第4章電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制方式課件

電動(dòng)汽車運(yùn)用技術(shù)

付主木主編機(jī)械工業(yè)出版社

電動(dòng)汽車運(yùn)用技術(shù)第4章電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制方式電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式4.14.2第4章電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對電動(dòng)機(jī)要求2.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類4.1.1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類及選擇圖4-1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇表4-3電動(dòng)汽車常用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)性能比較項(xiàng)目直流電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率范圍寬寬窄很寬功率密度低中高較高峰值效率/%85~8990~9595~97<90負(fù)荷效率/%80~8790~9285~9778~86轉(zhuǎn)速范圍較寬較寬寬很寬轉(zhuǎn)矩/電流比中中高高質(zhì)量重中輕輕成本/（美元/kW）108~1010~158~10外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)秀好調(diào)速控制性能最好好好好控制器成本低高高一般4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分類2.特點(diǎn)及注意事項(xiàng)3.調(diào)速控制理論基礎(chǔ)4.1.2直流電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-3

各種直流電動(dòng)機(jī)的速度轉(zhuǎn)矩特性4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-4電動(dòng)汽車所需的理想特性曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分類2.性能特點(diǎn)3.三相異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性4.1.3交流異步電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-6相電壓U1對轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線的影響4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-9不同的電壓幅值和頻率下的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4.三相異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品舉例圖4-10西門子公司PV系列感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)

永磁電動(dòng)機(jī)分類2.永磁材料及其性能3.PM電動(dòng)機(jī)（永磁電動(dòng)機(jī)）的結(jié)構(gòu)4.1.4永磁無刷電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-11PM電動(dòng)機(jī)的各種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-13混合勵(lì)磁式同步電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4.PM電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)5.永磁磁阻同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性6.應(yīng)用舉例7.數(shù)學(xué)模型4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-15SPM的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-16IPM的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)磁阻電動(dòng)機(jī)的分類2.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理3.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)4.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制理論基礎(chǔ)4.1.5開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-18轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-19特性圖4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖4-20開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1.磁阻電動(dòng)機(jī)共同的優(yōu)點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)子中沒有磁鐵和繞組，所以發(fā)熱少，冷卻容易；（2）材料為容易獲得的硅鋼板，有可能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；（3）高速情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)是可能的，由于有凸極性，可以用電子的方法從電壓電流等量中推定出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，極低速情況下可以實(shí)現(xiàn)無傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)等。4.1.6電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展前景4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2.磁阻電動(dòng)機(jī)共同的缺點(diǎn)（1）如果不減小氣隙，就得不到高效率和高的功率因數(shù)；（2）當(dāng)磁通量的變化劇烈時(shí)就會(huì)產(chǎn)生磁性噪聲；（3）此外，在高振動(dòng)環(huán)境中，如果氣隙小就容易出問題。4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式2.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式圖4-21電樞電壓與磁極磁通量配合調(diào)節(jié)時(shí)的電動(dòng)機(jī)特性4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式變壓變頻控制4.2.2交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式圖4-22變壓變頻控制的異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式2.矢量控制圖4-24與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式圖4-25與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式3.直接轉(zhuǎn)矩控制圖4-27直接轉(zhuǎn)矩控制異步電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式4.自適應(yīng)控制圖4-28感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式5.滑?？刂茍D4-30感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑模控制系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式6.效率優(yōu)化控制圖4-31感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率優(yōu)化磁場定向控制系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式矢量控制（1）id=0控制（2）最大轉(zhuǎn)矩/電流比控制（3）弱磁控制4.2.3永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式2.直接轉(zhuǎn)矩控制3.恒壓頻比開環(huán)控制圖4-32PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式1.角度控制法（APC）2.電流斬波控制法（CCC）（1）限制電流上下幅值的控制（2）電流上限和關(guān)斷時(shí)間恒定4.2.4開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式3.電壓控制法（VC）4.組合控制（1）高速與低速電流斬波控制組合（2）變角度電壓PWM控制組合4.電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對于電動(dòng)機(jī)的要求有哪些？1永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式有幾種？思考題5開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是什么？42電動(dòng)汽車用的直流電動(dòng)機(jī)與其他驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相比，具有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上安裝位置不同，PM電動(dòng)機(jī)可以分為哪幾種？3電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對于電動(dòng)機(jī)的要求有哪些？1永磁同步電動(dòng)機(jī)的

電動(dòng)汽車運(yùn)用技術(shù)

付主木主編機(jī)械工業(yè)出版社

電動(dòng)汽車運(yùn)用技術(shù)第4章電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速控制方式電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式4.14.2第4章電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對電動(dòng)機(jī)要求2.電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類4.1.1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類及選擇圖4-1電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的分類4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)3.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的選擇表4-3電動(dòng)汽車常用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)性能比較項(xiàng)目直流電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率范圍寬寬窄很寬功率密度低中高較高峰值效率/%85~8990~9595~97<90負(fù)荷效率/%80~8790~9285~9778~86轉(zhuǎn)速范圍較寬較寬寬很寬轉(zhuǎn)矩/電流比中中高高質(zhì)量重中輕輕成本/（美元/kW）108~1010~158~10外形尺寸大中小小可靠性一般好優(yōu)秀好調(diào)速控制性能最好好好好控制器成本低高高一般4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分類2.特點(diǎn)及注意事項(xiàng)3.調(diào)速控制理論基礎(chǔ)4.1.2直流電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-3

各種直流電動(dòng)機(jī)的速度轉(zhuǎn)矩特性4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-4電動(dòng)汽車所需的理想特性曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分類2.性能特點(diǎn)3.三相異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性4.1.3交流異步電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-6相電壓U1對轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線的影響4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-9不同的電壓幅值和頻率下的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4.三相異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品舉例圖4-10西門子公司PV系列感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)

永磁電動(dòng)機(jī)分類2.永磁材料及其性能3.PM電動(dòng)機(jī)（永磁電動(dòng)機(jī)）的結(jié)構(gòu)4.1.4永磁無刷電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-11PM電動(dòng)機(jī)的各種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-13混合勵(lì)磁式同步電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)4.PM電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)5.永磁磁阻同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性6.應(yīng)用舉例7.數(shù)學(xué)模型4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-15SPM的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-16IPM的等效電路4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)磁阻電動(dòng)機(jī)的分類2.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理3.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)4.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制理論基礎(chǔ)4.1.5開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-18轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖4-19特性圖4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5.開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性圖4-20開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)1.磁阻電動(dòng)機(jī)共同的優(yōu)點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)子中沒有磁鐵和繞組，所以發(fā)熱少，冷卻容易；（2）材料為容易獲得的硅鋼板，有可能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)；（3）高速情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)是可能的，由于有凸極性，可以用電子的方法從電壓電流等量中推定出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度，極低速情況下可以實(shí)現(xiàn)無傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)等。4.1.6電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展前景4.

4.1電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2.磁阻電動(dòng)機(jī)共同的缺點(diǎn)（1）如果不減小氣隙，就得不到高效率和高的功率因數(shù)；（2）當(dāng)磁通量的變化劇烈時(shí)就會(huì)產(chǎn)生磁性噪聲；（3）此外，在高振動(dòng)環(huán)境中，如果氣隙小就容易出問題。4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式2.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式圖4-21電樞電壓與磁極磁通量配合調(diào)節(jié)時(shí)的電動(dòng)機(jī)特性4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式變壓變頻控制4.2.2交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制方式圖4-22變壓變頻控制的異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式2.矢量控制圖4-24與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式圖4-25與轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式3.直接轉(zhuǎn)矩控制圖4-27直接轉(zhuǎn)矩控制異步電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)框圖4.

4.2電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制方式4.自適應(yīng)控制圖4-28感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)框圖4.