的行驶。
电动汽车电机驱动系统
3.2.1 直流电动机的分类
➢2．并励直流电动机 ➢并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联,共用同一电 源，性能与他励直流电动机基本相同。并励绕组两端电压就 是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多， 因此具有较大的电阻，使得通过它的励磁电流较小。 ➢3．串励直流电动机 ➢串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流 电源，这种直流电动机的励磁电流就是电枢电流。这种电动 机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕 组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好， 所以串励直流电动机通常用较粗的导线绕成，它的匝数较少。
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3.2.3 直流电动机的工作原理
➢直流电动机的工作原理图所示。图中,定子有一对N、S极， 电枢绕组的末端分别接到两个换向片上，正、负电刷A和B分 别与两个换向片接触。
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3.2.4 直流电动机的控制
➢直流电动机转速控制方法主要有电枢调压控制、磁场控制和电枢回路电 阻控制。 ➢电枢调压控制是指通过改变电枢的端电压来控制电动机的转速。这种控 制只适合电动机基速以下的转速控制,它可保持电动机的负载转矩不变， 电动机转速近似与电枢端电压成比例变化，所以称为恒转矩调速。直流电 动机采用电枢调压控制可实现在宽广范围内的连续平滑的速度控制，调速 比一般可达1:10，如果与磁场控制配合使用，调速比可达1:30。电枢调压 控制的调速过程：当磁通保持不变时，减小电压，由于转速不立即发生变 化，反电动势也暂时不变化，由于电枢电流减小了，转矩也减小了。如果 阻转矩未变，则转速下降。随着转速的降低，反电动势减小，电枢电流和 转矩就随着增大，直到转矩与阻转矩再次平衡为止，但这时转速已经较原 来降低了。
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3.1.4 电动汽车电机驱动系统的发展趋势
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第一节 概 述
3、电动汽车对动力驱动系统的要求
为适应在起步、加速、匀速、降速、爬坡、下坡、高速、低速、滑
行、制动和停车等各种行驶工况的负载特性匹配要求，电动汽车的动 力驱动系统应满足：
1）起动力矩大和过载能力强。不仅要满足汽车带负载频繁起步要求，同时还
希望在加速和上坡时，有相当的短时过载能力。
2）限制电机过大的峰值电流。小于蓄电池最大放电允许电流以免损坏。普通
第一节 概 述
3）静差率。电动机从理想空载(T=0)加到额定负载(T=Te)时， 由理想空载转速n0降为额定转速ne的转速降Δne与n0之比，即表示为：
百分% 数 n e静 1% 0差 0 n 0 n e 率 1% 00
n 0
n 0
电动机调速机械特性愈硬，静差率愈小，而相对稳定性愈高。
4）调速效率。为输出功率P2与输入功率P1之比，与损耗功率ΔP相关。
3)控制电路。由分立元件、模拟电路；过渡到集成电路、数字和 模拟混合电路；向高集成电路、全数字电路发展。
4)电力电子器件。向全控型电力电子控制器件发展。
5)控制策略。由低效有级控制；过渡到低效无级控制；向着高效 无级控制及智能控制的高性能系统发展。而控制方法有最优控制、 滑模控制、鲁棒控制、模糊控制、自适应控制、神经网络控制等。
永磁无刷电机：有无刷直流电机和三相永磁同步电机两种。 采用永磁铁励磁极大提高电机效率和功率密度(单位体积的功率)， 但驱动控制器相对较复杂而使成本较高，也由于永磁体受温度影响 较大，存在可靠性不足及功率受限等缺点。
开关磁阻电机：为新型机电一体化装置，具有结构简单、性能可靠、成本低、效率高、调速 范围宽、起动力矩大、过载能力强、可方便有效地实现发电回馈和电磁制动等优点，特别适于 汽车重载起步、频繁起停和行驶路况多变等独特要求。但致命缺点是存在较大转矩脉动，从而 引起较大的振动和噪声；经多年不懈努力基本上解决了此难题。
第一节 概 述
1、电动机调速性能指标
1)机械特性和负载特性
机械特性：电动机转矩T与转速n的关系n=f(T)曲线。曲线斜率大 表示机械特性硬度软；反之表示调速特性硬，即转矩随转速变化小。 机械特性是电动机主要调速性能指标，也是电力拖动重要研究内容。 负载特性：电动机所带负载转矩TL随转速n变化所要求的特性关系， 随各类机械装置所带负载不同存在较大差别，要求电机调速控制系统 有多种可修改设置参数以匹配于不同负载特性。
即为：
调速效 P2率 P2
P 1 P2P
5）平滑性。针对机械齿轮有级调速，齿轮档位数愈多使调速级数愈多
则调速平滑性也愈好。而仅由电气控制的调速系统即为无级调速。
第一节 概 述
2、电机调速控制系统的发展和研究方向
据美国能源部评估，电动机能耗占整个工业用电的63%；日本
曾估算国内所用电机每台效率仅提高一个百分点，就能省去一个 大型核电站；而我国所用电机耗电量也约占全国用电量的60%。 说明电机节能潜力巨大，尤其在调速控制应用领域，更何况对 电动汽车采用能源更受限的移动式电源。电机运行期所需费用约 98%为电费，所节能电机控制系统即使成本增加15～30%也为合算。
为此多年来电机调速控制系统的技术发展变化巨大，并且改进
提高的研究也是多方面的，其发展趋向呈下述特点。
2、电机调速控制系统的发展和研究方向
1)传动系统。由机械齿轮多档变速控制系统；过渡到机械与电气 联合控制系统；正向着全电气控制系统发展。
2)电机结构。由直流有刷电机；过渡到直流无刷电机、交流异步 电机等；正向着永磁式、双凸极、双定子、双转子、复合结构、 三维磁路、无传感器等结构发展。
应用较少
目前应用较少，但有一定发展空间 目前应用较多的是交流同步电机、永磁同步电机和三相交流感应电机等。
丰田Prius、本田Civic、Insight HV
交流同步电机
大型混合动力电动巴士
三相交流感应电机
直流电机：控制简单、成本较低、技术成熟等优点；
交流电机：具有效率高、体积小、免维护等优点； 但其驱动控制器需将直流电逆变为交流电，并要采用矢量控制 变频调速，控制线路复杂。
电动汽车
——电动机及驱动系统
第一节 电动机概述
一、电动机分类
按功能分 驱动电动机 控制电动机（包括步进、测速、伺服等）
按转速与电网电源频率之间的关系分 同步电动机 低于6000r/min） 高速电机（最高转速高于6000r/min）
按电源相数分 按防护型式分
单相电动机
三相电动机
Y,A,E,B,F,H,C.最低90，最高200
开启式 防护式 封闭式 隔爆式 防水式
按安装结构型式分 卧式 立式 带底脚式 带凸缘式
按绝缘等级分 E级(120) B级(130) F级(155) H级(180)
潜水式 按电能种类分 直流电动机
交流电动机（方波电机、正弦波等）
适用于电力驱动的电动机的分类
电动机起动电流较大，需设法改善电机的起动特性。
3）调速范围宽。在高、低速各工况均能高效运行，需电机有较宽调速范围，并
保持理想调速特性。通常电机在所设计额定功率及其转速附近运行效率较高，而远 离额定点效率必降低，为此将提出多级额定转速设计，以减化机械传动而减少其摩 擦损耗和车载质量。
应满足汽车多变行驶路况的各种负载特性匹配
第一节 概 述
2)调速范围 有两种表示法：
①所要求最高转速nmax与最低转速nmin之比，即调速范围D=nmax/nmin；
②调速系统能达到的最高转速nmax与基速nbase(通常也为设计的额定
转速ne)之比，即转速因子x=nmax/nbase。
通常，采用多档齿轮与电机结合的多级调速法。存在摩擦使效率低，
维护要求高，动态响应慢，同时也直接降低调速平滑性。
随电力调速拖动技术发展，现常用一档齿轮减速增矩仅由电控调速，
更有趋于电机直驱调速而提高机械调速特性与负载转矩特性匹配要求。
为提高调速范围希望nmax大、nmin小。降低nmin受低速运行相对稳定性
限制，通常在低于基速前采用降压恒转矩调速，高于基速后采用弱磁 恒功率调速来增大nmax，而弱磁调速与电机类型相关:永磁电机因弱磁 较难使转速因子x=2、而交流异步电机x=4、开关磁阻电机x=6。