通过对车辆起步、加速、爬坡、下坡、高速、低速、滑行、降速、制动和停车等各种行驶工况特性的全面分析,总结出电动汽车对驱动电机的六项性能要求:
1.有较大的启动扭矩和相当的短时过载能力以满足汽车起步、加速和上坡时要求;
2.改善电机的启动特性,避免过大的启动峰值电流损坏蓄电池;
3.有较宽调速范围和理想调速特性以满足汽车高、低速各工况行驶要求;
4.要求电机正反转以简化汽车倒车机构;
5.需电机能方便有效实现发电回馈,将汽车在降速制动和下坡时的动能自动回馈蓄电池,以节能和提高续驶里程;
6.设法利用电磁吸力使电机的定、转子相互吸住来实现电磁制动,避免机械制动存在的热衰退和水衰退,并改进电磁制动功能以缩短制动时间,提高汽车在频繁起、停运行中的制动效能及其恒定性。
汽车轮毂根据上述分析得出电动汽车对其轮毂式电机除了有较好的调速性能,还要求同时兼有电动、发电回馈和电磁制动三项功能。通过对直流、交流、永磁无刷、变磁阻等各类调速电机的结构原理和特性分析比较,由于变磁阻双凸极电机具有结构简单、坚固可靠、制造成本低、调速性能好、效率高等优点,能运行于正、反转电动及发电四个象限,为一种新兴的典型机电一体化装置。并具有高起动转矩、低起动电流,即特别适于汽车起步和蓄电池驱动的特性要求。为使电动、发电、制动三功能同时较好地有效发挥,首先确定了采用变磁阻双凸极电机作为其基本结构形式。
为满足电机的多功能要求,利用制作电机模型,反复模拟运行和改进设计,最终通过巧妙合理安排电机双凸极齿与槽的相对宽度和其绕组的空间布局等一系列改进措施,提高和兼顾了电动、发电和制动三功能的较好发挥。为说明对电机改进的思路和基本原理,需先对现有变磁阻双凸极电机的结构原理作必要说明。
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