電機及驅(qū)動系統(tǒng)課件

電動汽車——電動機及驅(qū)動系統(tǒng)電動汽車1第一節(jié)電動機概述第一節(jié)電動機概述2一、電動機分類按功能分驅(qū)動電動機控制電動機（包括步進(jìn)、測速、伺服等）按轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系分同步電動機異步電動機按最高轉(zhuǎn)速分普通電機（最高轉(zhuǎn)速低于6000r/min）高速電機（最高轉(zhuǎn)速高于6000r/min）按電源相數(shù)分單相電動機三相電動機按防護(hù)型式分開啟式防護(hù)式封閉式隔爆式防水式潛水式按安裝結(jié)構(gòu)型式分臥式立式帶底腳式帶凸緣式按絕緣等級分E級(120)B級(130)F級(155)H級(180)按電能種類分直流電動機交流電動機（方波電機、正弦波等）Y,A,E,B,F,H,C.最低90，最高200一、電動機分類按功能分驅(qū)動電動機按安裝結(jié)構(gòu)型式分3適用于電力驅(qū)動的電動機的分類目前應(yīng)用較少，但有一定發(fā)展空間應(yīng)用較少目前應(yīng)用較多的是交流同步電機、永磁同步電機和三相交流感應(yīng)電機等。豐田Prius、本田Civic、InsightHV交流同步電機大型混合動力電動巴士三相交流感應(yīng)電機適用于電力驅(qū)動的電動機的分類目前應(yīng)用較少，但有一定發(fā)展空間應(yīng)4直流電機：控制簡單、成本較低、技術(shù)成熟等優(yōu)點；交流電機：具有效率高、體積小、免維護(hù)等優(yōu)點；但其驅(qū)動控制器需將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并要采用矢量控制變頻調(diào)速，控制線路復(fù)雜。永磁無刷電機：有無刷直流電機和三相永磁同步電機兩種。采用永磁鐵勵磁極大提高電機效率和功率密度(單位體積的功率)，但驅(qū)動控制器相對較復(fù)雜而使成本較高，也由于永磁體受溫度影響較大，存在可靠性不足及功率受限等缺點。開關(guān)磁阻電機：為新型機電一體化裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、成本低、效率高、調(diào)速范圍寬、起動力矩大、過載能力強、可方便有效地實現(xiàn)發(fā)電回饋和電磁制動等優(yōu)點，特別適于汽車重載起步、頻繁起停和行駛路況多變等獨特要求。但致命缺點是存在較大轉(zhuǎn)矩脈動，從而引起較大的振動和噪聲；經(jīng)多年不懈努力基本上解決了此難題。直流電機：控制簡單、成本較低、技術(shù)成熟等優(yōu)點；交流電機：5機械特性：電動機轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系n=f(T)曲線。曲線斜率大表示機械特性硬度軟；反之表示調(diào)速特性硬，即轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化小。機械特性是電動機主要調(diào)速性能指標(biāo)，也是電力拖動重要研究內(nèi)容。

第一節(jié)概述1、電動機調(diào)速性能指標(biāo)負(fù)載特性：電動機所帶負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速n變化所要求的特性關(guān)系，隨各類機械裝置所帶負(fù)載不同存在較大差別，要求電機調(diào)速控制系統(tǒng)有多種可修改設(shè)置參數(shù)以匹配于不同負(fù)載特性。應(yīng)滿足汽車多變行駛路況的各種負(fù)載特性匹配1)機械特性和負(fù)載特性機械特性：電動機轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系n=f(T)曲線。曲線6①所要求最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比，即調(diào)速范圍D=nmax/nmin；②調(diào)速系統(tǒng)能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速nmax與基速nbase(通常也為設(shè)計的額定

轉(zhuǎn)速ne)之比，即轉(zhuǎn)速因子x=nmax/nbase。通常，采用多檔齒輪與電機結(jié)合的多級調(diào)速法。存在摩擦使效率低，

維護(hù)要求高，動態(tài)響應(yīng)慢，同時也直接降低調(diào)速平滑性。隨電力調(diào)速拖動技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)常用一檔齒輪減速增矩僅由電控調(diào)速，

更有趨于電機直驅(qū)調(diào)速而提高機械調(diào)速特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性匹配要求。為提高調(diào)速范圍希望nmax大、nmin小。降低nmin受低速運行相對穩(wěn)定性

限制，通常在低于基速前采用降壓恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，高于基速后采用弱磁

恒功率調(diào)速來增大nmax，而弱磁調(diào)速與電機類型相關(guān):永磁電機因弱磁

較難使轉(zhuǎn)速因子x=2、而交流異步電機x=4、開關(guān)磁阻電機x=6。

第一節(jié)概述2)調(diào)速范圍

有兩種表示法：①所要求最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比，即調(diào)速范圍D73）靜差率。電動機從理想空載(T=0)加到額定負(fù)載(T=Te)時，

由理想空載轉(zhuǎn)速n0降為額定轉(zhuǎn)速ne的轉(zhuǎn)速降Δne與n0之比，即表示為：電動機調(diào)速機械特性愈硬，靜差率愈小，而相對穩(wěn)定性愈高。4）調(diào)速效率。為輸出功率P2與輸入功率P1之比，與損耗功率ΔP相關(guān)。5）平滑性。針對機械齒輪有級調(diào)速，齒輪檔位數(shù)愈多使調(diào)速級數(shù)愈多則調(diào)速平滑性也愈好。而僅由電氣控制的調(diào)速系統(tǒng)即為無級調(diào)速。即為：

第一節(jié)概述3）靜差率。電動機從理想空載(T=0)加到額定負(fù)載(T=Te8據(jù)美國能源部評估，電動機能耗占整個工業(yè)用電的63%；日本曾估算國內(nèi)所用電機每臺效率僅提高一個百分點，就能省去一個大型核電站；而我國所用電機耗電量也約占全國用電量的60%。

說明電機節(jié)能潛力巨大，尤其在調(diào)速控制應(yīng)用領(lǐng)域，更何況對電動汽車采用能源更受限的移動式電源。電機運行期所需費用約98%為電費，所節(jié)能電機控制系統(tǒng)即使成本增加15～30%也為合算。為此多年來電機調(diào)速控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展變化巨大，并且改進(jìn)提高的研究也是多方面的，其發(fā)展趨向呈下述特點。

第一節(jié)概述2、電機調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展和研究方向據(jù)美國能源部評估，電動機能耗占整個工業(yè)用電的63%；日本曾91)傳動系統(tǒng)。由機械齒輪多檔變速控制系統(tǒng)；過渡到機械與電氣聯(lián)合控制系統(tǒng)；正向著全電氣控制系統(tǒng)發(fā)展。2)電機結(jié)構(gòu)。由直流有刷電機；過渡到直流無刷電機、交流異步電機等；正向著永磁式、雙凸極、雙定子、雙轉(zhuǎn)子、復(fù)合結(jié)構(gòu)、三維磁路、無傳感器等結(jié)構(gòu)發(fā)展。4)電力電子器件。向全控型電力電子控制器件發(fā)展。3)控制電路。由分立元件、模擬電路；過渡到集成電路、數(shù)字和模擬混合電路；向高集成電路、全數(shù)字電路發(fā)展。5)控制策略。由低效有級控制；過渡到低效無級控制；向著高效無級控制及智能控制的高性能系統(tǒng)發(fā)展。而控制方法有最優(yōu)控制、滑?？刂?、魯棒控制、模糊控制、自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。2、電機調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展和研究方向1)傳動系統(tǒng)。由機械齒輪多檔變速控制系統(tǒng)；過渡到機械與電氣聯(lián)103、電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的要求為適應(yīng)在起步、加速、勻速、降速、爬坡、下坡、高速、低速、滑行、制動和停車等各種行駛工況的負(fù)載特性匹配要求，電動汽車的動力驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)滿足：1）起動力矩大和過載能力強。不僅要滿足汽車帶負(fù)載頻繁起步要求，同時還希望在加速和上坡時，有相當(dāng)?shù)亩虝r過載能力。3）調(diào)速范圍寬。在高、低速各工況均能高效運行，需電機有較寬調(diào)速范圍，并保持理想調(diào)速特性。通常電機在所設(shè)計額定功率及其轉(zhuǎn)速附近運行效率較高，而遠(yuǎn)離額定點效率必降低，為此將提出多級額定轉(zhuǎn)速設(shè)計，以減化機械傳動而減少其摩擦損耗和車載質(zhì)量。2）限制電機過大的峰值電流。小于蓄電池最大放電允許電流以免損壞。普通電動機起動電流較大，需設(shè)法改善電機的起動特性。4）電機能夠正反轉(zhuǎn)運行。使汽車倒車時不必切換齒輪來實現(xiàn)倒檔。

第一節(jié)概述3、電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的要求為適應(yīng)在起步、加速、勻速、115）方便、高效地實現(xiàn)發(fā)電回饋。使汽車降速制動和下坡滑行時經(jīng)電機，將更多動能轉(zhuǎn)換為電能回饋給蓄電池來提高續(xù)駛里程。7）調(diào)速響應(yīng)快。提高電機動態(tài)響應(yīng)性可改善行駛中各控制性能。

6）設(shè)法使電機同時具有電磁制動功能。因電磁制動的動態(tài)響應(yīng)極快，可及時準(zhǔn)確地對前、后、左、右車輪制動力適宜分配，提高汽車安全性。

8）運行平穩(wěn)及可靠性高。利用其故障容錯性等，確保電動汽車故障時仍能“跛腳回家”以避免交通堵塞。

第一節(jié)概述3、電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的要求5）方便、高效地實現(xiàn)發(fā)電回饋。使汽車降速制動和下坡滑行時經(jīng)電121、高電壓主要優(yōu)點是可以減小電動機的尺寸、降低逆變器的成本以及提高能量轉(zhuǎn)換效率等。電動機功率和電源電壓的關(guān)系4、電動汽車對驅(qū)動電動機性能的基本要求1、高電壓主要優(yōu)點是可以減小電動機的尺寸、降低逆變器的成本以13提高電動機電壓的典型的例子是豐田公司的THSⅡ混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)電動機采用的電壓由THS系統(tǒng)的274V提高到的500V，在電動機尺寸和質(zhì)量變化不大的前提下，使電動機的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速范圍擴大.電動機的功率、轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線提高電動機電壓的典型的例子是豐田公司的THSⅡ混合動142、高轉(zhuǎn)速

P∝T·n在T一定的情況下，提高n，則提高P；

在P一定的情況下，提高n則可降低電機的T；現(xiàn)代電動汽車的電動機轉(zhuǎn)速可達(dá)8000-12000r/min，甚至更高。2、高轉(zhuǎn)速153、轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大、質(zhì)量輕、體積小

轉(zhuǎn)矩密度、功率密度分別是指最大轉(zhuǎn)矩體積比和最大功率體積比

采用鋁合金外殼等降低電動機的質(zhì)量；各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。TOYOTAHEV的電動機功率密度的變化

電動機的轉(zhuǎn)矩重量比的比較可以看出，SUV的轉(zhuǎn)矩重量比與Prius相比增加了9%。3、轉(zhuǎn)矩密度和功率密度大、質(zhì)量輕、體積小TOYOTAHEV164、具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和較寬范圍的調(diào)速性能為滿足起動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉(zhuǎn)矩，應(yīng)具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和較寬范圍的調(diào)速性能；應(yīng)具有自動調(diào)速功能，減輕操縱強度，提高舒適性，達(dá)到內(nèi)燃機汽車同樣的控制響應(yīng)；4、具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和較寬范圍的調(diào)速性能17電機及驅(qū)動系統(tǒng)課件18電動機的轉(zhuǎn)矩特性是小于基速時為恒轉(zhuǎn)矩，隨著車速（電動機轉(zhuǎn)速）的升高轉(zhuǎn)矩逐漸減少。發(fā)動機與電機的動力特性比較電動機的轉(zhuǎn)矩特性是小于基速時為恒轉(zhuǎn)矩，隨著車速（電動機轉(zhuǎn)速）19發(fā)動機1檔電機單擋發(fā)動機2檔發(fā)動機3檔發(fā)動機4檔車速ua驅(qū)動力

F

電機經(jīng)低速恒轉(zhuǎn)矩結(jié)合高速恒功率調(diào)速所示虛線基本擬合了發(fā)動機經(jīng)4檔變速的實線

4、具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和較寬范圍的調(diào)速性能發(fā)動機1檔電機單擋發(fā)動機2檔發(fā)動機3檔發(fā)動機4檔車速ua驅(qū)動205、較大的過載能力

電動汽車的驅(qū)動電機一般需要有4～5倍的過載，以滿足短時加速行駛與最大爬坡度的要求。而工業(yè)驅(qū)動電動機只要求有2倍的過載。問題：汽油機的過載能力是多少？柴油機呢？5、較大的過載能力問題：汽油機的過載能力是多少？柴油機呢？217、高效率（a）2000款Prius （b）2005款SUV2005款SUV采用的電動機的90%以上機械效率的運轉(zhuǎn)區(qū)域明顯大于2000款Prius6、較高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)性能滿足多部電動機協(xié)調(diào)運行。7、高效率（a）2000款Prius 22（c）電動機效率脈譜圖在高負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速條件工作時，電動機的效率不夠理想。因此，HEV的控制系統(tǒng)應(yīng)在滿足汽車動力性要求的前提下，盡量使電動機工作在高效率區(qū)域。（c）電動機效率脈譜圖在高負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速條件工2324EUDCdrivingcyclesFTPdrivingcyclesNEDCdrivingcyclesAveragedrivingforceindifferentdrivingcycles24EUDCdrivingcyclesFTPdrivi8、可兼作發(fā)電機使用

由于HEV結(jié)構(gòu)的不同，有的HEV既有電動機，又有發(fā)電機，如97年款的Prius。由于采用了混聯(lián)式結(jié)構(gòu)，電動機和發(fā)電機二者兼有，并且通過行星齒輪機構(gòu)耦合在一起。為減少汽車的自重和節(jié)省空間，絕大部分HEV的電動機均可兼作發(fā)電機使用，以回收汽車制動和減速時的能量。8、可兼作發(fā)電機使用259、電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全；10．能夠在惡劣條件下可靠工作。電動機應(yīng)具有高的可靠性、耐低溫和高溫性、耐潮濕性，并且運行時噪聲低，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作；11．結(jié)構(gòu)簡單，適于大批量生產(chǎn)，使用維修方便，價格便宜等；12、散熱性好

普通電動機一般用風(fēng)冷，而電動汽車驅(qū)動用永磁無刷直流電動機由于電磁負(fù)荷高，通風(fēng)散熱環(huán)境差，更多選用水冷或油冷。9、電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，26某公共汽車用牽引電動機外形某公共汽車用牽引電動機內(nèi)部冷卻管路內(nèi)部冷卻管路在定子繞組之中某公共汽車用牽引電動機外形某公共汽車用牽引電動機內(nèi)部冷卻管路27四、電動機的性能比較與類型選擇現(xiàn)代混合動力電動汽車采用最多的是交流感應(yīng)電動機和永磁同步電動機，直流電動機和開關(guān)磁阻電動機也有一定的競爭優(yōu)勢。項目交流感應(yīng)電機永磁同步電機直流電機開關(guān)磁阻電機功率密度一般好差一般力矩轉(zhuǎn)速性能好好一般好轉(zhuǎn)速范圍9000～150004000～100004000～6000>15000最大効率/%94-9595-9785-89小于90効率(10%負(fù)荷時)/%79-8590-9280-8778-86易操作性好好最好好可靠性好一般差好結(jié)構(gòu)的堅固性好一般差好尺寸及質(zhì)量一般，一般小，輕大，重小，輕成本低高較高較高控制器成本比3.52.514.5從能量轉(zhuǎn)換效率、力矩轉(zhuǎn)速性能和功率密度來看，交流感應(yīng)電機和永磁同步電機有一定優(yōu)勢，但永磁同步電機的成本較高。四、電動機的性能比較與類型選擇現(xiàn)代混合動力28五、電動機類型的選擇項目直流電動機異步電動機永磁電動機開關(guān)磁阻電動機過載能力效率壽命轉(zhuǎn)速范圍功率范圍可靠性轉(zhuǎn)矩/電流比結(jié)構(gòu)堅固性電動機外形尺寸電動機質(zhì)量電動機成本驅(qū)動控制成本轉(zhuǎn)矩/慣量比中中中較寬寬中中差大重高低中好較高好較寬寬好中較好中中中高中較好高好寬小較好高中小輕中高較高好中好較寬較寬好高好小輕低中高五、電動機類型的選擇項目直流電動機異步電動機永磁電動機開關(guān)磁29五、電動汽車用電動機參數(shù)選擇的依據(jù)電動機的參數(shù)選擇包括電動機額定功率、峰值功率、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速以及額定電壓等。電動機的功率:《電動汽車動力性能試驗方法》GB-T18385-2001規(guī)定，用車輛能夠持續(xù)行駛超過30分鐘的最高平均車速V30來衡量電動車輛的動力性，因此，用連續(xù)工作30min以上的功率表示電動機的功率電動機外特性的特點是:轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速時，以恒轉(zhuǎn)矩模式工作轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速時，以恒功率模式工作1．電動機的參數(shù)選擇原則五、電動汽車用電動機參數(shù)選擇的依據(jù)電動機的參數(shù)選擇30

他激直流電動機及兩速變速器汽車的牽引力-車速曲線PBmax-蓄電池最大輸出功率；PAN30-30min輸出功率；Fw-行駛阻力通常，電動機的短時最大輸出功率取決于控制元件的耐熱性能；連續(xù)工作性能按30min輸出確定。主要限制因素是電動機的最高溫度。電動機的短時工作功率是連續(xù)工作功率的1.5~3倍，甚至更高。他激直流電動機及兩速變速器汽車的牽引力-車速曲線通常，電312．電動機功率的確定方法滿足整車動力性要求；并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力汽車電動機的功率取決于汽車的行駛阻力和發(fā)動機的直接驅(qū)動力大?。淮?lián)式混合動力汽車中，電動機直接驅(qū)動車輪。電動機的峰值功率應(yīng)不小于車輛所需最大功率；電動機峰值功率的選擇能夠滿足車輛最大需求功率。不僅滿足車輛在良好水平道路上以最高車速勻速行駛，而且滿足加速性能和最大爬坡性能的要求。保證各部件質(zhì)量總和最小，以利于提高電動機效率和減輕尺寸，降低整車成本。2．電動機功率的確定方法滿足整車動力性要求；保證各部件質(zhì)量總32汽車爬坡時所需功率為：

（1）式中，m－整車重量，kg；g－重力加速度；－滾動阻力系數(shù)；－坡度角；－車速，km/h；－空氣阻力系數(shù)；A－迎風(fēng)面積，m2；－旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；dν/dt－行駛加速度，m/s2；－傳動系統(tǒng)機械效率。汽車在水平道路上以最高車速勻速行駛時所需的功率為:

（3）式中，－車輛的最高車速，km/h。對于HEV而言，汽車所需最大功率為最高車速勻速行駛所需功率和汽車爬最大坡度時所需功率中的最大值。電機的最大功率則為汽車所需最大功率減去發(fā)動機的功率。

（2）汽車爬坡時所需功率為：（133電動汽車車速v與電動機轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為：3．電動機額定轉(zhuǎn)速選擇低速電動機

轉(zhuǎn)速為3000~6000r/min，擴大恒功率區(qū)的額定轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)子電流大、電動機尺寸和重量較大；轉(zhuǎn)換器、控制器尺寸也較大，各種電器內(nèi)在損耗亦較大；相應(yīng)的減速器速比較小。且轉(zhuǎn)動慣量大、啟/停速度慢.高速電動機

轉(zhuǎn)速在10000r/min以上，擴大的恒功率區(qū)寬，尺寸和質(zhì)量較小，轉(zhuǎn)換器、控制器尺寸較小，各種電器內(nèi)在損耗小。而減速器的速比要大大增加，通常需要釆用行星齒輪傳動機構(gòu)。其使用受電磁材料性能、高速軸承承載能力的限制。此外，轉(zhuǎn)動慣量小，啟/停速度快。中速電動機

轉(zhuǎn)速為6000?10000r/min，各種參數(shù)介于低速電動機與高速電動機之間。電動汽車多采用中速電動機作為驅(qū)動電動機。電動汽車車速v與電動機轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系為：3．電動機額定轉(zhuǎn)速34當(dāng)電動機的輸出功率相同時：電壓高時，電流較低；相反，電壓低時，電流則較高。高電壓、小電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器元件可以細(xì)小一些，連接起來方便，但要求有更安全的防護(hù)措施，而且管理系統(tǒng)更復(fù)雜。低電壓、大電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器元件都比較大，連接要求也高，而且管理系統(tǒng)相對較簡單?？傮w要求：盡可能提高電壓等級。使電動機在滿足驅(qū)動要求的情況下，減小電流。4．電動機額定電壓選擇5．電動機額定轉(zhuǎn)矩當(dāng)電動機的輸出功率相同時：4．電動機額定電壓選擇5．電動機額35第二節(jié)直流電動機基本知識第二節(jié)直流電動機基本知識36電磁轉(zhuǎn)矩控制特性優(yōu)良，起動和制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動和停車；調(diào)速比較方便，調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)；控制裝置簡單（磁場和電樞可以分別控制），且價格低廉。效率較低、質(zhì)量大、體積大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、成本高；在高速工作時會產(chǎn)生火花，工作轉(zhuǎn)速低，電刷、換向器等接觸零件易磨損。直流電動機的特點雖直流電機應(yīng)用在逐年減少，但它包含了電力調(diào)速系統(tǒng)最基礎(chǔ)的理論直流電動機的特點雖直流電機應(yīng)用在逐年減少，但它包含了電力調(diào)速37一、直流電機的基本結(jié)構(gòu)定子(固定部分)：產(chǎn)生磁通和支撐電機；轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動勢。

第二節(jié)直流電機圖2-4直流電機的典型結(jié)構(gòu)圖b)直流電機橫剖面結(jié)構(gòu)圖a)直流電機縱剖面結(jié)構(gòu)圖電樞槽電樞鐵芯電樞繞組底腳換向繞組換向極主磁極勵磁繞組軸風(fēng)扇端蓋軸承機座(磁軛)勵磁繞組電刷極身機座(磁軛)電樞繞組極掌電樞齒主磁極電樞鐵芯換向器一、直流電機的基本結(jié)構(gòu)定子(固定部分)：產(chǎn)生磁通和支撐電機；38一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：主要由轉(zhuǎn)子、定子、端蓋和電刷架四部分組成。在兩個磁極（N極和S極）中間，裝有一個可以轉(zhuǎn)動的線圈，線圈的首末兩端分別連接兩片圓弧型的換向片（銅片），兩個換向片之間、換向片與轉(zhuǎn)軸（與線圈一起旋轉(zhuǎn)）之間均相互絕緣。為了把電樞繞組和外電路接通，在換向器上安置了兩個固定不動的電刷。工作原理：由電磁感應(yīng)理論可知，通電線圈在磁場中受到逆時針方向的力矩作用。直流電動機的示意圖一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：主要由轉(zhuǎn)子、定子、端蓋和39①定子定子由主磁極、換向極和機座三部分組成，其主要功用是用來產(chǎn)生磁通和進(jìn)行機械固定。主磁極：作用是產(chǎn)生主磁場。磁極可以是永磁也可以是勵磁式的。勵磁式磁極通常由厚0.5~1mm的低碳鋼片疊裝而成，在磁極鐵心上繞有勵磁繞組。整個磁極利用螺桿固定在磁軛上換向極：作用是改善換向，使電動機運行時電刷不產(chǎn)生有害的火花。如同主磁極一樣，換向極也是由鐵心和繞組兩部分組成并固定在磁軛上。機座:也稱機殼，用以固定主磁極、換向極和端蓋等，也為其磁通路。一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)①定子一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)40②轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由電樞鐵心、電樞繞組及換向器三部分組成。電樞鐵心:在旋轉(zhuǎn)時被交變磁化，為了減少損耗，鐵心一般由0.35~0.5mm的硅鋼片疊裝而成換向器:起整流作用，它由楔形銅片所組成。銅片與銅片之間以及銅片與壓圈之間均用云母絕緣。兩個換向片與電樞繞組的各個線圈分別相接。電樞繞組:由按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成，是直流電動機中復(fù)雜而重要的電路部分，也是通過電流和產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵性部件。一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)②轉(zhuǎn)子一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)41③端蓋端蓋上裝有軸承以支撐電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，端蓋固定在機座的兩端。④電刷架電刷架裝在端蓋上，電刷與換向器接觸。電機的定子和轉(zhuǎn)子之間留有氣隙，氣隙的大小以及定、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式對電機性能有重要作用。端蓋電刷架③端蓋端蓋電刷架42是定子磁極和轉(zhuǎn)子電樞間自然形成的縫隙。雖不為結(jié)構(gòu)部件，但為主磁路重要部分，是機電能量轉(zhuǎn)換媒介。氣隙大小直接影響電機性能，越小磁損耗越小，效率越高，但受機械加工精度和同軸度限制。隨電機容量(體積)和最高允許轉(zhuǎn)速增加而增大。

第二節(jié)直流電機氣隙是定子磁極和轉(zhuǎn)子電樞間自然形成的縫隙。雖不為結(jié)構(gòu)部件，但為43

二、直流電動機的基本原理可同時兼作電動機或發(fā)電機用，原理分別以電磁力或電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)。電機外圈主磁極固定南S、北N極永磁鐵，之間安裝空芯筒狀電樞鐵芯；鐵芯與磁極間為氣隙；鐵芯空筒內(nèi)安放電樞繞組；繞組兩端接在換向器的半圓形銅片上；再由兩個電刷A、B連接外電路；電機運轉(zhuǎn)時電樞鐵芯、電樞繞組及換向器旋轉(zhuǎn)，而主磁極和電刷在空間固定不動。

第二節(jié)直流電機直流電機的物理模型a)直流電動機工作原理示意圖

b)直流發(fā)電機工作原理示意圖二、直流電動機的基本原理可同時兼作電動機或發(fā)電機用，原理44二、直流電動機的工作原理

第二節(jié)直流電機圖2-3a直流電動機工作原理示意圖①把直流電能轉(zhuǎn)換為機械能輸出做功電流正極從電刷A流入線圈，方向為a→b、c→d，再經(jīng)電刷B返回電源負(fù)極。如導(dǎo)體所處磁通密度為B，導(dǎo)體有效長度為l，電流為i，按電磁力定律此時導(dǎo)體所受電磁力F

=B

l

i。其方向由左手定則判定，即導(dǎo)體ab和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩均使電機轉(zhuǎn)子按逆時針轉(zhuǎn)動。導(dǎo)體內(nèi)電流方向改變，但受力轉(zhuǎn)矩方向不變，使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180o導(dǎo)體ab段與cd段對換，使cd段在N極下，ab段在S極上。電流經(jīng)電刷A由d端流入線圈內(nèi)，方向為d→c、b→a，仍如圖箭頭所示。根據(jù)左手定則判定導(dǎo)體ab和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍為逆時針方向。二、直流電動機的工作原理第二節(jié)直流電機圖2-3a直流45二、直流發(fā)電機的工作原理

第二節(jié)直流電機②將電機軸上機械能轉(zhuǎn)換為直流電能原動機拖動轉(zhuǎn)子電樞按逆時針旋轉(zhuǎn)，

如圖導(dǎo)體ab段在N極下，cd段在S極上。如導(dǎo)體所處磁通密度為B，長度為l，其線速度為v，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體感應(yīng)電動勢瞬時值e

=B

l

v。

電動勢方向按右手定則如圖箭頭所示：

N極下ab段為b→a、S極上cd段為d→c。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時繞組感應(yīng)的交變電動勢經(jīng)換向器與電刷變成直流電動勢。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180o導(dǎo)體ab段與cd段對換，使cd段在N極下，ab段在S極上，電動勢方向仍如圖箭頭所示：cd段為c→d、ab段為a→b。因電刷不隨換向片轉(zhuǎn)動使線圈abcd電動勢方向仍是:電刷極性方向A為正、B為負(fù)。圖2-3b直流發(fā)電機工作原理示意圖線圈abcd電動勢為ab(或cd)的2倍，并使電刷極性方向A為正、B為負(fù)。二、直流發(fā)電機的工作原理第二節(jié)直流電機②將電機軸上機械46實際電機的電樞不只是一個線圈，而由多個按一定規(guī)律連接的線圈組成，主磁極對數(shù)也成倍增加，提高了電機的功率密度，同時也降低了輸出轉(zhuǎn)矩(電動機)或電動勢(發(fā)電機)的脈動程度。對于同一臺直流電機，只要改變外界條件，既可用作電動機，也能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機運行。

第二節(jié)直流電機特別說明實際電機的電樞不只是一個線圈，而由多個按一定規(guī)律連接的對于同47二、直流電動機的工作原理電動機狀態(tài)和發(fā)電機狀態(tài)的區(qū)別1.發(fā)電機狀態(tài)運行時的特征（1）電樞電流Ia與電樞電動勢Ea（方向由電樞兩端正負(fù)號表示）的方向相同；（2）電磁轉(zhuǎn)矩T與發(fā)電機的轉(zhuǎn)向相反。2.電動機狀態(tài)運行時的特征（1）電樞電動勢Ea的方向與電樞電流Ia的方向相反，即與系統(tǒng)電流電壓U的方向相反；（2）電磁轉(zhuǎn)矩Tj的方向與電樞的旋轉(zhuǎn)方向相同。由發(fā)電機逆變?yōu)殡妱訖C的過程：減小負(fù)載功率，使轉(zhuǎn)速n降低，發(fā)電機的電勢Ea減小，因U不變，故Ia減小；當(dāng)Ea=U時，Ia=0；當(dāng)Ea＜U時，電流將由系統(tǒng)電源流入電樞，即Ia反向，電磁轉(zhuǎn)矩亦反向；完成由發(fā)電機逆變?yōu)殡妱訖C的過程。由電動機逆變?yōu)榘l(fā)電機的過程：略a)發(fā)電機狀態(tài)b)電動機狀態(tài)二、直流電動機的工作原理a)發(fā)電機狀態(tài)b)電動機狀態(tài)48三、直流電機的勵磁方式根據(jù)勵磁方式不同，直流電機可分為他勵和自勵兩類。他勵直流電動機的勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開。能夠?qū)崿F(xiàn)對勵磁電流If和電樞電流Ia的分別控制，從而實現(xiàn)對他勵直流電動機的控制。具有線性特性和穩(wěn)定輸出特性，能夠?qū)崿F(xiàn)在減速和制動時的再生制動，回收部分能量。自勵直流電動機的勵磁電流由自身供給，根據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的連接關(guān)系，又可以分為并勵、串勵和復(fù)勵三種。+U-

+Uf

-

MIfRcEaIa他勵三、直流電機的勵磁方式根據(jù)勵磁方式不同，直流電機可分為他勵49并勵直流電機:勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的端電壓相同為U。在外加電壓一定的情況下，勵磁電流產(chǎn)生的磁通將保持恒定不變。特點：起動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬。串勵直流電機：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，串勵直流電動機的勵磁電流和電樞電流相等，能獲得每單位電流的最高轉(zhuǎn)矩。這種勵磁方式采用的較少。特點：起動轉(zhuǎn)矩大、有較好的起動特性以及較寬的恒功率調(diào)速范圍，且轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加呈顯著下降的特性。特別適用于起重設(shè)備。+U-

IfMIa并勵+U-

IfMIa串勵并勵直流電機:勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的50復(fù)勵直流電機：主磁極上裝有兩個勵磁繞組，一個與電樞繞組并聯(lián)，稱為并勵繞組，另一個與電樞繞組串聯(lián)，稱為串勵繞組。這兩個勵磁繞組若產(chǎn)生的磁動勢方向相同稱為積復(fù)勵，否則稱為差復(fù)勵。積復(fù)勵電動機的電磁轉(zhuǎn)矩變化速度較快，負(fù)載變化時能夠有效克服電樞電流的沖擊，比并勵式電動機的性能優(yōu)越，主要用于負(fù)載力矩有突然變化的場合。差復(fù)勵電動機具有負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速幾乎不變的特性，常用于要求轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的機械設(shè)備中。特別說明：雖然勵磁繞組所消耗的功率僅占直流電機額定功率的1％~3％，但勵磁方式對直流電機的性能產(chǎn)生很大影響。+U-

If1MIf2Ia復(fù)勵復(fù)勵直流電機：主磁極上裝有兩個勵磁繞組，一個與電樞繞組并聯(lián)，51直流電機勵磁繞組所耗功率雖只占整個電機功率的1～3%，但其性能隨勵磁方式不同產(chǎn)生很大差別，電動機的機械特性也大不相同，如圖所示：

第二節(jié)直流電機他勵機械特性圖2-6直流電機采用不同勵磁方式的機械特性比較nn00T并勵機械特性串勵機械特性復(fù)勵機械特性直流電機勵磁繞組所耗功率雖只占整個電機功率的1～3%，但其521、直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩1）電樞電動勢Ea(V)。無論運行于發(fā)電或電動狀態(tài)，Ia—電樞電流(A)；CT—轉(zhuǎn)矩常數(shù)。

P—電機極對數(shù)；N—電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)；a—電樞繞組的支路對數(shù)；Ф—電機每極磁通(Wb)；n—電機轉(zhuǎn)速(r/min)；Ce—電動勢常數(shù)。2）電磁轉(zhuǎn)矩T(N·m)。當(dāng)電樞繞組流過電流時，

第二節(jié)直流電機只要電樞旋轉(zhuǎn)由繞組切割氣隙磁通，就會產(chǎn)生載流導(dǎo)體在磁場中受力所形成的總轉(zhuǎn)矩綜上表明：Ea正比于Ф和n；T正比于Ф和Ia。

Ce和CT均決定于電機設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)，兩者間關(guān)系：1、直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩1）電樞電動勢Ea(V)。532、他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式電樞回路電壓平衡方程式U=Ea+(Ra+Rc)Ia。將電樞電動勢Ea=CeФn及電磁轉(zhuǎn)矩T=CTФIa代入，整理后可得他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式：Ra—電樞繞組內(nèi)電阻；Rc—電樞外串聯(lián)電阻；n0—理想空載轉(zhuǎn)速，n0=U／CeФ；β—機械特性斜率，β=(Ra+Rc)／CeCTΦ2。

第二節(jié)直流電機圖2-5a）他勵+U-

+Uf

-

MIfRcEaIa2、他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式電樞回路電壓平衡方程式U54當(dāng)電樞外串聯(lián)電阻Rc較大時，機械特性曲線為斜率較大并穿越3個象限的直線。

2）實際空載轉(zhuǎn)速n0′。電機在實際空載狀態(tài)運行時，還須克服軸承摩擦等所引起的空載轉(zhuǎn)矩T0，此時雖輸出軸轉(zhuǎn)矩T2=0，但空載轉(zhuǎn)矩T0使轉(zhuǎn)速下降，所以實際空載轉(zhuǎn)速n0′=n0-βT0＜n0。

第二節(jié)直流電機圖2-7他勵直流電機的機械特性曲線0

TⅠⅡⅣn

n0AT0n0·1）理想空載轉(zhuǎn)速n0。T=0→Ia=0→電樞壓降(Ra+Rc)Ia=0→電樞電動勢Ea=U，此時電機轉(zhuǎn)速n0=U/CeФ。當(dāng)電樞外串聯(lián)電阻Rc較大時，機械特性曲線為斜率較大并穿越3553）堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩Tk。此時n=0→Ea=0→外電壓U與電樞壓降Ia(Ra+Rc)平衡→電樞電流Ia=U/(Ra+Rc)=Ik堵轉(zhuǎn)電流→決定于外電壓U及電樞回路總電阻(Ra+Rc)壓降→Ik對應(yīng)為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tk=CTΦIk。4）轉(zhuǎn)速降Δn。電磁轉(zhuǎn)矩T在0與Tk間，轉(zhuǎn)速n＞0，T為拖動轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩:0→T，轉(zhuǎn)速:n0→n=n0-βT，轉(zhuǎn)速降Δn=βT。機械特性斜率β=(Ra+Rc)/CeCTΦ2表示機械調(diào)速特性的軟硬度，β大特性軟，β小特性硬。β與Ra+Rc成正比，與氣隙磁通Φ的二次方成反比。

第二節(jié)直流電機圖2-7他勵直流電機的機械特性曲線0

TⅠⅡⅣnΔnn

n0ATT0n0·TkB注意:通常外串電阻Rc較小或不接，當(dāng)電機堵轉(zhuǎn)時Ik將很大，極易損壞電動汽車的蓄電池，須有相應(yīng)保護(hù)措施。3）堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩Tk。此時n=0→Ea=0→外電壓U與電樞壓降56

第二節(jié)直流電機3、他勵直流電機的調(diào)速，可得如下三種調(diào)速法：

由①降壓調(diào)速:改變電源電壓U獲得恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；②弱磁調(diào)速:改變勵磁電流If以改變磁通量Ф獲得恒功率調(diào)速；③串電阻調(diào)速:通過逐級改變電樞回路所串電阻Rc調(diào)速，用以減小起動電流，但調(diào)速使機械特性變軟，增加功耗，目前很少采用。前兩種調(diào)速法目前用得較多。第二節(jié)直流電機3、他勵直流電機的調(diào)速，可得如下三種調(diào)57

第二節(jié)直流電機(1)降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速保持他勵直流電機磁通為額定值，電樞回路不串電阻，將電壓分別降為U1、U2、U3等不同值時，可獲與固有機械特性平行的人為機械特性。圖示為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，額定電壓Ue時，其工作點為e，電動機為額定轉(zhuǎn)速ne；電壓降為U1時工作點為A，轉(zhuǎn)速為nA；

電壓為U2時工作點為B，轉(zhuǎn)速為nB等。轉(zhuǎn)速隨電壓降低而降低，即從基速(額定轉(zhuǎn)速ne)向下調(diào)速，且電壓不同時機械特性斜率均保持為較硬的固有特性。通常在電壓Ue以下，采用連續(xù)降低電壓獲得圖示從基速到零速的恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級調(diào)速控制。n圖2-8降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速0TUe>U1>U2>U3TL=TeeUen0neU1An01nAU2Bn02nBU3Cn03nC電樞繞組控制PT0

基速ne

n圖2-10低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性功率特性PeTe轉(zhuǎn)矩特性第二節(jié)直流電機(1)降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速保持他勵58

第二節(jié)直流電機(2)減弱磁通的恒功率調(diào)速機械特性斜率β與氣隙磁通Φ的平方成反比，為使機械特性盡可能硬，要求磁通Φ高。但電機額定運行時已使Φ為近飽和，所以常減弱Φ調(diào)速。即保持電壓Ue，電樞回路不串電阻，減小勵磁電流If來減弱Φ，則機械特性方程式：n0隨Φ減弱成反比增加，而Δn隨Φ平方成反比增加，設(shè)近飽和額定磁通Φe比例為1，減弱后再平方的比例就更小于1，所n0比Δn增得快，即減弱磁通Φ后轉(zhuǎn)速n從基速(額定轉(zhuǎn)速ne)將向上升速調(diào)節(jié)。第二節(jié)直流電機(2)減弱磁通的恒功率調(diào)速機械特性斜59

第二節(jié)直流電機設(shè)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL運行于固有特性e點，轉(zhuǎn)速為ne。n0

T圖2-9弱磁調(diào)速的機械特性Φe→Φ1時n不能瞬時突變，而Ea=CeФne因Ф下降而減小，使Ia=(U-Ea)／Ra增大。因Ra較小，Ea稍減少就使Ia增很多，即使Ф減小幅度小于Ia所增幅度，所以轉(zhuǎn)矩T＝CTФIa仍增大為T‵，工作點e過渡到Ф1的人為特性C點。T‵＞TL→n上升→Ea增大→Ia和T均下降，T=TL時建立新平衡，轉(zhuǎn)速升至nA運行于A點。

CTˊTL=TeBФ2n02Ф1An01nAen0neФe第二節(jié)直流電機設(shè)拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL運行于固有特性e點，60

第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速中電壓U=Ue，若保持Ia=Ie不變，代入T=CTФIa得T=CTФIe，再代入，得可得：

常數(shù)1為C1=(Ue-IeRa)／Ce；常數(shù)2為C2=

C1CTIe。代入電機輸出功率公式有：說明弱磁調(diào)速為恒功率，與轉(zhuǎn)速無關(guān)；輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速中電壓U=Ue，若保持Ia=I61

第二節(jié)直流電機因勵磁電流較小，所弱磁調(diào)速控制方便、功耗小，若連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁電源電壓，可獲圖示從基速到高速的無級恒功率調(diào)速控制。電樞繞組控制

PT0

基速ne

n圖2-10低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性功率特性PeTe轉(zhuǎn)矩特性勵磁繞組控制注意:勵磁電流If在運行中絕對不能為0，否則Ф→0，n→∞，即將產(chǎn)生飛車，因此必須采取相應(yīng)的互鎖保護(hù)措施。為滿足電動汽車驅(qū)動電機有較寬調(diào)速范圍，常采用降低電樞電壓結(jié)合減弱磁通兩種方法，獲得低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性。他勵直流電機弱磁升速能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，受電機換向條件和機械強度的限制，一般只能升到額定轉(zhuǎn)速ne的1～2倍，特制調(diào)速電機才可能升到ne的3～4倍。第二節(jié)直流電機因勵磁電流較小，所弱磁調(diào)速控制方便、功62直流電動機的制動直流電動機的制動主要有能耗制動、反接制動和發(fā)電反饋制動等三種。①能耗制動：在停機時將電樞繞組接線端從電源上斷開后立即與一個制動電阻短接，由于慣性，短接后電動機仍保持原方向旋轉(zhuǎn)，電樞繞組中的感應(yīng)電動勢仍存在并保持原方向，但因為沒有外加電壓，電樞繞組中的電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向改變了，即電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，起到了制動作用。反接制動：在停機時將電樞繞組接線端從電源上斷開后立即與一個相反極性的電源相接，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩立即變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，使電動機迅速減速至停轉(zhuǎn)。發(fā)電反饋制動：在電動機轉(zhuǎn)速超過理想空載轉(zhuǎn)速時，電樞繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢將高于外加電壓，使電機變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)運行，電樞電流改變方向，電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，限制電機轉(zhuǎn)速過分升高。直流電動機的制動63六、無刷直流電動機BLDCM（BrushlessDCMotor）

BLDCM是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型直流電動機。

它以電子換向裝置代替了直流電動機的電刷和換向器，其特性與普通直流電動機相類似，但是在性能上保持了普通直流電動機的優(yōu)點而克服了其缺點。

特點：啟動迅速、調(diào)速范圍寬、壽命長、維護(hù)方便、可靠性高，噪音較低、無換向火花和無線電干擾等特點。無刷直流電動機轉(zhuǎn)子上既無銅耗又無鐵耗，其效率比同容量異步電動機提高5%-12%。六、無刷直流電動機BLDCM（BrushlessDCMo64電子換向電路產(chǎn)生方波驅(qū)動電流或正弦波驅(qū)動電流。在有效材料利用率相同的條件下，方波電動機的平均轉(zhuǎn)矩比正弦波電動機的大，控制器和轉(zhuǎn)子位置傳感器成本也較低；但正弦波電機的脈動轉(zhuǎn)矩較小。方波電流驅(qū)動的無刷直流電動機在電動汽車中的應(yīng)用比較普遍?；窘Y(jié)構(gòu)：由電動機本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向電路三部分組成。無刷直流電動機的組成轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測出轉(zhuǎn)子位置信號送入控制電路，控制電路將轉(zhuǎn)子位置信號經(jīng)過邏輯變換后產(chǎn)生脈寬調(diào)制PWM信號，經(jīng)過驅(qū)動電路放大送到逆變器各功率管，控制電動機各相繞組按一定次序通電，電動機產(chǎn)生間斷式旋轉(zhuǎn)磁場。電子換向電路產(chǎn)生方波驅(qū)動電流或正弦波驅(qū)動電流?；窘Y(jié)構(gòu)：由65第三節(jié)三相異步感應(yīng)電動機

（交流電機）的基本知識第三節(jié)三相異步感應(yīng)電動機66一、三相異步電動機的特點交流電機可分為同步電機和異步電機兩大類。同步電機：電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1相等，即轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場在空間同步旋轉(zhuǎn)；異步電機：n不等于n1，即轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)時不同步。異步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格便宜、運行可靠、維護(hù)方便、效率較高等優(yōu)點。因此得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計，90％左右的電動機均為異步電動機，在電網(wǎng)總負(fù)荷中，異步電動機用電量占60％以上。一、三相異步電動機的特點交流電機可分為同步電機和異步電機兩大67三、三相異步感應(yīng)電動機基本結(jié)構(gòu)組成：主要由定子、轉(zhuǎn)子（層疊、壓緊的硅鋼片）、底座、支架、外殼、后保護(hù)罩和冷卻風(fēng)扇等。在轉(zhuǎn)子和定子之間有一個非常小的空氣氣隙。根據(jù)電動機容量的不同，氣隙一般在0.4～4mm的范圍內(nèi)。氣隙過小，使電機裝配困難，高次諧波磁場增強，附加損耗增加，啟動性能變差以及運行不可靠。氣隙過大，則電動機運行時的功率因數(shù)下降。三相異步電動機轉(zhuǎn)子與定子之間沒有任何電氣上的聯(lián)系，能量的傳遞全部依靠電磁感應(yīng)，因此稱為感應(yīng)式電動機。三、三相異步感應(yīng)電動機基本結(jié)構(gòu)組成：主要由定子、轉(zhuǎn)子（層疊68交流電機與直流電機均根據(jù)電磁力和電磁感應(yīng)定律工作，區(qū)別主要是相對導(dǎo)體作用的磁場不同：前者為旋轉(zhuǎn)磁場，而后者為靜止磁場。1、旋轉(zhuǎn)磁場對導(dǎo)體的作用旋轉(zhuǎn)磁場對導(dǎo)體的作用SNFen0in因線圈閉合而產(chǎn)生感應(yīng)電流i，方向如圖箭頭所示。帶電導(dǎo)體在磁場中受到的電磁力F=Bli，方向按左手定則為圖箭頭所示。U形磁鐵以轉(zhuǎn)速n0逆時針旋轉(zhuǎn)，在磁感應(yīng)強度B

的磁場內(nèi)，有效長度l的線圈導(dǎo)體將以速度v切割磁力線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e=Blv，方向按右手定則為圖箭頭所示。線圈在旋轉(zhuǎn)磁場電磁力F作用下，將按轉(zhuǎn)速n逆時針旋轉(zhuǎn)，且n＜n0。四、三相異步電動機（交流電機）的工作原理交流電機與直流電機均根據(jù)電磁力和電磁感應(yīng)定律工作，區(qū)別主要692、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生交流電機定子的三相繞組在空間互為120o，每相繞組分別通入如圖相位互差120o的對稱正弦波交流電。假設(shè)如下圖每相僅為一個線圈，?—電流流入、⊙—電流流出。線圈AX、BY、CZ分別通入相位互差120o正弦電流iA、iB、iC，分析相位角ωt分別為0o、60o、120o、180o時，所產(chǎn)生合成磁場的變化過程。

第三節(jié)交流電機圖2-18三相對稱的交流電波形

iB=Imsin(ωt-120°)iA=Imsinωt

iC=Imsin(ωt+120°)Im0o60o120o

180oωt不同時刻三相合成的旋轉(zhuǎn)磁場位置0°n0NSABCXYZBZBYNSn0ABCXYZBYBX60°

n0NSABCXYZBZBX120°n0SNABCXYZBZBY180°a)ωt=0°b)ωt=60°c)ωt=120°d)ωt=180°2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生交流電機定子的三相繞組在空間互為120o70ωt=0o時：AX線圈iA=0，無磁場；BY線圈iB從Y端流入，B端流出，磁場方向按右手螺旋法則為圖a的BY向，CZ線圈iC從C端流入，Z端流出，磁場為圖a的BZ向，合成磁場為圖a中NS極。同理ωt=60o、120o、180o時合成磁場分別為圖b～d所示的NS極位置。

第三節(jié)交流電機圖2-18三相對稱的交流電波形

iB=Imsin(ωt-120°)iA=Imsinωt

iC=Imsin(ωt+120°)Im0o60o120o

180oωt由此比較每個瞬間的合成磁場分別以順時針方向在旋轉(zhuǎn)NS極，即在定子繞組中通入三相交流電源時產(chǎn)生順時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場。圖2-19不同時刻三相合成的旋轉(zhuǎn)磁場位置0°n0NSABCXYZBZBYNSn0ABCXYZBYBX60°

n0NSABCXYZBZBX120°n0SNABCXYZBZBY180°a)ωt=0°b)ωt=60°c)ωt=120°d)ωt=180°ωt=0o時：AX線圈iA=0，無磁場；同理ωt=60o71旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵芯中產(chǎn)生的磁通被轉(zhuǎn)子繞組切割而感應(yīng)出電動勢，其內(nèi)流動的感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)電磁場力F作用下，將按轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。

第三節(jié)交流電機若在電機轉(zhuǎn)子繞組中另外通入直流勵磁電流，使轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定極性的磁場，則定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁極與轉(zhuǎn)子的異性磁極產(chǎn)生磁拉力會牽引轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同速旋轉(zhuǎn)，這即為同步電機的簡單工作原理。如改變?nèi)嘟涣麟娤嘈?，則產(chǎn)生逆時針旋轉(zhuǎn)的合成磁場。其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速，f—電流頻率(Hz)；P—電機極對數(shù)。因轉(zhuǎn)子導(dǎo)體須與旋轉(zhuǎn)磁場間有相對運動才能感應(yīng)出電流而形成電磁轉(zhuǎn)矩，所n總小于n0，由此該類電機被稱為異步電機。電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電流經(jīng)切割旋轉(zhuǎn)磁場而感應(yīng)，所也稱感應(yīng)電機。旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵芯中產(chǎn)生的磁通被轉(zhuǎn)子繞組切割而感應(yīng)出電動勢72

3、轉(zhuǎn)差率為使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)速n須與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速n0存在差速Δn=n0-n，Δn與n0之比即稱為異步電機的轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0。轉(zhuǎn)差率s是異步電機的重要運行參數(shù)，與負(fù)載及運行狀態(tài)密切相關(guān)。s越小n越接近n0，效率也較高。通常額定負(fù)載時異步電機s≈1～6%。1）電動機運行狀態(tài)。即為0＜n＜n0或0＜s＜1時，電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動負(fù)載與磁場同向旋轉(zhuǎn)，從電源吸收電功率，向軸輸出機械功率。

第三節(jié)交流電機4、轉(zhuǎn)差率與異步電機運行狀態(tài)之間的關(guān)系nn＞n0

n0

0

n＜0圖2-20轉(zhuǎn)差率與異步電機的三種運行狀態(tài)發(fā)電機電動機反接制動s＜0

s=0

s=1

s＞1

s3、轉(zhuǎn)差率為使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)速n須與旋轉(zhuǎn)磁場同732）發(fā)電機運行狀態(tài)。當(dāng)電機軸由原動機或如慣性、重力等其他轉(zhuǎn)矩拖動，使n＞n0，s＜0時，旋轉(zhuǎn)磁場將反向切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，使感應(yīng)的電動勢改向，轉(zhuǎn)子電流及電磁轉(zhuǎn)矩也變向，即電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿有?，電機從外部獲得機械功率，經(jīng)磁動勢平衡使定子電流隨之改向，變?yōu)檩敵鲭姽β?。對電動汽車在降速制動過程中n不可能升高，但按公式n0=60f／p，即可降低電源頻率

f來減小n0以實現(xiàn)發(fā)電回饋。而下坡時可能因加速行駛會n＞n0，但為確保安全應(yīng)結(jié)合降低

f

來發(fā)電回饋。3）反接制動狀態(tài)。如吊車起吊時貨物過重，電動機不能將貨物吊起，反而因貨物過重下沉使電動機反轉(zhuǎn)，即n＜0使s＞1，電磁轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩。此時電動機即從電網(wǎng)吸收電功率，又從軸上吸收機械功率，使

兩部分功率變?yōu)殡妱訖C內(nèi)部損耗，異步電動機運行于反接制動狀態(tài)。

第三節(jié)交流電機nn＞n0

n0

0

n＜0圖2-20轉(zhuǎn)差率與異步電機的三種運行狀態(tài)發(fā)電機電動機反接制動s＜0

s=0

s=1

s＞1

s2）發(fā)電機運行狀態(tài)。當(dāng)電機軸由原動機或如慣性、重力等其他轉(zhuǎn)矩74

額定功率Pe：在額定工況下運行時，軸上輸出的機械功率，單位為kW。額定電壓Ue：在額定工況下運行時，加在定子繞組上的線電壓。變動范圍一般不應(yīng)超過額定電壓的±5%。電壓過高，電動機容易燒毀；電壓過低，電動機難以啟動，即使啟動后電動機也可能帶不動負(fù)載，容易燒壞。額定電流Ie：在額定電源電壓下，輸出額定功率時，定子繞組的線電流。若超過額定電流過載運行，三相電動機就會過熱乃至燒毀。額定頻率fe：表示電動機所接入的交流電源的頻率。五、三相異步電動機的主要性能指標(biāo)額定功率Pe：在額定工況下運行時，軸上輸出的機械75

絕緣等級：指三相電動機所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相電動機允許的最高工作溫度，分A、E、B、F、H級。

絕緣的溫度等級

A級E級

B級

F級

H級

最高允許溫度（℃）105120

130

155

180

繞組溫升限值（K）60

75

80

100

125

性能參考溫度（℃）80

95

100

120

145允許溫升是指電動機的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。

型號：國產(chǎn)中小型三相電動機型號的系列為Y系列，是按國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計生產(chǎn)的三相異步電動機，以電機中心高度為依據(jù)編制型號譜，例如Y-200L2-6的意義:中心高度200mm、長機座（M-中機座、S-短機座）、2號鐵心和6個磁極的異步電動機額定轉(zhuǎn)速ne：在額定電壓額定頻率和額定輸出功率的情況下，電動機的轉(zhuǎn)速。它取決于交流電源的頻率、電機的磁極對數(shù)和轉(zhuǎn)差率。三相異步電動機的磁場轉(zhuǎn)速n1與頻率f、電機磁極對數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系為：n1＝60f(1-s)/p五、三相異步電動機的主要性能指標(biāo)絕緣等級：指三相電動機所采用的絕緣材料的耐熱能力，76特別說明：

電動機的額定功率相同時，額定轉(zhuǎn)速越高，體積越小，效率越高，功率因數(shù)也較高，所以應(yīng)盡量選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動機。然而，對于要求轉(zhuǎn)速較低的驅(qū)動系統(tǒng)而言，選用高轉(zhuǎn)速電動機時，需要增加一套傳動比高、體積大的減速傳動裝置。因此，在選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速時，應(yīng)綜合考慮電動機和傳動系統(tǒng)兩方面的因素來確定。三相異步電動機的額定功率Pe與其它額定數(shù)據(jù)之間的關(guān)系：

Pe＝IeUeηecosφe

式中：cosφe——額定功率因數(shù)；ηe——額定效率五、三相異步電動機的主要性能指標(biāo)特別說明：IeUeηecosφe式中：cosφe——77六、三相異步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性

電磁轉(zhuǎn)矩及其影響因素

電磁轉(zhuǎn)矩是由電動機旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流相互作用而產(chǎn)生的。轉(zhuǎn)矩與定子每相電壓U1和轉(zhuǎn)子的電阻R2、電源的頻率f等有關(guān)。電動機特性曲線：在一定的電源電壓U1、電源頻率f和轉(zhuǎn)子電阻R2條件下，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。Tst、Tmax、Te、ne和n0分別表示電機啟動時的電磁轉(zhuǎn)矩、最大電磁轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)速。六、三相異步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性電磁轉(zhuǎn)矩及其影響因78相電壓U1、轉(zhuǎn)子的電阻R2和電源的頻率f對轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線的影響如圖所示。電源電壓U1降低時，起動轉(zhuǎn)矩減小五、三相異步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻R2適當(dāng)增大時，起動轉(zhuǎn)矩會增大當(dāng)電源頻率變化時，起動轉(zhuǎn)矩有一個最大值相電壓U1、轉(zhuǎn)子的電阻R2和電源的頻率f對轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲79

堵轉(zhuǎn)：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大轉(zhuǎn)矩時，電動機將發(fā)生“堵轉(zhuǎn)”(或悶轉(zhuǎn))現(xiàn)象，“堵轉(zhuǎn)”時電動機的電流會升高6~7倍，電動機嚴(yán)重過熱，甚至燒壞。

過載系數(shù)：電動機的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為過載系數(shù)。通常，三相異步感應(yīng)電動機的起動電流與額定電流的比值大約為5~7倍，但由于起動時間很短（約3s），且起動后轉(zhuǎn)速迅速升高，電流比很快地降低，從發(fā)熱的角度考慮不會有太大問題。

啟動時，

如果起動轉(zhuǎn)矩過小，就不能在滿載下起動；如果起動轉(zhuǎn)矩過大，就會對傳動系統(tǒng)的齒輪造成沖擊。因此，可以采用在空載條件下起動，避免發(fā)生以上情況。堵轉(zhuǎn)：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大轉(zhuǎn)矩時，電動機將發(fā)生“堵轉(zhuǎn)”(80電動機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的控制根據(jù)電動機的特性參數(shù)及運轉(zhuǎn)要求，對電壓、電流、頻率進(jìn)行控制達(dá)到負(fù)載的要求?？刂品椒ú煌刂菩Ч灰粯?。

控制方法：變壓變頻控制法、轉(zhuǎn)差頻率控制法、矢量控制法和直接轉(zhuǎn)矩控制法等對電動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。

矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制，一般都能實現(xiàn)小于基速的恒轉(zhuǎn)矩和大于基速的恒功率機械特性，速比一般都能夠達(dá)到3。

變壓變頻控制:具有氣隙磁通偏移和延時響應(yīng)等缺點，在高性能電動汽車的驅(qū)動電機中較少使用這種方法。20世紀(jì)90年代以后感應(yīng)電動機采用的控制方法主要為轉(zhuǎn)差頻率控制和矢量控制。電動機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的控制81調(diào)速方法從調(diào)速的本質(zhì)分析，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩大類。不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速；改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有改變定子極對數(shù)的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速等。從調(diào)速時的能耗分析，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種。高效調(diào)速指轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動機、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級調(diào)速等）；有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法（能量損耗在轉(zhuǎn)子回路中）；電磁離合器調(diào)速方法（能量損耗在離合器線圈中）；液力偶合器調(diào)速（能量損耗在液力偶合器的液壓油中）。轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。異步電動機的磁場轉(zhuǎn)速n1、頻率f、電機磁對數(shù)p和轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系為：n1＝60f(1-s)/p調(diào)速方法從調(diào)速的本質(zhì)分析，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動機82基本思想：矢量控制理論最初是西門子的一位博士研究出來的異步電機控制理論，目的在于實現(xiàn)繞組電流的勵磁分量與出力分量的解耦，像他勵直流電機那樣，一個只管勵磁，一個在勵磁一定的前提下只管力矩，做到所謂的類直流調(diào)速效果?；驹恚耗７轮绷麟妱訖C的控制原理，根據(jù)異步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，利用一系列坐標(biāo)變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量，在轉(zhuǎn)子磁場定向后實現(xiàn)磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦，從而達(dá)到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的，使異步電機得到接近他勵直流電機的控制性能；方法：將定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量

（勵磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，故稱這種控制方式為矢量控制方式；分類：基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、有速度傳感器矢量控制和無速度傳感器矢量控制三大類。對于無速度傳感器控制方式，首先必須解決電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈位置角的在線辨識問題。常用的方法有基于檢測定子電流信號的辨識方法、同時使用電流檢測信號和電壓檢測信號的辨識方法、根據(jù)電流檢測信號和逆變器的開關(guān)控制信號重構(gòu)電壓信號方法等。

矢量控制（VectorControl）基本思想：矢量控制理論最初是西門子的一位博士研究出來的異步電83

第三節(jié)交流電機經(jīng)頻率變換裝置供給電機定子電流的基波幅值、瞬時相位角。如圖通過坐標(biāo)變換，圖2-27矢量控制系統(tǒng)框圖坐標(biāo)變換

÷積分位置檢測器PSθm

+

θ

按磁通運算電路公式，

由求得磁通幅值Ф2，將ωs積分得滑差角θs，再與轉(zhuǎn)子位置檢測器所測轉(zhuǎn)角θm相加得轉(zhuǎn)子

磁通瞬時相位角θ。將θ*與θ相加得控制繞組的電流瞬時相位角。磁通運算第三節(jié)交流電機經(jīng)頻率變換裝置供給電機定子電流的基波幅84

進(jìn)入系統(tǒng)的是穩(wěn)定的三相正弦電壓（3φ）。三相正弦電通過六個二極管進(jìn)入高速IGBT晶體管逆變電路，最后進(jìn)入感應(yīng)電機IM。

為了對電機進(jìn)行有效控制，通過編碼器檢測轉(zhuǎn)子的相位及轉(zhuǎn)速等信號，用電流傳感器檢測相電流id、iq。

根據(jù)檢測到的信號，經(jīng)DSP系統(tǒng)分析計算，得到IGBT晶體管等的門電路控制信號，改變進(jìn)入電機的電流、電壓信號，達(dá)到改變電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的目的。進(jìn)入系統(tǒng)的是穩(wěn)定的三相正弦電壓（3φ）。三85電機的效率電機效率的高低決定于電機工作過程中各種損耗的大小。電機損耗可分為不變損耗（機械損耗、鐵耗）和可變損耗（附加損耗、定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗）兩部分可變損耗與電流平方成正比。當(dāng)輸出功率逐漸增加時，由于開始時電流不大，故可變損耗增加較慢，所以效率上升較快；當(dāng)可變損耗與不變損耗相等時，電動機的效率達(dá)到最大值。通常，異步電動機的最大效率發(fā)生在(0.7~1.0)Pe范圍內(nèi)。由于效率和功率因數(shù)的最大值都發(fā)生在額定負(fù)載附近，因此選用異步電動機時應(yīng)注意與負(fù)載相匹配，不能使電動機長期在輕載下工作，以免浪費能源。電機的效率由于效率和功率因數(shù)的最大值都發(fā)生在額定負(fù)載附近，因86與汽油機的效率特性相比，感應(yīng)電機在寬廣的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)保持較高的效率特性。非常適合于汽車在寬廣的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)工作。汽油機萬有特性

感應(yīng)電機的效率特性與汽油機的效率特性相比，感應(yīng)電機在寬廣的轉(zhuǎn)87第四節(jié)永磁同步電動機PMSM(permanentmagnetsynchronousmotor)第五節(jié)開關(guān)磁阻電動機第六節(jié)永磁磁阻電動機自學(xué)內(nèi)容表3-4電動汽車常用驅(qū)動電動機的性能比較第四節(jié)永磁同步電動機自學(xué)內(nèi)容表3-4電動汽車常用驅(qū)動電動88項目直流電動機異步電動機永磁電動機開關(guān)磁阻電動機過載能力效率壽命轉(zhuǎn)速范圍功率范圍可靠性轉(zhuǎn)矩/電流比結(jié)構(gòu)堅固性電動機外形尺寸電動機質(zhì)量電動機成本驅(qū)動控制成本轉(zhuǎn)矩/慣量比中中中較寬寬中中差大重高低中好較高好較寬寬好中較好中