电动汽车电机的国内外技现状与发展趋势(PPT 33页)

当绕组接通三相电源时，就在绕组中产生一个旋转磁场，以 n1的转速旋转，并以全速切割转子，在转子鼠笼中产生感应 电动势，因为鼠笼是闭合的，此电势形成电流，产生磁场， 与定子的磁场作用开始旋转、加速。三相异步电动机的转速 永远低于旋转磁场的同步转速，使转子和旋转磁场间有相对 运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产 生转矩。
与其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维 护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。以三相异步电动 机为例，与同功率、同转速的直流电动机相比，前者重量只 及后者的二分之一，成本仅为三分之一。在大功率、低转速
2）局限性：它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转 差率，因而转速性能较差，在要求有较宽广的平滑调速范围 的使用场合，不如直流电动机经济、方便。此外，运行时从 电力系统吸取无功功率以励磁，这回导致电力系统的功率因 数变坏。
2、国内电动汽车用电机的种类及各自特点
2.1、直流电动机（DC） 2.2、异步电动机（IM） 2.3、永磁电动机（BDCM 和PMSN） 2.4、开关磁阻电动机（SRM）
各种电动机的性能比较
2.1、直流电动机（DC）
直流电动机结构较为简单，是电动汽车中较早使用的驱动系 统。
2.1.1直流电机原理
所以在大功率、低转速场合不如同步电动机合理。目前电动 汽车上主要使用笼型异步电动机。
2.3永磁同步电机
永磁同步电机具有高效、高控制精度、高转矩、良好的转矩 平稳及低振动噪声的特点，通过合理设计永磁磁路结构能够 获得较高的弱磁性能，能在电动驱动方面具有很高的应用价 值。
2.3.1永磁同步电机的工作原理
近年来，政府在政策等各个方面给予电动汽车许多优惠 条件，旨在鼓励、发展和使用电动汽车。作为电动汽车的核 心组成部件，不论是纯电动汽车（EV）、混合电动汽车 （HEV）还是燃料电池汽车（FCEV），电机控制系统都是其 核心的关键性组成部件，是电动汽车整车功能的集成和优化 的最为核心的单元部件，电控系统的安全可靠性如何会直接 影响到整个电动汽车运行的稳定和安全，可以说，电动汽车 中的电机控制系统是整个汽车产业信息化转型的重要方面内 容。
（1）转子为永磁体，无法调节，必须通过加定子直轴去磁 电流分量来削弱磁场，这回增大定子的电流，增加电动机的 铜耗。
直流电机的驱动特性
2.1.2直流电机的特点及优缺点
1）调速性能好。直流电动机可以在重负载条件下，实现均 匀、平滑的无极调速，而调速范围较宽。 2）启动动力矩大。 3）控制比较简单。 4）有易损件。
直流电机控制简单，控制技术成熟，一般通过电枢控制 和弱磁控制来控制转速，为满足电动汽车运行要求，通常在 恒转矩区采用电枢控制以得到较大的平稳转矩，在恒功率区 采用弱磁控制以得到较高转速。但直流电机利用电刷实现机 械换向，电刷磨损很快， 需要经常维护，换向火花的存在 限制了电机的高速运行，且电机体积大，制造成本高。所以 新研制的轮毂电机大都不采用直流电机。
永磁同步电机在结构上与永磁无刷直流电机类似， 只是它通过正弦波驱动。根据转子上永磁体安装方 式的不同，一般可以分为表面式和内置式，其中表 面式适用于低速电机，内置式适用于高速电机。相 对于无刷直流电机，永磁同步电机具有低噪声，大 功率密度，小转动惯量，高控制精度等优势，并且 可以实现弱磁调速，提高恒功率运行的范围，特别 适合作为电动汽车用轮毂电机。永磁同步电机基于 三相交流电供电工作，其数学模型比较复杂， 控制 方法也非常复杂。常用的控制方法有矢量控制和直 接转矩控制。
直流电动机就是将直流电能转换成机械能的电动 机，是电动机的主要类型之一。电动机的定子绕组 多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分 相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体 ，为了 检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感 器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其 功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以 控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器 信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通 断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号， 用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
2.3.2永磁同步电机的特点及优缺点
永磁同步电机与其他电机相比有以下优点： （1）无刷运行、结构简单、运行可靠。 （2）对负载变化而引起的电动机扰动有较强的承受能力。 （3）控制简单，控制电源频率就可以控制电机转动。 （4）可以在很低的转速下保持同步运行，调速范围宽。 （5）体积小，质量轻。
永磁同步电机与有ຫໍສະໝຸດ Baidu下缺点：
2.2.异步电机技术特点及优缺点
1）基本特点：
转子绕组不需与其他电源相连，器定子电流直接取自交流电 力系统；与其他电动机相比，异步电动机的结构简单，制造、 使用、维护方便，运行可靠性高，质量轻，成本低。
小型轻量化。易实现转速超过10 000r/min 的高速旋转。高 速低转矩时运转效率高。 低速时有高转矩，以及有宽泛的 速度控制范围。高可靠性（坚固）。制造成本低。 控制装 置的简单化。异步电动机的基本特点是，转子绕组不需与其 他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；
1.2异步电机
异步电动机又称感应电动机，根据电磁力定律，载流的转 子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子 旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。
2.2.1异步电机的工作原理
三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本 结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成， 在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、 接线盒、吊环等其他附件
1 电动汽车的发展趋势
目录
2 国内电动汽车用电机的种类及各自特点 3 未来电动汽车用电机发展趋势
4 结束语
1、电动汽车的发展趋势
石油能源是不可再生能源和污染性 能源，随着我国汽车保有量的逐年攀升， 汽车尾气污染日益成为大气主要污染源 之一。为了实现资源的高效利用，节省 能源，降低污染物排放，以电力发电来 替代燃油发电的电动汽车逐渐成为了新 宠。