混合动力汽车的电动机

混合动力汽车检修----混合动力汽车的电动机主讲：韦峰混合动力汽车电动机概述►混合动力汽车电动机系统特点（与工业电动机不同）频繁启停、频繁加减速、工作模式(发电/电机)频繁切换，对电机的响应性能要求极高。体积小、质量轻、具有较高功率密度和工作效率。工作环境恶劣，抗震性、抗干扰性、可靠性高。混合动力汽车电动机概述►混合动力汽车电动机系统特点（与工业电动机不同）具有较大的启动转矩和大范围的调速性能。转速高。转速范围可达8000~12000rpm，有利于在一定动力输出情况下减小体积。工作电压较高。在电机体积限制的情况下尽可能提高输出动力。►混合动力汽车驱动电动机种类直流电机。混合动力汽车在不同的历史时期采用了不同的电动机，20世纪80年代前，几乎所有的电动车驱动电机均为直流电机。交流异步电机。随着电动车（混合动力汽车）性能的提高，其在高负载下转速的限制，直流电机体积大等缺点逐渐暴露，取而代之的是交流异步电机。永磁电动机和开关磁阻电动机。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展，永磁电动机和开关磁阻电动机显示出更加优越的性能，这些电动机正在逐步取代直流电动机。►直流电机将直流电能转换为机械能的电动机。►直流电机具有良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。Ua——电枢供电电压（V）；Ia——电枢电流（A）；Ф——励磁磁通（Wb）；Ra——电枢回路总电阻（Ω）；CE——电势系数。p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。►直流电机1．他励直流电机►励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机。2．并励直流电机►并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。3．串励直流电机►串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源。4．复励直流电机►复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组。►直流电机缺点：效率较低，体积重量大，电刷与换向器有摩擦转速不易提高，可靠性较差。►交流电机交流电机与直流电机相比，由于没有换向器因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。►交流电机三相异步感应电动机►定子绕组成接入三相交流电源后，绕组电流产生的旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下，又产生电磁转柜（即异步转柜），使电动机旋转。►交流电机三相异步感应电动机►电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为：n=60f/Pf为电源频率P是磁场的磁极对数n每分钟转数。►交流电机三相异步感应电动机►转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。►n1n►交流电机三相异步感应电动机►转子和定子之间没有接触部件，结构简单。►与直流电动机相比，质量减轻。►转速较高，可达10000~12000r/min。►交流电机三相异步感应电动机►不能直接使用直流电源►需要采用逆变器将直流电转换为交流电。►通过变频器控制交流电源频率。►具有非线性输出特性►永磁同步电动机在旋转磁场的空间放一永久磁铁，该磁铁就会跟着磁场旋转了。►永磁同步电动机由于永磁电动机的转子上无绕组，无铜耗，磁通量小，在低负荷时铁损很小，因此，永磁电动机具有较高的功率／质量比，比其他类型的电动机有更高的工作频率，更大的输出转矩。电动机的动态特性好，电动机的极限转速和制动性能等都优于其他类型的电动机。永磁式电动机受到永磁材料制造工艺的影响和限制，使得电动机的功率范围较小，最大功率仅数十千瓦。永磁材料受到振动、高温和过载电流作用时，可能会使导磁性能下降，发生退磁现象。►开关磁阻电动机（SwitchedReluctanceDrive：SRD）其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。所谓“磁阻最小原理”，即：磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合。“磁力线具有力图缩短磁通路径以减小磁阻和增大磁导的本性”。►开关磁阻电动机（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。►开关磁阻电动机的特点：电动机结构简单成本低：其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组。其转子机械强度极高，可以用于超高速运转（如每分钟上万转）。在定子方面，它只有几个集中绕组，因此制造简便、绝缘结构简单。系统可靠性高：从电动机的电磁结构上看，各项绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场，电动机才能正常运转。起动转矩大，起动电流低：起动电流为额定电流的15%时，获得起动转矩为100%的额定转矩；起动电流为额定电流的30%时，起动转矩可达其额定转矩的250%