随着汽车行业的改革更新,目前逐步生产出了用于类似动力混合、纯电动、天然气等提供动力的新型车辆。今天讲解怎么选用电动汽车的电机以及电机常见问题怎么处理等知识。
一、电动汽车电机构造
1.电动汽车电机的发展
中低速电动汽车电机,早几年前,通常用的都是有刷直流电动机,有刷直流电动机的优点是控制简单、控制器成本低,对于在我国交流控制技术成本较高的情况下,采用有刷直流电动机是不错的选择,但由于存在电刷和换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,不适合长时间运行。
另外,由于存在转子铜耗,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。目前中低速采用的驱动电机绝大部分都采用交流感应电动机。而永磁电机被提上日程,由于效率更高、体积更小,而随着永磁电机和永磁电机控制器成本的下降,未来的电动汽车将逐步以永磁同步电机为主,交流感应电机将被替代。不过,目前的中低速电动汽车电机,还是以感应电机为主。
现在只讨论感应电机,永磁电机暂时不讨论
2.电动汽车电机结构及部件功能
为了进一步将电机转矩放大,一般都采用减速装置和电机配套使用。根据减速装置可以将电机进一步转矩放大,如果传动比大,放大的倍数就大。这样可以减小电机体积,降低成本,所以,现有的中低速电动汽车基本都是电机+减速装置作为动力输出,下图是电机在车上安装简图,大家可以看到电机是装在减速箱上面,减速箱和电机都是支撑在汽车的架子上,从减速箱输出动力到轮子。
二、电动汽车电机结构及部件功能
电动汽车电机主要由轴、转子、定子、前后端盖、轴承、速度传感器、温度传感器构成。
1:轴功能:与减速箱输入轴连接,输出动力,一般为花键结构:
2:转子功能:与轴连接,与定子耦合共同作用产生的电磁转矩
3:定子功能:绕组通入交流电,产生旋转磁场
4:端盖功能:支撑转子并对电机形成防护,达到相应的防护要
求,并实现与减速箱连接的功能。:
5:速度传感器:电机旋转时,输出脉冲信号,与控制器形成闭环控制,通过控制回路控制电机转速
6:温度传感器:实时监控电机内部温度
三、电动汽车电机原理
1.旋转磁场的形成
注解:电机实际上有旋转磁场,如何产生旋转磁场呢,实际上在电机里面通交流电,通入电机的电流,均为交流电,当三相交流电进入三相定子绕组后,在定子腔内便产生一个旋转磁场,,转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下,相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线,从而在转子导体中产生了感应电流。这些带感应电流的转子导体在磁场中被切割了磁力线,便会产生运动。
2.极对数的概念
注解:现在我们用的电动汽车电机通常都是4极,也有6极、8极,在50Hz运行时,4极同步
转速是1500r/min,6极同步转速是1000r/min,8极同步转速是750r/min,所以,所以,级数愈多,相同转速下,需要的频率就越高。转速、频率、极对数关系如下:
从公式知道,转速与频率成正比、与极对数成反比
3.旋转磁场的旋转方向
注解:从上图可以看出,电机定子旋转磁场转向取决于三相电流的相序,即只要任意换接其
中两相,即可改变电机的旋转方向,相当于旋转方向:取决于三相电流的相序,在电动汽车电机电机中,可以通过接线改变,也可以通过控制器设置改变 。
4.转差率
当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场。旋转磁场切割转子导体
转子导体中产生感应电势→转子回路中形成感应电流→电流转子导体切割磁场→转子在电磁转矩的作用下转动→转子受力形成电磁转矩,导致转子转动总滞后于旋转磁场旋转速度,形成转差,转差率随负载变化而变化!
汽车电机四、电动汽车电机选用
1.电动汽车基本参数
选用的电机是否合适,满足电机要求,必须进行动力匹配计算,进行动力匹配计算,必须知道车辆的基本参数:首先要知道整备质量、载重 、迎风面积、风阻系数、爬坡度、滚动摩擦系数、最高车速、传动比、轮胎直径、传动效率。
2.车辆所需动力指标
最大车速下电机功率、最大车速下电机转速、满载爬坡时电机转矩、经济车速下电机功率、经济车速下电机转速、0-50km的加速度功率 所以就可以确定以下。
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