電動汽車驅動電機的結構
⑴ 電動汽車驅動電機類型
1直流電動機
在電動汽車發展的早期,大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機,這類電機技術較為成熟,有著控制方式容易,調速優良的特點,曾經在調速電動機領域內有著最為廣泛的應用。但是由於直流電動機有著復雜的機械結構。
2交流非同步電動機
交流非同步電機是目前工業中應用十分廣泛的一類電機,其特點是定、轉子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉子之間沒有相互接觸的機械部件,結構簡單,運行可靠耐用,維修方便。交流非同步電機與同功率的直流電動機相比效率更高,質量約輕了二分之一左右。如果採用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調速范圍。由於有著效率高、比功率較大、適合於高速運轉等優勢,交流非同步機是目前大功率電動汽車上應用最廣的電機。
3永磁式電動機
永磁式電動機根據定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型,一種是無刷直流電機,它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機,它具有正弦波電流。這兩種電機在結構和工作原理上大體相同,轉子都是永磁體,減少了勵磁所帶來的損耗,定子上安裝有繞組通過交流電來產生轉矩,所以冷卻相對容易。由於這類電機不需要安裝電刷和機械換向結構,工作時不會產生換向火花,運行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動機的控制系統相比於交流非同步電機的控制系統來說更加簡單。但是由於受到永磁材料工藝的限制,使得永磁式電動機的功率范圍較小,一般最大功率只有幾十千萬,這是永磁電機最大的缺點。同時,轉子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產生磁性衰退的現象,所以在相對復雜的工作條件下,永磁式電機容易發生損壞。而且永磁材料價格較高,因此整個電機及其控制系統成本較高。
4開關磁阻電機
開關磁阻電機作為一種新型電機,相比其他類型的驅動電機而言,開關磁阻電機的結構最為簡單,定、轉子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結構,轉子上沒有繞組,定子裝有簡單的集中繞組,具有結構簡單堅固、可靠性高、質量輕、成本低、效率高、溫升低、易於維修等諸多優點。而且它具有直流調速系統的可控性好的優良特性,同時適用於惡劣環境,非常適合作為電動汽車的驅動電機使用
⑵ 純電動汽車驅動電機控制器有哪些部分組成
主要由高壓配電器、驅動電機控制器、驅動電機及相關的感測器組成
⑶ 電動車電機的構造
電動機的結構:由定子、轉子和其它附件組成。
定子(靜止部分)
定子鐵心構造:定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。
定子繞組構造:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成,這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。
電動機接線盒內的接線:電動機接線盒內都有一塊接線板,三相繞組的六個線頭排成上下兩排,並規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2),.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡製造和維修時均應按這個序號排列。
機座構造:機座通常為鑄鐵件,大型非同步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座採用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔,使電動機內外的空氣可直接對流,以利於散熱。
2. 轉子(旋轉部分)
三相非同步電動機的轉子鐵心:構造:所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落後的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。
三相非同步電動機的轉子繞組構造:分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。
鼠籠式轉子:轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機採用鑄鋁轉子繞組,對於100KW以上的電動機採用銅條和銅端環焊接而成。
繞線式轉子:繞線轉子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉軸的三個集流環上,再通過電刷與外電路聯接。
相非同步電動機的其它附件
端蓋:支撐作用。
軸承:連接轉動部分與不動部分。
軸承端蓋:保護軸承。
風扇:冷卻電動機。
(3)電動汽車驅動電機的結構擴展閱讀
電動車電機 是指用於電動汽車的驅動電機。根據其使用環境與使用頻率的不同,形式也不同。不同形式的電機其特點也不一樣。電動車電機按照電機的通電形式來分,可分為有刷電機和無刷電機兩大類;按照電機總成的機械結構來分,一般分為「有齒」和「無齒」
永磁式直流電機:由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。
定子磁極採用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結構形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。
轉子一般採用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在轉子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。
電刷是連接電源與轉子繞組的導電部件,具備導電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
2. 無刷直流電機:由永磁體轉子、多極繞組定子、位置感測器等組成。
無刷直流電機的特點是無刷,採用半導體開關器件(如霍爾元件)來實現電子換向的,即用電子開關器件代替傳統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械雜訊低等優點。
位置感測器按轉子位置的變化,沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置,並在確定的位置處產生位置感測信號,經信號轉換電路處理後去控制功率開關電路,按一定的邏輯關系進行繞組電流切換)。
3. 高速永磁無刷電機:由定子鐵心、磁鋼轉子、太陽輪、減速離合器、輪轂外殼等組成。
電機蓋子上面可以裝上霍爾感測器,用以測速。
位置感測器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
採用磁敏式位置感測器的無刷直流電動機,其磁敏感測器件(例如霍爾元件、磁敏二極體、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專用集成電路等)裝在定子組件上,用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件。
採用光電式位置感測器的無刷直流電動機,在定子組件上按一定位置配置了光電感測器件,轉子上裝有遮光板,光源為發光二極體或小燈泡。轉子旋轉時,由於遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。
採用電磁式位置感測器的無刷直流電動機,是在定子組件上安裝有電磁感測器部件,當永磁體轉子位置發生變化時,電磁效應將使電磁感測器產生高頻調制信號。
定子繞組的工作電壓由位置感測器輸出控制的電子開關電路提供。
參考資料:電動機電機-網路
⑷ 電動汽車有哪幾種驅動電機
直流電動機、交流電動機、永磁同步電動機交流非同步電動機等等
⑸ 新能源電動汽車的驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛採用直流串激電動機,這種電機具有軟的機械特性,與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由於存在換向火花,功率小、效率低,維護保養工作量大;隨著電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BLDCM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流非同步電動機所取代,如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上,直流電動機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜,現已很少採用。目前應用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力晶體管(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的應用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用,將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得電路復雜、可靠性降低。當採用交流非同步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,採用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在 電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。目前國內電動汽車在大功率載客汽車,給提供空氣制動設備有耐力NAILI滑片式空氣壓縮機,主要是壓縮空氣的制動方式。
⑹ 純電動汽車的驅動系統由哪些部分組成
電動汽車由動力電池、底盤、車身和電器四部分組成。動力電池作為電動汽車的重要組成部分,分為電池模組、電池管理系統、熱管理系統、電氣及機械繫統這四個主要部分。底盤由驅動電機及控制系統、行駛系統、轉向系統和制動及能量回收系統四部分組成。
純電動汽車驅動系統的組成如圖7所示,主要由中央控制單元、驅動控制器、驅動電動機、機械傳動裝置等組成。為適應駕駛人的傳統操縱習慣,純電動汽車仍保留了加速踏板、制動踏板及有關操縱手柄或按鈕等。不過在電動汽車上是將加速踏板、制動踏板的機械位移量轉換為相應的電信號輸入到中央控制單元來對汽車的行駛實行控制的。對於擋位變速桿,為遵循駕駛人的傳統習慣,一般仍需保留,同樣除傳統的驅動模式外也就只有前進、空擋、倒退三個擋位,並且以開關信號傳輸到中央控制單元來對汽車進行前進、停車、倒車控制。
⑺ 電動汽車的系統結構
電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。它使用存儲在電池中的電來發動。在驅動汽車時有時使用12或24塊電池,有時則需要更多。
電動汽車 的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。
電源
為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能。應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池,但隨著電動汽車技術的發展,鉛酸蓄電池由於能量低,充電速度慢,壽命短,逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等,這些新型電源的應用,為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。
驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。但直流電動機由於存在換向火花,功率小、效率低,維護保養工作量大;隨著電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BLDCM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流非同步電動機所取代,如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上,直流電動機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜,現已很少採用。應用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力晶體管(如GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的應用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用,將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得電路復雜、可靠性降低。當採用交流非同步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,採用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。
⑻ 純電動汽車電機驅動系統有哪幾部分組成
電機驅動系統主要由中央控制器、驅動控制器、電動機、冷卻系統、機械傳動裝置等組成。
⑼ 電動汽車採用哪種驅動電機好
在環保的大環境下,電動汽車也成為了近年來研究的熱點,電動汽車在城市交通中可以實現零排放或極低排放,在環保領域優勢巨大,各國都在努力發展電動汽車。電動汽車主要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成,其中的電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分,決定了電動汽車的性能指標。因此,對於驅動電機的選擇就尤為重要。
1電動汽車對於驅動電機的要求
目前對於電動汽車性能的評定,主要是考慮以下三個性能指標:(1)最大行駛里程(km):電動汽車在電池充滿電後的最大行駛里程;(2)加速能力(s):電動汽車從靜止加速到一定的時速所需要的最小時間;(3)最高時速(km/h):電動汽車所能達到的最高時速。
針對於電動汽車的驅動特點所設計的電機,相比於工業用電機有著特殊的性能要求:(1)電動汽車驅動電機通常要求可以頻繁的啟動/停車、加速/減速、轉矩控制的動態性能要求較高;(2)為了減少整車的重量,通常取消多級變速器,這就要求在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉矩,通常來說要能夠承受4-5倍的過載;(3)要求調速范圍盡量大,同時在整個調速范圍內還需要保持較高的運行效率;(4)電機設計時盡量設計為高額定轉速,同時盡量採用鋁合金外殼,高速電機體積小,有利於減少電動汽車的重量;(5)電動汽車應具有最優化的能量利用,具有制動能量回收功能,再生制動回收的能量一般要達到總能量的10%-20%;(6)電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,要求電機在有著很好的可靠性和環境適應性,同時還要保證電機生產的成本不能過高。
2幾種常用的驅動電機
2.1直流電動機
在電動汽車發展的早期,大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機,這類電機技術較為成熟,有著控制方式容易,調速優良的特點,曾經在調速電動機領域內有著最為廣泛的應用。但是由於直流電動機有著復雜的機械結構,例如:電刷和機械換向器等,導致它的瞬時過載能力和電機轉速的進一步提高受到限制,而且在長時間工作的情況下,電機的機械結構會產生損耗,提高了維護成本。此外,電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱,浪費能量,散熱困難,也會造成高頻電磁干擾,影響整車性能。由於直流電動機有著以上缺點,目前的電動汽車已經基本將直流電機淘汰。
2.2交流非同步電動機
交流非同步電機是目前工業中應用十分廣泛的一類電機,其特點是定、轉子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉子之間沒有相互接觸的機械部件,結構簡單,運行可靠耐用,維修方便。交流非同步電機與同功率的直流電動機相比效率更高,質量約輕了二分之一左右。如果採用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調速范圍。由於有著效率高、比功率較大、適合於高速運轉等優勢,交流非同步機是目前大功率電動汽車上應用最廣的電機。目前,交流非同步電機已經大規模化生產,有著各種類型的成熟產品可以選擇。但在高速運轉的情況下電機的轉子發熱嚴重,工作時要保證電機冷卻,同時非同步電機的驅動、控制系統很復雜,電機本體的成本也偏高,相比較於永磁式電動機和開關磁阻電機而言,非同步電機的效率和功率密度偏低,對於提高電動汽車的最大行駛里程不利。
2.3永磁式電動機
永磁式電動機根據定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型,一種是無刷直流電機,它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機,它具有正弦波電流。這兩種電機在結構和工作原理上大體相同,轉子都是永磁體,減少了勵磁所帶來的損耗,定子上安裝有繞組通過交流電來產生轉矩,所以冷卻相對容易。由於這類電機不需要安裝電刷和機械換向結構,工作時不會產生換向火花,運行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動機的控制系統相比於交流非同步電機的控制系統來說更加簡單。但是由於受到永磁材料工藝的限制,使得永磁式電動機的功率范圍較小,一般最大功率只有幾十千萬,這是永磁電機最大的缺點。同時,轉子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產生磁性衰退的現象,所以在相對復雜的工作條件下,永磁式電機容易發生損壞。而且永磁材料價格較高,因此整個電機及其控制系統成本較高。
2.4開關磁阻電機
開關磁阻電機作為一種新型電機,相比其他類型的驅動電機而言,開關磁阻電機的結構最為簡單,定、轉子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結構,轉子上沒有繞組,定子裝有簡單的集中繞組,具有結構簡單堅固、可靠性高、質量輕、成本低、效率高、溫升低、易於維修等諸多優點。而且它具有直流調速系統的可控性好的優良特性,同時適用於惡劣環境,非常適合作為電動汽車的驅動電機使用。
考慮到作為電動汽車驅動電機使用,直流電機和永磁式電機在結構和面對復雜的工作環境適應性太差,很容易發生機械和退磁的故障,所以本文著重介紹開關磁阻電機與交流非同步機相比,有著以下方面的明顯優勢。
2.4.1電機本體結構方面
開關磁阻電機的結構比鼠籠式感應電機更簡單,其突出的優點是轉子上沒有繞組,僅僅是由普通硅鋼片疊壓而成。整個電機的損耗大部分集中於定子繞組上,這使得電機製造簡單,絕緣性好,容易冷卻,有著優秀的散熱特性,這種電機結構能減小電機體積和重量,可以用很小的體積取得較大的輸出功率。由於電機轉子機械彈性好,所以開關磁阻電機可以用於超高速運行。
2.4.2電機驅動電路方面
開關磁阻電機驅動系統的相電流是單向的,同時與轉矩方向無關,可以只用一個主開關器件來滿足電機的四象限運行狀態。功率變換器電路與電機的勵磁繞組直接串聯,各相電路獨立供電,即使電機的某相繞組或者控制器發生故障,只需使該相停止工作即可,不會造成更大的影響。所以,無論電機本體還是功率變換器都十分安全可靠,所以比非同步機更適合用於惡劣環境。
2.4.3電機系統性能方面
開關磁阻電機的控制參數多,很容易通過適當的控制策略和系統設計滿足電動汽車的四象限運行的要求,並且在高速運行區域也能保持優秀的制動能力。開關磁阻電機不僅效率高,而且在很寬的調速范圍內都可以保持高效率,這是其他類型的電機驅動系統難以媲美的。這種性能十分適合應用於電動汽車的運行情況,非常有利於提高電動汽車的續行里程。
⑽ 在動作車間,純電動汽車的基本結構都有哪一些
純電動汽車的組成包括:電力驅動和控制系統,驅動力傳遞和其他機械繫統,完成已完成任務的工作裝置等。動力驅動器和控制系統是電動汽車的核心,它也不同於內燃機之間的最大差異。動力驅動器和控制系統由速度控制裝置(例如驅動馬達,電源和馬達)組成。電動汽車的其他裝置與內燃機的裝置基本相同。
在早期的電動汽車中,直流電動機的速度調節是通過串聯連接電阻器或改變電動機勵磁線圈的匝數來實現的。由於其調速是步進的,會產生額外的能量消耗或使用的電動機結構復雜,因此現在很少使用。最廣泛使用的是晶閘管斬波調速,它通過均勻地改變電動機的端電壓並控制電動機的電流來實現電動機的無級調速。隨著電子功率技術的不斷發展,它已逐漸被其他功率晶體管(分為GTO,MOSFET,BTR,IGBT等)斬波器調速裝置所取代。從技術發展的角度來看,隨著新型驅動電機的應用,將電動汽車的速度控制轉變為直流逆變器技術的應用已成為必然趨勢。