第四章直流电动机及其驱动技术

合集下载

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

（4）复励直流电动机 • 复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组
，电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则称为差复励。 • 复励直流电动机的永磁励磁部分采用高磁性材料钕铁硼，运行效率高。
总目录章目录返回上一页下一页
电机驱动系统具有以下特点:
• 1)以电磁转矩为控制目标，加速踏板和制动踏板的开度是电磁转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小。 2)电动汽车要求驱动电机有较宽的调速范围，电机能在四象限内工作。 3)为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的过载倍数(2~4)；为保证汽车能达到最高车速，要求电机高速区处有一定的功率输出。 4)驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护。 5)良好的可靠性、耐温、耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长时期运转，结构简单，适合批量生产。
➢ 中等功率（10~100kW）的电动机采用他励、复励或串励式直流电动机，可以用于结构简单、转矩要求较大的电动货车上。
➢ 大功率（>100kW）直流电动机采用串励式，可用在要求低速、高转矩的专用电动车上。
4.1.2 直流电机的分类
（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
总目录章目录返回上一页下一页
电动汽车对驱动电机有以下要求：
• 1)高电压。 • 2)小质量。
3)较大的起动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的起动性能和加速性能，从而获得起动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。 4)高效率，低损耗。 5)电气系统和控制系统的安全性必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。 6)高可靠性。
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。
总目录章目录返回上一页下一页
4.1.2 直流电机的分类
总目录章目录返回上一页下一页
电动汽车对驱动电机分类：
电动汽车驱动电机的分类
总目录章目录返回上一页下一页
13)温升。
各种电机的基本性能比较
总目录章目录返回上一页下一页
第3章直流电动机及其驱动系统
4.1 直流电机的构造及基本原理 4.2 直流电机的运行特性 4.3 直流电动机控制 4.4 直流电动机驱动系统 4.5 变换器
4.1.2 直流电机的分类
1. 他励电动机励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。
+
Uf If
_
+
M Ia U
_
Rf 他励 Rst
• 他励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。
总目录章目录返回上一页下一页
4.1.2 直流电机的分类
4. 并励电动机励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。
• 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。
If
Ia
+
UM
_
串励
总目录章目录返回上一页下一页
4. 复励电动机励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在
4. 转子(电枢) 由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。
电枢铁心：由硅钢片叠装而成。
电枢绕组：由结构、形状相同的线圈组成
总目录章目录返回上一页下一页
4.1.2 直流电机的分类
➢ 电动汽车所使用的直流电动机主要是他励直流电动机、串励直流电动机、复励直流电动机三种类型。
➢ 小功率（100W~10kW）电动机采用的是小型高效的永磁直流电动机，可以应用在小型、低速的搬运设备上。
总目录章目录返回上一页下一页
第3章直流电动机
本章要求
1. 了解直流电动机的基本构造和工作原理。 4. 理解他励（并励）和串励直流电动机的电
压与电流的关系式，运行特性。 3.理解直流电动机的起动、反转、调速和制动
的基本原理和基本方法。 4.理解直流电动机的变换器原理、结构和特性。
4.1 直流电机的构造和工作原理
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，大功率电动机采用的是绕组励磁式直流电动机。
直流电机的优点： (1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。 (3) 易于控制。
直流电机驱动系统框图
总目录章目录返回上一页下一页
4.1.3 直流电机的基本工作原理
换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流电，以保持转矩方向不变。
电刷
b
N a
I F
Fn
dT
c
I
S 换向片
–U+ 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流
4.1.1 直流电机的结构
直流电机的爆炸图
总目录章目录返回上一页下一页
直流电动机的结构
总目录章目录返回上一页下一页
直流电动机的结构
总目录章目录返回上一页下一页
1. 定子用来在电机中产生磁场。永磁式: 由永久磁铁做成。励磁式: 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。
• 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。
I
+
+
If
E
M _
Ia
U
Rst _
Rf
并励
总目录章目录返回上一页下一页
3. 串励电动机励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。
同一电源上。
• 若串励绕组产生的磁通势
I
与并励绕组产生的磁通势 +
Ia源自文库
方向相同称为积复励。若 U
M
两个磁通势方向相反，则 _
称为差复励。
• 复励直流电动机的永磁励
复励
磁部分采用高磁性材料钕
铁硼，运行效率高。
总目录章目录返回上一页下一页
4.1.3 直流电机的基本工作原理
总目录章目录返回上一页下一页