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1、电动汽车运用技术,付主木 主编机械工业出版社,第4章 电动汽车的驱动电动机 及其调速控制方式,电动汽车的驱动电动机,电动汽车驱动电动机调速控制方式,4.1,4.2,4.1 电动汽车的驱动电动机,1.电动汽车驱动系统对电动机要求2.电动汽车驱动电动机的分类,4.1.1 电动汽车驱动电动机的分类及选择,图4-1 电动汽车驱动电动机的分类,4.1 电动汽车的驱动电动机,3.驱动系统电动机的选择,表4-3 电动汽车常用驱动电动机性能比较,4.1 电动汽车的驱动电动机,分类2.特点及注意事项3.调速控制理论基础,4.1.2 直流电动机,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-2 直流他励电动机的等效电路,4
2、.1 电动汽车的驱动电动机,图4-3 各种直流电动机的速度转矩特性,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-4 电动汽车所需的理想特性曲线,4.1 电动汽车的驱动电动机,分类2.性能特点3.三相异步感应电动机的转矩与机械特性,4.1.3 交流异步电动机,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-5 三相异步电动机的机械特性,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-6 相电压U1对转矩与转速的关系曲线的影响,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-9 不同的电压幅值和频率下的转矩与转速的关系曲线,4.1 电动汽车的驱动电动机,4.三相异步感应电动机产品举例,图4-10 西门子公司PV系列感应电动机的机械特性曲线,
3、4.1 电动汽车的驱动电动机,永磁电动机分类2.永磁材料及其性能3.PM电动机（永磁电动机）的结构,4.1.4 永磁无刷电动机,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-11 PM电动机的各种转子结构,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-13 混合励磁式同步电动机,4.1 电动汽车的驱动电动机,4.PM电动机的特点5.永磁磁阻同步电动机的机械特性6.应用举例7.数学模型,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-15 SPM的等效电路,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-16 IPM的等效电路,4.1 电动汽车的驱动电动机,磁阻电动机的分类2.开关磁阻电动机的基本结构与原理3.开关磁阻电动机的特点4.开关
4、磁阻电动机调速控制理论基础,4.1.5 开关磁阻电动机,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-18 转矩产生原理,4.1 电动汽车的驱动电动机,图4-19 特性图,4.1 电动汽车的驱动电动机,5.开关磁阻电动机的机械特性,图4-20 开关磁阻电动机的机械特性,4.1 电动汽车的驱动电动机,1.磁阻电动机共同的优点（1）转子中没有磁铁和绕组，所以发热少，冷却容易；（2）材料为容易获得的硅钢板，有可能实现大批量生产；（3）高速情况下的运转是可能的，由于有凸极性，可以用电子的方法从电压电流等量中推定出转子的旋转角度，极低速情况下可以实现无传感器的运转等。,4.1.6 电动汽车驱动电动机的发展前景,4
5、.1 电动汽车的驱动电动机,2.磁阻电动机共同的缺点（1）如果不减小气隙，就得不到高效率和高的功率因数；（2）当磁通量的变化剧烈时就会产生磁性噪声；（3）此外，在高振动环境中，如果气隙小就容易出问题。,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,直流电动机的机械特性数学方程式2.直流电动机的调速控制方式,4.2.1 直流电动机的调速控制方式,图4-21 电枢电压与磁极磁通量配合调节时的电动机特性,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,变压变频控制,4.2.2 交流异步电动机的调速控制方式,图4-22 变压变频控制的异步电动机系统框图,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,2.矢量控制,图4-2
6、4 与转子磁链同步旋转的 坐标系,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,图4-25 与转子磁链同步旋转的 坐标系,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,3.直接转矩控制,图4-27 直接转矩控制异步电动机的系统框图,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,4.自适应控制,图4-28 感应电动机的模型参考自适应控制系统框图,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,5.滑模控制,图4-30 感应电动机的滑模控制系统框图,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,6.效率优化控制,图4-31感应电动机的效率优化磁场定向控制系统框图,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,矢量控制（1）id=0控制
7、（2）最大转矩/电流比控制（3）弱磁控制,4.2.3 永磁同步电动机的调速控制方式,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,2.直接转矩控制,3.恒压频比开环控制,图4-32 PMSM直接转矩控制系统结构,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,1.角度控制法（APC）2.电流斩波控制法（CCC）（1）限制电流上下幅值的控制（2）电流上限和关断时间恒定,4.2.4 开关磁阻电动机的调速控制方式,4.2 电动汽车驱动电动机调速控制方式,3.电压控制法（VC）4.组合控制（1）高速与低速电流斩波控制组合（2）变角度电压PWM控制组合,电动汽车的驱动系统对于电动机的要求有哪些？,1,永磁同步电动机的调速控制方式有几种？,思考 题,5,开关磁阻电动机的机械特性是什么？,4,2,电动汽车用的直流电动机与其他驱动电动机相比，具有什么优点和缺点？,根据永磁体在转子上安装位置不同，PM电动机可以分为哪几种？,3,
