2直流無刷減速電機的選擇

1、1.電機的種類與性能分析1.1、直流電動機有刷直流電動機的主要優(yōu)點是控制簡單、技術成熟。具有交流電機不可比擬的優(yōu)良控制特性。在早期開發(fā)的電動汽車上多采用直流電動機，即使到現(xiàn)在，還有一些電動汽車上仍使用直流電動機來驅動。但由于存在電刷和機械換向器，不但限制了電機過載能力與速度的進一步提高，而且如果長時間運行，勢必要經常維護和更換電刷和換向器。另外，由于損耗存在于轉子上，使得散熱困難，限制了電機轉矩質量比的進一步提高。鑒于直流電動機存在以上缺陷，在新研制的電動汽車上已基本不采用直流電動機1.2、交流三相感應電動機交流三相感應電動機的基本性能交流三相感應電動機是應用得最廣泛的電動機。其定子和轉子采用

2、硅鋼片疊壓而定子之間沒有相互接觸的滑環(huán)、換向器等部件。結構簡單，運行可靠，經久耐用。交流感應電動機的功率覆蓋面很寬廣，轉速達到1200015000r/min。可采用空氣冷卻或液體冷卻方式，冷卻自由度高。對環(huán)境的適應性好，并能夠實現(xiàn)再生反饋制動。與同樣功率的直流電動機相比較，效率較高，質量減輕一半左右，價格便宜，維修方便。1.3、永磁無刷直流電動機永磁無刷直流電動機的基本性能永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有刷組成的機械接觸結構。加之，它采用永磁體轉子，沒有勵磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動機沒有換向火花

3、，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。此外，它的轉速不受機械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達幾十萬轉運行。永磁無刷直流電動機機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率，在電動汽車中有著很好的應用前景。永磁無刷直流電動機的不足永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小，最大功率僅幾十千瓦。永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象，將降低永磁電動機的性能，嚴重時還會損壞電動機，在使用中必須嚴格控制，使其不發(fā)生過載。永磁無刷直流電動機在恒功率模式下，操縱復雜，需要一套復雜的控制系統(tǒng)，從而使得

4、永磁無刷直流電動機的驅動系統(tǒng)造價很高1.4、開關磁阻電動機開關磁阻電動機的基本性能開關磁阻電動機是一種新型電動機，該系統(tǒng)具有很多明顯的特點：它的結構比其它任何一種電動機都要簡單，在電動機的轉子上沒有滑環(huán)、繞組和永磁體等，只是在定子上有簡單的集中繞組，繞組的端部較短，沒有相間跨接線，維護修理容易。因而可靠性好，轉速可達15000r/min。效率可達85%93%，比交流感應電動機要高。損耗主要在定子，電機易于冷卻；轉子元永磁體，調速范圍寬，控制靈活，易于實現(xiàn)各種特殊要求的轉矩一速度特性，而且在很廣的范圍內保持高效率。更加適合電動汽車動力性能要求。開關磁阻電動機的不足開關磁阻電動機的控制系統(tǒng)比其他電

5、動機的控制系統(tǒng)復雜一些，位置檢測器是開關磁阻電動機的關鍵器件，其性能對開關磁阻電動機的控制操作有重要影響。由于開關磁阻電動機為雙凸極結構，不可避免地存在轉矩波動，噪聲是開關磁阻電動機最主要的缺點。但近年來的研究表明，采用合理的設計、制造和控制技術，開關磁阻電動機的噪聲完全可以得到良好的抑制。另外，由于開關磁阻電動機輸出轉矩波動較大，功率變換器的直流電流波動也較大，所以在直流母線上需要裝置一個很大的濾波電容器。1.5、電機的選擇電動汽車采用的各種驅動電動機性能比較電動汽車在不同的歷史時期采用了不同的電動是采用了控制性能最好和成本較低的直流電動機。隨著電機技術、機械制造技術、電力電子技術和自動控制

6、技術的不斷發(fā)展，交流電動機。永磁無刷直流電動機和開關磁阻電動機顯示出比直流電動機更加優(yōu)越的性能，在電動汽車上，這些電動機逐步取代了直流電動機。表1為現(xiàn)代電動汽車所采用的各種電動機的基本性能比較。目前交動機、永磁電動機和開關磁阻電動機以及它們的控制裝置，成本還比較高，形成批量生產以后，這些電動機和單元控制裝置的價格會迅速降低，將能夠滿足經濟效益的要求，并使電動汽車整車價格降低4。經比較，該車選用輪轂式電動轎車開關磁阻電機（專利號：201020193561），數量為4個，具體參數如下，表2：表2計算和最終確定電機參數電機參數計算總數值確定總數值每個電機數值峰值功率/kw758020額定功率/kw2

7、54010最大轉矩/Nm143.25150150額定轉矩/Nm47.755050最大轉速/（r/min）300030003000額定轉速/（r/min）2000200020002電機功率的選擇計算：2.1負載功率的確定 由于實際的生產機械負載大多是隨時間周期變化的負載，現(xiàn)以此類負載為例說明。 靜負載功率的確定 對直線運動的生產機械，有 （7-3） 式中 生產機械的靜負載力 生產機械的線速度 對旋轉運動的生產機械，有 （7-4） 式中 靜負載轉矩 n 轉速 2.2已知參數,滑移裝載機的總重量為1500千克，額定載重量為1000千克，滿載時速度為1m/s, 輪胎與土的摩擦系數取f=0.1(來源于下

8、表)路面類型 滾動阻力系數良好的瀝青或混凝土路面 0.0100.018一般的瀝青或混凝土路面 0.0180.020碎石路面 0.0200.025良好的卵石路面 0.0250.030坑洼的卵石路面 0.0350.050壓緊土路：干燥的 0.0250.035 雨后的 0.0500.150泥濘土路（雨季或解凍期） 0.1000.250干沙 0.1000.300濕沙 0.0600.150結冰路面 0.0150.030壓緊的雪道 0.0300.050粗略估算滿載行走時，電機的功率P=FV=mgfv=2500*10*0.1*1W=2.5KW電機的功率經過減速器、鏈傳動、半軸、到行走的輪胎總效率在0.90即

9、P電機=2.5/0.9=2.78kw共需要兩個行走電機每個電機功率定位1.5KW3.類型的確定： 無刷直流電機規(guī)格：淄博齊翼電器科技有限公司130WS系列型號功率電壓轉速L130WS015 15002420001783.S系列斜齒輪-蝸輪減速機的選用： 3.1概述：S系列斜齒輪-蝸輪蝸桿減速機此系列減速機減速機為硬齒面的斜齒輪-蝸輪蝸桿減速機，齒輪材料全部采用20CrMnTi,經滲碳處理，齒面硬度達58-62HRC，磨齒后精度可達6級，特別對高速弧齒、錐齒輪在精加工滲碳后進行磨削，使齒面接觸達到75%以上，以確保產品的可靠性及低噪音。減速機減速機減速機主要傳動部位軸承均選用進口軸承，密封件選用

10、臺灣的骨架油封，所配功率從0.09KW-55KW，輸出扭矩可達60N.M-10200N.M，速比可從（配4極電機）15-390,如配6極或8極電機可獲得更低的輸出轉速；如需更低的輸出轉速可用采用雙級減速機組合的形式，可獲得較低的輸出轉速（一萬多速比）。以上如在輸入端配上無級變速機更可實現(xiàn)變速的要求。輸出形式有立式和臥式兩種，具有自鎖功能，輸出軸分實心軸、空心軸（或非標制作），可在不同方位及角度安裝使用，可正反轉使用。此外可配不同類型的電機(普通電機、單相電機、防爆電機、變頻電機、制動電機等)。S系列斜齒輪-蝸輪蝸桿減速機廣泛應用于食品糧食機械、印刷包裝機械、立體車庫設備、環(huán)保機械、輸送設備、化

11、工設備、冶金礦山設備、鋼鐵電力設備等等。南睿牌S系列斜齒輪-蝸輪蝸桿減速機型號如下:S37、S47、S57、S67、S77、S87、S97SF37、SF47、SF57、SF67、SF77、SF87、SF97SA37、SA47、SA57、SA67、SA77、SA87、SA97SAF37、SAF47、SAF57、SAF67、SAF77、SAF87、SAF97SAT37、SAT47、SAT57、SAT67、SAT77、SAT87、SAT97SAZ37、SAZ47、SAZ57、SAZ67、SAZ77、SAZ87、SAZ97SS37、SS47、SS57、SS67、SS77、SS87、SS97S37R17

12、、S47R17、S57R17、S67R37、S77R37、S87R57、S97R57SAS37、SAS47、SAS57、SAS67、SAS77、SAS87、SAS97SA37R17、SA47R17、SA57R17、SA67R37、SA77R37、SA87R57、SA97R57SFS37、SFS47、SFS57、SFS67、SFS77、SFS87、SFS97SF37R17、SF47R17、SF57R17、SF67R37、SF77R37、SF87R57、SF97R57SAFS37、SAFS47、SAFS57、SAFS67、SAFS77、SAFS87、SAFS97SAF37R17、SAF47R17、

13、SAF57R17、SAF67R37、SAF77R37、SAF87R57、SAF97R57SAZS37、SAZS47、SAZS57、SAZS67、SAZS77、SAZS87、SAZS97SAZ37R17、SAZ47R17、SAZ57R17、SAZ67R37、SAZ77R37、SAZ87R57、SAZ97R57南睿牌S系列蝸輪蝸桿減速機除具有常規(guī)特性外，該機還采用了斜齒-蝸輪形式，使結構更加合理化，它不僅改變了比單級蝸輪蝸桿傳動具有更高的傳動效率和承載能力，而且在結構布局上縮小了空間占地面積，同時在相近體積條件下，能獲得更大傳動比，更有利于設備的配置，該機能與各種減、變速機組合，滿足不同的使用要求。結構形式：普通軸伸型軸裝式軸伸法蘭式軸裝法蘭式雙軸型輸入功率：0.1822KW輸出轉速：0.3205r/min許用轉矩：4000N.M 輸入功率及許用轉矩機型號37475767778797結構形式 S SA SF SAF SAT SAZ