永磁同步電機(jī)研究

1、永磁同步電機(jī)研究一、緒論目前，在電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)中，永磁同步電動機(jī)(PMSM)系統(tǒng)以其高技、高控制精度、高轉(zhuǎn)矩密度、良好的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性及低振動噪聲的特點(diǎn)受到國外電動汽車界的高度重視，是更具競爭力的電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)。而且，中國擁有占世界80儲量的稀土資源，發(fā)展永磁電機(jī)作為電動汽車牽引電機(jī)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。PMSM：permanent magnet synchronous motor是指根據(jù)電機(jī)的反電動勢進(jìn)行區(qū)分定義的電機(jī)：正弦反電勢的永磁同步電機(jī)。以前采用的交流傳動需要一個變速齒輪機(jī)構(gòu)來將電機(jī)的轉(zhuǎn)距傳遞到輪軸上，而采用永磁同步電機(jī)可以將電機(jī)整體地安裝在輪軸上，形成整體直驅(qū)系統(tǒng)，即一個輪軸就

2、是一個驅(qū)動單元，省去了一個齒輪箱優(yōu)點(diǎn)：（1）PMSM起動牽引力大（2）PMSM本身的功率效率高以及功率因素高；（3）PMSM直驅(qū)系統(tǒng)控制性能好；（4）PMSM發(fā)熱小，因此電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、噪聲小；（5）PMSM允許的過載電流大，可靠性顯著提高；（6）在高速范圍中電機(jī)噪聲明顯降低；（7）系統(tǒng)傳動損耗明顯降低，系統(tǒng)發(fā)熱量小；（8）系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，無傳動齒輪磨損、無傳動齒輪噪聲，免潤滑油、免維護(hù)；（9）整個傳動系統(tǒng)重量輕，簧下重量也比傳統(tǒng)的輪軸傳動的輕，單位重量的功率大；（10）由于電機(jī)采用了永磁體，省去了線圈勵磁，理論可節(jié)能10%以上；（11）由于沒有齒輪箱，可對裝向架系統(tǒng)隨意設(shè)計(jì)

3、：如柔式裝向架、單軸轉(zhuǎn)向架，使列車動力性能大大提高。二、電動汽車電機(jī)的性能要求:汽車行駛的特點(diǎn)是頻繁地啟動、加速、減速、停車等。在低速或爬坡時需要高轉(zhuǎn)矩，在高速行駛時需要低轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)能滿足汽車從零到最大行駛速度的要求，即要求電動機(jī)具有高的比功率和功率密度。電動汽車電動機(jī)應(yīng)滿足的主要要求可歸納為如下10個方面:(1) 高電壓。在允許的范圍內(nèi)，盡可能采用高電壓，可以減小電動機(jī)的尺寸和導(dǎo)線等裝備的尺寸，特別是可以降低逆變器的成本。工作電壓由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不變的條件下，最高功率由33 kW提高到50 kW,最大轉(zhuǎn)矩由350 Nm提高到400ONm。

4、可見，應(yīng)用高電壓系統(tǒng)對汽車動力性能的提高極為有利。(2)轉(zhuǎn)速高。電動汽車所采用的感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8 000一12 000 r/min，高轉(zhuǎn)速電動機(jī)的體積較小，質(zhì)量較輕，有利于降低裝車的裝備質(zhì)量。(3)質(zhì)量輕，體積小。電動機(jī)可通過采用鋁合金外殼等途徑降低電動機(jī)的質(zhì)量，各種控制裝置和冷卻系統(tǒng)的材料等也應(yīng)盡可能選用輕質(zhì)材料。電動汽車驅(qū)動電動機(jī)要求有高的比功率(電動機(jī)單位質(zhì)量的輸出功率)和在較寬的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率，以實(shí)現(xiàn)降低車重，延長續(xù)駛里程;而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)通常對比功率、效率及成本進(jìn)行綜合考慮，在額定工作點(diǎn)附近對效率進(jìn)行優(yōu)化。(4)電動機(jī)應(yīng)具有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較大范圍的調(diào)速性能

5、，以滿足啟動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)應(yīng)具有自動調(diào)速功能，以減輕駕駛員的操縱強(qiáng)度，提高駕駛的舒適性，并且能夠達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)汽車加速踏板同樣的控制響應(yīng)。(5)電動汽車驅(qū)動電動機(jī)需要有4一5倍的過載，以滿足短時加速行駛與最大爬坡度的要求，而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)只要求有2倍的過載就可以了。(6)電動汽車驅(qū)動電動機(jī)應(yīng)具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)性能，以滿足多部電動機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行，而工業(yè)驅(qū)動電動機(jī)只要求滿足某一種特定的性能。(7)電動機(jī)應(yīng)具有高效率、低損耗，并在車輛減速時，可進(jìn)行制動能量回收。(8)電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應(yīng)達(dá)到有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。電動汽車的各種動力電池組和電動機(jī)的工

6、作電壓可以達(dá)到300 V以上，因此必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全。(9)能夠在惡劣條件下可靠工作。電動機(jī)應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性，并在運(yùn)行時噪聲低，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作。(10)結(jié)構(gòu)簡單.適合大批量生產(chǎn)，使用維修方便.價格便宜等。三、電動汽車電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀電動汽車的動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)經(jīng)歷了直流電動機(jī)、交流感應(yīng)電動機(jī)和特種專用電動機(jī)的發(fā)展過程。其中，早期的動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)均是采用直流電動機(jī)，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步和實(shí)用化進(jìn)程的推進(jìn)，以交流電動機(jī)為核心的交流驅(qū)動系統(tǒng)開始引起人們的廣泛重視。直流電動機(jī)以其優(yōu)良的驅(qū)動和控制性能等優(yōu)點(diǎn)，最早在電動汽車中廣泛應(yīng)用。其中，直流電動機(jī)

7、中應(yīng)用最廣的是直流串勵電動機(jī)，其次是直流并勵電動機(jī)。20世紀(jì)80年代以前的電動汽車，大都采用直流串勵電動機(jī)與晶體管斬波器作為驅(qū)動器。這種方式在低速時有很大的轉(zhuǎn)矩輸出。通常采用晶體管斬波器脈寬調(diào)制方式，其最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000-6000轉(zhuǎn)min，低速平穩(wěn)性好。直流電機(jī)驅(qū)動要解決的問題是效率問題。由于直流電動機(jī)的效率及可靠性問題、物理體積龐大以及由于換向器的存在而導(dǎo)致的低速平穩(wěn)性等問題，同時研究表明，采用直流電動機(jī)驅(qū)動的系統(tǒng)回轉(zhuǎn)部分的慣性是相同容量的交流電動機(jī)的35倍。因此，目前，直流電動機(jī)已很少作為電動汽車驅(qū)動機(jī)構(gòu)而被考慮采用。交流感應(yīng)電動機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、體積小以及可靠性高等特點(diǎn)，隨著電力電子技術(shù)

8、、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)步和實(shí)用化，人們已開始考慮并逐步實(shí)施感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動在電動汽車上的應(yīng)用。另外，普通感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行效率比永磁電機(jī)和開關(guān)磁組電機(jī)低，特別是低速運(yùn)行時效率更低。永磁電機(jī)具有更高能量密度、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、效率高、控制靈活等特點(diǎn)。在電動汽車中有極好的應(yīng)用前景。永磁無刷電機(jī)系統(tǒng)分為兩類：一類是方波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)(BDCM)；另一類是永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)(PMSM)，也稱之為正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)。永磁無刷電動機(jī)能量密度高于電磁式、磁阻式電機(jī)，目前的研究多集中于提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩重量比方面。典型的永磁無刷電動機(jī)系統(tǒng)是一種準(zhǔn)解耦矢量控制系統(tǒng)。永磁同步電動機(jī)的磁性能受溫度

9、、震動等的影響，過載能力受控制器的限制。近年來，電動汽車應(yīng)用方波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)的越來越多，而采用永磁同步電動機(jī)系統(tǒng)的電動汽車也為數(shù)不少。在電動汽車的直接驅(qū)動方面，這兩種電機(jī)較其它各種電機(jī)具有更明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的交流電機(jī)均采用正弦波電源，考慮到方波電機(jī)可比正弦波電機(jī)產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩(例如，準(zhǔn)方波電機(jī)要比正弦波電機(jī)多輸出大約10的轉(zhuǎn)矩)，方波電機(jī)的研制和應(yīng)用引起人們的注意，如開關(guān)磁阻電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，轉(zhuǎn)子上沒有繞組、磁鋼或滑環(huán)，可以高速運(yùn)行，效率較高。既具有異步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)的高效率、高可靠性，又具有直流調(diào)速系統(tǒng)的良好控制特性。但開關(guān)磁阻電動機(jī)具有嚴(yán)重的非線性。因而，許

10、多工作集中于非線性基礎(chǔ)上的電磁轉(zhuǎn)矩和鐵耗的精確求解上。對于開關(guān)磁阻電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速控制，一般在低速時采用電流斬波控制，或稱之為電流滯環(huán)控制，以獲得恒轉(zhuǎn)矩特性；在高速時，采用角度位置控制。從目前電動汽車驅(qū)動機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，目前和未來的電動汽車電驅(qū)動模式向著交流電動機(jī)驅(qū)動方向發(fā)展。(1)特種結(jié)構(gòu)永磁轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機(jī)：采用新型結(jié)構(gòu)的永磁轉(zhuǎn)子，使永磁同步電機(jī)更適合高速的運(yùn)行；能產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩、易實(shí)現(xiàn)弱磁控制、承受高速旋轉(zhuǎn)時的機(jī)械力。(2)采用混合勵磁方式的同步電機(jī)：這種同步電動機(jī)一方面可以提高永磁電機(jī)弱磁控制恒功率運(yùn)行特性，另一方面，在混合電動汽車上，還可以作發(fā)電機(jī)使用?；旌蟿畲磐诫?/p>

11、機(jī)綜合了直流勵磁同步電機(jī)和永磁同步電機(jī)兩種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。特點(diǎn)是：特別適合于需要恒功率調(diào)速的場合，可以作混合電動汽車的發(fā)電機(jī)運(yùn)行；體積??；效率比異步電動機(jī)高。四、電動汽車驅(qū)動機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)包括電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機(jī)、機(jī)械傳動裝置和車輪，其功用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。五、永磁同步電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子的選擇轉(zhuǎn)子采用永磁體代替電勵磁，根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的安裝位置不同，正弦波永磁同步電機(jī)又分為三類：凸裝式、嵌入式和內(nèi)埋式為了提高電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩、提高弱磁擴(kuò)速能力及機(jī)械強(qiáng)度，電動汽車用PMSM宜選用雙層永磁體的內(nèi)置式磁體結(jié)構(gòu)。為增大PMSM的轉(zhuǎn)矩密度，應(yīng)加大永磁體

12、用量，顯然徑向矩形磁體結(jié)構(gòu)是不適宜的。在其它磁體結(jié)構(gòu)如瓦片型結(jié)構(gòu)、V型結(jié)構(gòu)、U型結(jié)構(gòu)及切向結(jié)構(gòu)中，v型結(jié)構(gòu)及切向結(jié)構(gòu)可看作U型結(jié)構(gòu)的特例，因此電動汽車用PMSM的磁體結(jié)構(gòu)型式認(rèn)為只有瓦片型結(jié)構(gòu)及U型結(jié)構(gòu)。如圖2(a)瓦片型結(jié)構(gòu) （b)U型結(jié)構(gòu)圖2 電動汽車用PMSM轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式(1)與瓦片式磁體結(jié)構(gòu)相比，U型磁體結(jié)構(gòu)在弱磁能力方面占有優(yōu)勢。同時，U型磁體結(jié)構(gòu)還具有明顯的制造成本和價格優(yōu)勢，具有更寬余的永磁體擺放空間，這對于電動汽車用調(diào)速PMSM多用永磁體增大漏磁系數(shù)的設(shè)計(jì)原則是有利的。(2)u型結(jié)構(gòu)的凸極率特別是在低速大轉(zhuǎn)矩時的凸極率小于瓦片式結(jié)構(gòu)，且U型結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度要比瓦片式結(jié)構(gòu)差。(3)

13、在抑制轉(zhuǎn)矩脈動方面，通常通過對電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。例如：采用不均勻氣隙，在轉(zhuǎn)子上分布圓形孔洞，優(yōu)化定子齒形，優(yōu)化磁極形狀等等。圖2為一種新型永磁體形狀設(shè)計(jì)。磁橋?qū)挾缺３植蛔?，隨著角度變小，轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩減小。 圖2標(biāo)準(zhǔn)模型與修改后的模型電動汽車驅(qū)動用PMSM的磁體結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用工況綜合考慮電機(jī)的弱磁能力、抗失磁能力、機(jī)械強(qiáng)度及磁阻轉(zhuǎn)矩的利用等方面的具體情況進(jìn)行選擇。有了高性能永磁材料，還要充分、合理地利用永磁體。用永磁體的矩形結(jié)構(gòu)替代通常的瓦片形結(jié)構(gòu)，能降低永磁體的加工用時與用量。自起動永磁同步電動機(jī)所需的永磁體體積為永磁體的主要尺寸確定永磁體有 3 個主要尺寸: 磁化方向長度

14、hM 、磁化寬度bM、 以及軸向長度L M。通常而言，永磁體的L M取為永磁電機(jī)電樞的軸向長度（因?yàn)長 M 過長與過短都無實(shí)際意義。），所以設(shè)計(jì)永磁體尺寸時可只考慮另外兩個尺寸hM 和bM 。當(dāng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體采用內(nèi)置徑向式磁路結(jié)構(gòu)時，永磁體尺寸的預(yù)估計(jì)算公式為(3-6)，本設(shè)計(jì)中所采用的就是內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)。當(dāng)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體采用內(nèi)置切向式磁路結(jié)構(gòu)時，永磁體尺寸的預(yù)估計(jì)算公式為:式中，K s 電機(jī)的飽和系數(shù)，其值為 1.051.3；K a 與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù) 0.71.2；b m0 永磁體空載工作點(diǎn)； 氣隙長度(mm)；0 空載漏磁系數(shù)；B1氣隙磁密基波幅值(T)；1 極距(mm

15、)；L ef 鐵心長度(mm)；B r 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)；K氣隙磁通波形系數(shù)；L M 軸向長度(mm)。氣隙長度選取永磁同步電動機(jī)的氣隙長度是一個十分重要的尺寸參數(shù)，雖然其對永磁電機(jī)無功電流的影響沒有對感應(yīng)電機(jī)的無功電流的影響那樣敏銳，可其對永磁電機(jī)的直、交軸電抗有很大的影響。而且，氣隙長度的大小還在很大程度上影響著永磁電機(jī)的裝配工藝與永磁電機(jī)的雜散損耗。通常，永磁同步電動機(jī)的氣隙長度比同容量的感應(yīng)電動機(jī)的氣隙長度要大，主要是由于永磁電機(jī)中氣隙磁場的諧波含量比感應(yīng)電機(jī)的大，另外，電機(jī)的容量與中心高越大，永磁電機(jī)的氣隙長度就比同規(guī)格感應(yīng)電機(jī)的氣隙長度大的越多，一般而言要大 0.01O.O3c

16、m。這在很大程度上是由于適當(dāng)?shù)卦龃髿庀堕L度能夠在一定范圍內(nèi)降低永磁同步電動機(jī)過大的雜散損耗，能減小電機(jī)的振動、噪聲以及使電機(jī)的裝配工藝簡便化。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)一臺永磁同步電動機(jī)的氣隙長度增加 0.0lcm 時，它的雜散損耗的下降度能提高 1.5%。因此，設(shè)計(jì)自起動永磁同步電動機(jī)的氣隙長度時，可依據(jù)相似規(guī)格的感應(yīng)電機(jī)的氣隙長度值進(jìn)行選取，然后再進(jìn)一步作適當(dāng)修改即可。六、永磁同步電機(jī)定子的選擇永磁同步電機(jī)的種類繁多，按照定子繞組感應(yīng)電動勢的波形的不同，可以分為正弦波永磁同步電機(jī)(PMSM)和梯形波永磁同步電機(jī)(BLDC)。正弦波永磁同步電機(jī)定子由三相繞組以及鐵芯構(gòu)成，電樞繞組常以Y型連接，采用短

17、距分布繞組；氣隙場設(shè)計(jì)為正弦波，以產(chǎn)生正弦波反電動勢；定子繞組一般制成多相，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定對數(shù)組成。電機(jī)電樞繞組既有采用集中整距繞組的,也有采用分布短距繞組和非常規(guī)繞組的正弦波永磁同步電動機(jī)通常采用分布短距繞組,但在一些正弦波電流控制永磁同步電動機(jī)中,為了減少繞組產(chǎn)生的磁動勢空間諧波,使之更加接近正弦分布以提高電動機(jī)的有關(guān)性能,采用了非常規(guī)繞組,可大大減小電動機(jī)轉(zhuǎn)矩紋波,提高電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性。為了減小電動機(jī)雜散損耗,定子繞組通常采用星型接法。七、提高弱磁擴(kuò)速能力弱磁控制可以實(shí)現(xiàn)永磁同步電動機(jī)在低速時能輸出恒定轉(zhuǎn)矩，高速時能輸出恒定功率，有較寬的調(diào)速范圍。較弱的弱磁性能能夠在逆變器容量不變

18、的情況下提高系統(tǒng)性能；或者說在保持系統(tǒng)性能不變的前提下降低電機(jī)的最大功率，從而降低逆變器的容量。因此對永磁同步電動機(jī)進(jìn)行弱磁控制并且拓寬弱磁范圍有著重要的意義。為了提高電機(jī)效率、擴(kuò)大電機(jī)的弱磁能力，國內(nèi)外提出了許多弱磁設(shè)計(jì)方案：其中代表性的主要有：(1)定子采用深槽結(jié)構(gòu)：通過采用深槽結(jié)構(gòu)增加直軸漏杭，從而增加電機(jī)的弱磁能力。日本人采用這種方法設(shè)計(jì)出的樣機(jī)最高速度可達(dá)13 000 rmin。但采用這種方法高速鐵耗比較大。日本電機(jī)采用了高性能低飽和硅鋼片，采用普通的硅鋼片材料設(shè)計(jì)效果不會很好。(2)復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：復(fù)合式轉(zhuǎn)子由永磁段和軸向?qū)盈B磁阻段組成，兩者同軸置于同一定子鐵心內(nèi)?？梢詫@兩部分進(jìn)行

19、獨(dú)立設(shè)計(jì)，磁阻段用于控制電機(jī)直、交軸電抗參數(shù)，以獲得需要的凸極比。這種結(jié)構(gòu)可以增大電機(jī)的直軸電抗，擴(kuò)大電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍。但這種結(jié)構(gòu)會使轉(zhuǎn)矩密度降低，高速時鐵磁損耗很大。(3)交替極結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)：這種電機(jī)的定子由疊片鐵心、鐵軛以及3相繞組組成；沿圓周的直流繞組被放置在定子鐵心的中間。轉(zhuǎn)子極分為兩部分：一部分放徑向磁化的永磁體，一部分為鐵極結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)弱磁控制，但直流繞組的引入減小了功率密度，對空間體積的要求也增加了。(4)雙套定子繞組：低速時采用低速繞組提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、降低電流從而提高電機(jī)的效率，高速時采用高速繞組降低電機(jī)的反電勢擴(kuò)大電機(jī)的高速運(yùn)行范圍。美國技術(shù)公司就采用了這項(xiàng)技術(shù)。沈陽工

20、業(yè)大學(xué)和香港大學(xué)也對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了研究。香港大學(xué)通過實(shí)驗(yàn)證明采用雙套繞組后永磁同步電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可由2 000 rmin擴(kuò)大到4 500 rmin以上。八、電機(jī)設(shè)計(jì)步驟通過前面幾節(jié)的分析，可以形成一套電動汽車用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)方法，按照設(shè)計(jì)的順序，它包含以下幾個方面：(1) 主要尺寸設(shè)計(jì)?？焖俚玫诫姍C(jī)的初步設(shè)計(jì)方案，滿足整車頻繁調(diào)整尺寸的要求。(2) 磁路設(shè)計(jì)、繞組設(shè)計(jì)和電路參數(shù)設(shè)計(jì)。這部分與傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)區(qū)別不大。但應(yīng)多采用解析計(jì)算，有限元仿真作輔助。因?yàn)?，電動汽車?qū)動電機(jī)設(shè)計(jì)方案從提出到成型需要調(diào)整的次數(shù)非常多，采用具備一定精度的解析計(jì)算，可以方便在設(shè)計(jì)過程中加入優(yōu)化算法，提高設(shè)計(jì)

21、的效率。(3) 額定工作性能設(shè)計(jì)。通過引入電機(jī)控制策略，計(jì)算實(shí)際運(yùn)行情況下的額定工作性能，得到滿足額定性能指標(biāo)的基本設(shè)計(jì)方案。(4) 弱磁擴(kuò)速比和過載倍數(shù)計(jì)算。首先計(jì)算電機(jī)在不同過載倍數(shù)下達(dá)到極限溫度所用的時間，然后確定電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速下的過載倍數(shù)，最后得到電機(jī)帶載的弱磁擴(kuò)速比。通過這兩個參數(shù)的計(jì)算和對基本設(shè)計(jì)方案的調(diào)整，得到滿足電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩指標(biāo)的可行設(shè)計(jì)方案。(5) 區(qū)域性能設(shè)計(jì)。通過電機(jī)效率 Map 圖的計(jì)算，調(diào)整可行設(shè)計(jì)方案，盡量擴(kuò)大電機(jī)工作的高效區(qū)，得到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。(6) 依據(jù)車輛運(yùn)行的循環(huán)工況計(jì)算電機(jī)的性能。根據(jù)不同循環(huán)工況的計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的溫度指標(biāo)，得到從電動汽

22、車角度出發(fā)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。九、電動汽車研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢永磁同步電機(jī)的功率因數(shù)大、效率高、功率密度大、是一種比較理想的驅(qū)動電機(jī)，但正由于電磁結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子勵磁不能隨意改變導(dǎo)致電機(jī)弱磁困難，調(diào)速特性不如直流電機(jī)，目前永磁同步電機(jī)理論還不如直流電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)完善還有許多問題需要進(jìn)一步研究主要有以下兩方面：（1）電機(jī)效率：永磁同步電機(jī)低速效率較低，如何通過設(shè)計(jì)降低低速損耗減小低速額定電流是目前研究的熱點(diǎn)之一（2）電機(jī)的弱磁能力永磁同步電機(jī)由于轉(zhuǎn)子是永磁體勵磁隨著轉(zhuǎn)速的升高電動機(jī)電壓會逐浙達(dá)到逆變器所能輸出的電壓極限這時要想繼續(xù)升高轉(zhuǎn)速只有靠調(diào)節(jié)定子電流的大小和相位增加直軸去磁電流來等效弱磁提高轉(zhuǎn)速，電機(jī)

23、的弱磁能力大小主要與直軸電抗和反電勢大小有關(guān)，但永磁體串聯(lián)在直軸磁路中，所以直軸磁路一般磁阻較大，弱磁能力較小,電機(jī)反電勢較大時，也會降低電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。國內(nèi)外提出了許多弱磁設(shè)計(jì)方案，其中代表性的主要有：定子采用深槽結(jié)構(gòu)：通過采用深槽結(jié)構(gòu)增加直軸漏杭%從而增加電機(jī)的弱磁能力。復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：復(fù)合式轉(zhuǎn)子由永磁段和磁阻段組成，安放在同一定子鐵芯內(nèi)。雙套定子繞組：低速時采用低速繞組提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、降低電流從而提高電機(jī)的效率，高速時采用高速繞組降低電機(jī)的反電勢擴(kuò)大電機(jī)的高速運(yùn)行范圍。目前永磁同步電機(jī)的發(fā)展趨勢主要有以下幾方面：（1）無位置傳感器永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng);（2）具有磁場控制的永磁同步電機(jī)驅(qū)動系

24、統(tǒng);（3）輪式永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng);（4）動力傳動一體化電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(電機(jī)/減速,齒輪/傳動軸);（5）雙饋電永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng);十、永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型忽略電機(jī)鐵耗，銅耗，定子電阻和飽和效應(yīng)，根據(jù)同步電機(jī)雙反應(yīng)理論可寫出電壓、磁鏈和轉(zhuǎn)矩方程(電動機(jī)慣例)：（7.1）（7.2）（7.3）其中為定子電壓為定子電流為方便分析，選取如下基值標(biāo)么化參數(shù)其中為定予極限電流，為定子極限電壓，為電機(jī)運(yùn)行在最高轉(zhuǎn)速時對應(yīng)的電角速度永磁電機(jī)在低速運(yùn)行時，可認(rèn)為電機(jī)電源電壓不受限制，達(dá)到極限電流。由式(31)(32)C33)可寫出： （7.4）為求取最大電磁轉(zhuǎn)矩；令得 （7.5）式(35)代入式(34)可得：

25、（7.6）其中：在最高速轉(zhuǎn)運(yùn)行，定子電壓為定子最高電壓，定予電流達(dá)到極限電流時，由式(71)(72)(73)可列寫下式：（7.7）通過式(76)與式(77)即可對永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行合理得選取。而在實(shí)際中可以通過電機(jī)的運(yùn)行路況來確定電機(jī)的參數(shù):所選擇的電動機(jī)功率應(yīng)不小于在平坦良好路面上車輛以最高車速行駛時阻力功率之和，即式中，Pe為電動機(jī)額定功率；M為整車總質(zhì)量；g為重力加速度；f為滾動阻力系數(shù)；Umax為最高車速；Cd為空氣阻力系數(shù)；A為車輛迎風(fēng)面積；t為傳動系效率以常規(guī)車速確定電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速通常以電動汽車經(jīng)常跑動的車速來確定電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，也即電動機(jī)經(jīng)常運(yùn)行的轉(zhuǎn)速。其中：Nm 一電動機(jī)

26、額定轉(zhuǎn)速，rmin；ig一變速器傳動比io一主減速器傳動比；Vn一常規(guī)車速；Kmh； r一滾動半徑/m以額定功率和額定轉(zhuǎn)速確定電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩:其中：TN一額定轉(zhuǎn)矩， N _m以最大爬坡度確定其短時工作條件下的低速轉(zhuǎn)矩:假定以勻速爬坡，車輛在行駛過程中所受阻力有滾動阻力，空氣阻力，坡道阻力。則電動機(jī)提供的驅(qū)動力為：其中：F廣電動汽車驅(qū)動力，N；d_坡道角度值。再根據(jù)車輛驅(qū)動力與電機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩關(guān)系式，便可得出所需轉(zhuǎn)矩：當(dāng)電動汽車以額定車速在平地上勻速行駛時，電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩即為額定轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)加速性能在水平良好路面上，車輛的行駛加速度表示為：式中：Ttq電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；ig變速器傳動比；i0主減速器

27、傳動比；r車輪半徑；傳動機(jī)構(gòu)效率，包括變速器、傳動軸和主減速器；Fw車輛行駛的空氣阻力，；Ff車輛行駛滾動阻力；M總質(zhì)量；轉(zhuǎn)動質(zhì)量換算系數(shù)。十一、電機(jī)計(jì)算正弦波永磁同步電動機(jī)與電勵磁凸極同步電動機(jī)有著相似的內(nèi)部電磁關(guān)系,故可采用雙反應(yīng)理論來研究。需要指出的是,由于永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子直軸磁路中永磁體的磁導(dǎo)率很小,使得電動機(jī)直軸電樞反應(yīng)電感一般小于交軸電樞反應(yīng)電感。(1)同步電機(jī)的額定值1）額定電壓：是指在正常運(yùn)行時，按照制造廠的規(guī)定，定子三相繞組上的線電壓。電壓的單位用V或kV表示。2）額定電流：流過定子繞組的線電流 。3）額定功率：是指在正常運(yùn)行時，電機(jī)的輸出功率 。A：對于發(fā)電機(jī)而言：輸出的

28、是電功率。B：對于電動機(jī)而言：輸出的是機(jī)械功率。4. 相數(shù)m ：一般m=3。5. 額定頻率:電源逆變器輸出頻率。6）額定轉(zhuǎn)速：額定轉(zhuǎn)速即為電機(jī)的同步速，在一定極數(shù)及頻率時，它的轉(zhuǎn)速是定值。7）額定勵磁電壓8）額定勵磁電流(2)電樞反應(yīng)：內(nèi)功率因數(shù)角=00 交軸電樞反應(yīng)內(nèi)功率因數(shù)角=900直軸去磁電樞反應(yīng)內(nèi)功率因數(shù)角=-900直軸助磁電樞反應(yīng)內(nèi)功率因數(shù)角00900既有交軸又有直軸去磁電樞反應(yīng)電樞磁勢和電樞電流分量=00,交軸電樞磁動勢和勵磁磁動勢作用產(chǎn)生電磁力, 形成制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩Tem勵磁磁動勢超前電樞磁動勢=1800,交軸電樞磁動勢和勵磁磁動勢作用產(chǎn)生電磁力, 形成驅(qū)動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩Te

29、m電樞磁動勢超前勵磁磁動勢=900,直軸電樞磁動勢也產(chǎn)生電磁力，但不形成電磁轉(zhuǎn)矩當(dāng)同步發(fā)電機(jī)供給滯后電流時，電樞磁勢除了一部分產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)外，還有一部分產(chǎn)生直軸去磁電樞反應(yīng)；當(dāng)電機(jī)供給超前電流時，電樞磁勢除了一部分產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)外，還有一部分產(chǎn)生直軸增磁電樞反應(yīng)。(3)同步發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行1) 隱極同步電機(jī)的電樞反應(yīng)：在三相對稱電流通過電樞繞組后，所產(chǎn)生的匝鏈定子繞組的磁通為( ) ，兩者在電樞繞組中所產(chǎn)生的全部電勢為式中 稱為隱極同步電機(jī)的同步電抗。2) 凸極同步電機(jī)：將磁動勢 分解成沿直軸和交軸方向的兩個分量。有：直軸和交軸電樞反應(yīng)電抗各和定子漏抗相加，便可以得到直軸同步電抗和交軸同步

30、電抗，即：在永磁同步電機(jī)中可以看成是凸極同步電機(jī)，故有：當(dāng)凸極同步發(fā)電機(jī)在對稱負(fù)載下運(yùn)行時，氣隙中也存在著兩種旋轉(zhuǎn)磁勢，即轉(zhuǎn)子上磁極磁勢和定子上電樞磁勢。由于凸極電機(jī)中，轉(zhuǎn)子直軸和交軸上的氣隙不等，在分析電樞磁勢影響時，必須按照前面我們所分析的將磁動勢分解成直軸和交軸兩個分量，然后和處理隱極電機(jī)一樣，不考慮磁路的飽和現(xiàn)象，應(yīng)用迭加原理認(rèn)為它們各自獨(dú)立地產(chǎn)生相應(yīng)的磁通，并在電樞繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢。凸極發(fā)電機(jī)的電磁過程：這樣，產(chǎn)生的端電壓為：整理得：可以把漏抗壓降分解成兩個分量，即：凸極發(fā)電機(jī)的相量圖如下：(4) 凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性凸極同步發(fā)電機(jī)的相量圖：從凸極發(fā)電機(jī)的相量圖可以看出：或最后

31、，可得：式中 為基本電磁功率； 為附加電磁功率顯然,此時當(dāng)功角=900時,電磁功率并不象隱極式一樣達(dá)到最大,而是提前. 凸極同步發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和隱極發(fā)電機(jī)的推導(dǎo)方法一樣，在恒定轉(zhuǎn)速1下，轉(zhuǎn)矩和功率成正比，于是得：式中 為基本電磁轉(zhuǎn)矩； 為附加電磁轉(zhuǎn)矩，又稱磁阻轉(zhuǎn)矩。(5) 損耗分析計(jì)算永磁同步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的損耗主要包括以下四項(xiàng):定子繞組電阻損耗,可通過公式求得: 2)鐵芯損耗：隨電機(jī)工作溫度變化而變化,隨負(fù)載大小的改變而變化,準(zhǔn)確計(jì)算非常困難，工程上采用與感應(yīng)電動機(jī)鐵耗計(jì)算類似的公式,再根據(jù)實(shí)際進(jìn)行修正。3)機(jī)械損耗：根據(jù)實(shí)測值或者參考其他電機(jī)機(jī)械損耗的計(jì)算方法計(jì)算。4)雜散損耗：目前還

32、沒有準(zhǔn)確實(shí)用的計(jì)算公式,一般根據(jù)具體情況和經(jīng)驗(yàn)取定。(6) 永磁同步電動機(jī)參數(shù)計(jì)算與分析1)電機(jī)空載反電動勢:空載反電動勢E是永磁同步電動機(jī)一個非常重要的參數(shù)E0(V)由電動機(jī)中永磁體產(chǎn)生的空載氣隙基波磁通在電樞繞組中感應(yīng)產(chǎn)生,其值為:E0的大小不僅決定電動機(jī)是運(yùn)行于增磁狀態(tài)還是去磁狀態(tài),而且對電動機(jī)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能都有很大的影響,合理的設(shè)計(jì)E0,可降低定子電流,提高電動機(jī)效率,降低電動機(jī)的溫度升高。2）交、直軸電樞反應(yīng)電抗：電樞反應(yīng)電抗的計(jì)算,可不考慮Xad的非線性,但必須考慮交軸磁路的飽和對Xaq的影響。從電機(jī)向量圖可得電動機(jī)直軸內(nèi)電動勢Ed=EO士IdXad式中,當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行于弱磁狀態(tài)時

33、取一號;當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行于增磁狀態(tài)時取+號。由此可得直軸電樞反應(yīng)電抗式中的Ed由如下公式得出其中直軸電樞電流等于Id時，永磁體提供的有效氣隙基波磁通，所以直軸電樞反應(yīng)電抗為交軸電樞電抗Xaq因?yàn)榭紤]交軸磁路飽和,需迭代求解,具體步驟如下:1)給定某一轉(zhuǎn)矩角;2)假設(shè)交軸電流分量Iq1,則交軸電樞磁動勢式中Kaq交軸電樞磁動勢折算系數(shù)。3)由交軸電樞磁動勢Faq通過查表求交軸氣隙基波磁通中4)通過,求出交軸電樞反應(yīng)電動勢Eaq5)計(jì)算Xq6)求出交軸電流分量計(jì)算值Iq7)比較Iq和Iq1值,重復(fù)2)到6)步,反復(fù)進(jìn)行迭代計(jì)算,直至Iq與Iq1間的誤差在容許的范圍內(nèi)相對來說,Xaq對永磁同步電動機(jī)性能

34、的影響比Xaq1對電動機(jī)性能的影響更加明顯。交、直軸電樞磁動勢折算系數(shù)Kaq和Kad反映了電動機(jī)磁路結(jié)構(gòu)對電動機(jī)電樞反應(yīng)電抗Xaq和Xad的影響,其大小主要與電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān),較難用解析法準(zhǔn)確計(jì)算,一般直接采用經(jīng)驗(yàn)值得出。附錄資料：不需要的可以自行刪除電氣設(shè)備系統(tǒng)布線規(guī)范1目的和分類 1.1 合適的布線（包括線纜選擇與布敷、屏蔽連接與工藝）可以有效地減少外部環(huán)境對信號的干擾以及各種線纜之間的相互干擾，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。同時，也便于查找故障原因和維護(hù)工作，提高產(chǎn)品的可用性。 1.2線纜大致分成以下幾種類型： A類：敏感信號線纜 B類：低壓信號線纜 D類：輔助電路配電電纜 E類：主電路配電電纜

35、 1.3 A類 指各種串行通信（如以太網(wǎng)、RS485等）電纜、數(shù)據(jù)傳輸總線、ATC天線和通信電纜，無線電、以及各類毫伏級（如熱電偶、應(yīng)變信號等）信號線。 1.4 B類 指5V、15V、24V、010mA、420mA等低壓信號線（如各種傳感器信號、同步電壓等）以及廣播音頻、對講音頻電纜。 1.5 D類 指220/400V、連接各種輔助電機(jī)、輔助逆變器的電纜。 1.6 E類 指額定電壓3kV（最大3600V）以下，500V以上的電力電纜。1.7 這4類信號中，就易被干擾而言，按AE的順序排列，A類線最易被干擾；就發(fā)射的電磁騷擾而言，按EA的順序排列，E類發(fā)射的騷擾最強(qiáng)。 2線纜選擇的基本原則 2.

36、1 應(yīng)選擇阻燃、無鹵（或低鹵）、無毒的絕緣線纜，線纜應(yīng)具備良好的拉伸強(qiáng)度、耐磨損性和柔軟性，以適應(yīng)振動沖擊的環(huán)境。 2.2 根據(jù)信號的電壓等級、額定電流、預(yù)期短路電流、頻率、環(huán)境條件、電磁兼容性要求及預(yù)期壽命來選擇電纜的型號和規(guī)格。線纜應(yīng)符合TB/T 1484的要求。 2.3 配電電纜截面積按發(fā)熱條件選擇，負(fù)載電流必須小于允許載流量（安全載流量）。 2.4 電纜以線芯長期允許工作溫度分成：A組（不超過100）和B組（不超過125）。 2.5 交流系統(tǒng)中，電纜的額定電壓至少應(yīng)等于系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓；直流系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓應(yīng)不大于該電纜額定電壓的1.5倍。 2.6 T同軸電纜的抗干擾性能較好，傳

37、輸距離長，可用作視頻、射頻信號的電纜。2.7 銅母線一般應(yīng)根據(jù)GB 5584.2及GB5585.2，選擇采用TBY、TBR型扁銅線及TMY、TMR型銅母線。 2.8 對于A類和B類應(yīng)采用雙絞屏蔽電纜，A類中的通信線必要時可采用光纖。 2.9 T配電電纜宜用屏蔽電纜，以防止對外部的輻射干擾。 3布線的基本要求 3.1 電氣設(shè)備的布線應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定的電路圖及裝置布線圖要求。 4電子裝置的布線 4.1 布線原則 4.1.1機(jī)車電子裝置內(nèi)兩接線端子間電線不允許剪接。 4.1.2導(dǎo)線穿過金屬板（管）孔時，應(yīng)在板（管）孔上裝有絕緣護(hù)套（出線環(huán)或出線套）。 4.1.3導(dǎo)線彎曲時，過渡半徑應(yīng)為導(dǎo)線直徑的3倍以

38、上，導(dǎo)線束彎曲時也應(yīng)符合該要求，并圓滑過渡。 4.1.4電線和各接線端子、電氣設(shè)備及插頭插座連接時，要留一定的弧度，以利于解連和重新連接。 4.1.5 導(dǎo)線連接原則上應(yīng)通過接頭，視具體情況采用壓接、焊接、插接、繞接等方式。 4.1.6除繞接線外，每根導(dǎo)線兩端必須有清晰牢固的線號，線號套管在導(dǎo)線上不易移動，視看方便，至少要保持一個大修期。 4.1.7電線槽安裝應(yīng)牢固，導(dǎo)線要用扎線帶、線卡等以適當(dāng)間隔可靠固定，防止振動造成損傷。 4.1.8電線電纜出入線槽、線管時必須加以保護(hù)，管口應(yīng)加絕緣套（有油處應(yīng)耐油）或用絕緣物包扎。 4.1.9對外有一定干擾或自身需防止干擾的信號，在對外布線及裝置內(nèi)部布線時

39、需采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)接至機(jī)箱外部的專用接地母排或通過連接器外殼接至機(jī)箱箱體上。 4.1.10 T插體箱內(nèi)部各電路板間的連接宜采用繞接或插接布線。在布線密度過高時宜采用背板工藝方式。 4.1.11所有繞接布線起碼應(yīng)符合IEC 60352-1規(guī)定的改進(jìn)型。同一位置不能既有焊接又有繞 接。繞接線應(yīng)適合于選定的繞接工序，且至少應(yīng)緊繞3匝以上。 4.1.12設(shè)計(jì)繞接布線時應(yīng)考慮同一針上最多繞接3根導(dǎo)線。 4.1.13在插件箱布線時，對A、B、C三類信號要分區(qū)走線，盡量減少C類對A、B類的干擾。C類中的電源線宜用雙絞線插接布線，脈沖信號線應(yīng)用雙絞線繞接。A類應(yīng)用雙絞線最后繞接并避開C類導(dǎo)線。 4.1.1

40、4多芯電纜應(yīng)留有10%或至少2根備用絕緣線芯。連接器中應(yīng)留有相應(yīng)數(shù)量的備用接點(diǎn)。 4.1.15 T蓄電池供電電纜的分支應(yīng)盡可能地靠近蓄電池。 4.2電子裝置中使用的接頭應(yīng)符合TB/T 1507-93中第7章的要求。插頭及插座應(yīng)符合TB/T15082005中5.6條的規(guī)定。 4.3 線槽的出口邊緣必須光滑，不得有尖角和毛刺。 4.4電線綁扎及固定 4.4.1在金屬扎線桿、板的所有長度上，應(yīng)用絕緣帶半疊繞一層后再扎線。疊繞方向由下至上（水平方向疊繞除外）。 4.4.2電子裝置中的電線和線束，在扎線桿、板端部、分岔線束根部及線束拐彎處均應(yīng)有束帶緊固。其它區(qū)段視情況可以連續(xù)包扎，也可以分段綁扎，但分段

41、間隔不超過200mm。 4.4.3 線卡或綁扎帶應(yīng)有足夠的電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度。 4.4.4 T電源濾波器的進(jìn)線宜單獨(dú)走線，不宜與出線綁扎在一束中。 4.5線號 4.5.1 線號標(biāo)記可采用下列形式之一： 線號的數(shù)字； 連接處的電氣設(shè)備項(xiàng)目代號與端子代號的組合。 4.5.2 線號的標(biāo)注為機(jī)械制圖標(biāo)注法，具體見TB/T 15082005第5.4.8款。 4.5.3 線號應(yīng)固定在線適當(dāng)位置，不得因振動而丟失。 5E類、D類的布線 5.1安全措施 5.1.1 電氣設(shè)備外殼必須有良好的接地。 5.1.2 電氣設(shè)備應(yīng)具有GB 4208規(guī)定的IP 32級以上的防護(hù)等級。 5.1.3 帶有插座輸出的電路應(yīng)有防止

42、相關(guān)人員接近的安全保護(hù)措施。 5.1.4 對有大電容器的設(shè)備必須有在電容放完電后才允許接近的措施。 5.2銅母線及其連接 5.2.1 母線落料、鉆孔和沖孔后，應(yīng)去毛刺。 5.2.2銅母線、扁銅線平彎時，彎曲內(nèi)半徑不小于窄邊寬度；扁彎時彎曲內(nèi)半徑不小于母線寬邊寬度。 5.2.3 母線焊接處的焊縫必須牢固、均勻、無虛焊、裂紋、氣泡和夾渣等現(xiàn)象。 5.2.4 母線應(yīng)平整、調(diào)直，表面不得有高于1mm的折皺。母線彎制后不應(yīng)有裂紋或裂口。 5.2.5母線和母線連接處，母線與電器端子連接處的連接長度不小于銅排的寬度，并應(yīng)采用鍍（搪）錫、鍍銀等防電化腐蝕措施。對銅母線的其余部分可以采用鍍（搪）錫、刷油漆、包扎

43、絕緣等防護(hù)措施。 5.2.6 母線和母線、母線和電器端子連接處應(yīng)平整、密貼。必要時可采用接合電阻等方法檢查。 5.2.7 母線和母線間的電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合TB/T 1508的規(guī)定。 5.2.8 連接應(yīng)做到安全和接觸可靠，在容易接觸到霧滴的連接處，要有可靠的防水措施。 5.3 電線電纜的彎曲半徑應(yīng)滿足以下要求且應(yīng)圓滑過渡： 當(dāng)電纜直徑小于或等于10mm時，不小于電纜外徑的2倍； 當(dāng)電纜直徑大于10mm而小于20mm時，不小于電纜外徑的4倍； 當(dāng)電纜直徑大于20mm時，不小于電纜外徑的6倍。 5.4 電纜接頭應(yīng)按照TB/T 1507中7.17.4條的規(guī)定，根據(jù)電纜的截面選用。 5.5布線原則

44、 5.5.1 E類電纜應(yīng)遠(yuǎn)離A、B類電纜至少0.5m，離C類電纜0.4m，離D類電纜0.3m。各類電纜應(yīng)分束、分槽布線。 5.5.2 T如果不同類的電纜發(fā)生交叉，電纜與電纜之間宜成直角。 5.5.3應(yīng)注意使電纜盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱器件。 發(fā)熱溫度在100以內(nèi)的發(fā)熱器件，電線與之距離需20mm； 發(fā)熱溫度在100300的發(fā)熱器件，電線與之距離需30mm； 發(fā)熱在300以上，如無隔熱、防火措施者，電線與之距離需80mm；如有隔熱、防火措施，則以實(shí)際可能的溫度考慮。達(dá)不到此距離時，允許穿瓷套來解決。 5.5.4電纜可以采用線槽、線管，也可以裸露布線。線槽管的端部以及電線引出口不得浸漏油、水。裸露布置的電線必

45、須充分注意不得浸入油、水。 5.5.5 電纜布線經(jīng)過設(shè)備柜體上金屬隔板的孔應(yīng)不影響柜體的強(qiáng)度。 5.5.6 穿入線管的高壓電纜，外徑面積之和不應(yīng)超過線管內(nèi)孔截面積的60%（一根電線的可以例外） 5.5.7 高壓電纜兩端接線應(yīng)采用接頭壓接（與接插件相連者除外），符合TB/T 1507中7.5條的規(guī)定。 5.5.8 T干線與支線連接宜采用接線座，4mm2以下電線電纜可采用焊接形式。 5.5.9 每個螺栓接線座（端子）上接線數(shù)： 用于供電連接時，不應(yīng)超過2根； 用于控制和接地連接時，不應(yīng)超過4根。 5.5.10導(dǎo)體標(biāo)稱截面積16mm2的單芯或多芯電纜敷設(shè)在機(jī)車車輛上時，備用長度不宜太長，但在每一端留

46、有的備用長度應(yīng)允許進(jìn)行至少3次的重新端接。 5.6布線工藝 5.6.1 兩接線端子間電纜不允許剪接，電纜應(yīng)在接線端子或電器接線處連接。 5.6.2 與接線端子相連的電線電纜，剝線長度按TB/T 15071993的規(guī)定，剝線時線芯不應(yīng)有損傷、斷股現(xiàn)象。 5.6.3 電線管、槽安裝應(yīng)牢固、電纜要用扎線帶、線卡等以適當(dāng)間隔可靠固定，防止振動造成損傷。 5.6.4電線電纜出入線槽、線管及穿過金屬隔板的孔、口時，必須加以防護(hù)。所有各孔、管口應(yīng)加絕緣套（有油處應(yīng)耐油）或用絕緣物包扎。 5.6.5在金屬扎線桿的所有長度上，應(yīng)用塑料帶或絕緣帶疊繞，疊繞方向應(yīng)由下至上（水平方向疊繞除外） 5.6.6 電纜綁扎應(yīng)

47、緊固整齊、橫平豎直、外形美觀。 5.6.7電纜束中，各電纜應(yīng)平整，電纜（束）在扎線桿（板）端部、分岔電纜束根部、電纜束拐彎處均應(yīng)有束帶緊固。其它區(qū)段可用束帶進(jìn)行連續(xù)或分段綁扎，但分段間隔不超過200mm。 5.6.8電纜與接線端采用螺紋式接線座連接時，接線柱對電線電纜的最低保持力應(yīng)符合工藝文件的規(guī)定。 5.7線號標(biāo)記 5.7.1每根電纜兩端必須有牢固的線號，每個插頭、座，每個接線座（端子）上或安裝裝置處必須有清晰牢固的代號標(biāo)記；銅母線要打鋼印號碼。導(dǎo)線標(biāo)記至少要保持一個大修期。 5.7.2線號套管或線號標(biāo)牌在電纜上應(yīng)不易移動、視看方便，線號標(biāo)注方法為機(jī)械制圖標(biāo)注法，詳見TB/T 1508200

48、5第5.4.8款。 6A、B類的布線 6.1 A、B類布線除下面特殊要求外，其余可參照第4章電子裝置的布線。 6.2 A類中通信線的選擇 6.2.1各種專用于通信的通信線，如總線RS485、RS422、CAN 、RS232C等，應(yīng)符合TB/T 1484.3通信網(wǎng)絡(luò)用電纜的規(guī)定。 20.75mm2雙絞屏蔽電纜（帶護(hù)套） 120.5mm210.5mm2三芯屏蔽電纜（帶護(hù)套） 其它通信線可根據(jù)頻率來選擇各種雙絞屏蔽電纜或同軸電纜。 6.2布線原則 6.2.1 A、B類電纜至少離C類0.1m、離D類0.2m、離E類0.5m。對于個別確有困難達(dá)到上述要求時，必須用普列卡鋼質(zhì)軟管、金屬管、線槽或其它措施加

49、強(qiáng)屏蔽，隔離體要單獨(dú)接地，接地線長度應(yīng)小于1m。 6.2.2 T如果不同類的電纜發(fā)生交叉，電纜與電纜之間宜成直角。 6.2.3 A類線應(yīng)盡量布置在單獨(dú)的線槽或鋼管內(nèi)，它不得與60V以上的控制線敷設(shè)在同一管道內(nèi)，鋼管兩端應(yīng)接地。 6.2.4 通信線的彎曲半徑不得小于5倍電纜外徑。 6.2.5 通信線應(yīng)采用壓接工藝通過插頭插座連接。 6.2.6在兩個插頭（座）之間通信線必須連續(xù)，禁止任何中間的連接，以減少通信信號的損失。 6.2.7 通信線的最末兩端應(yīng)接端接器，其阻值必須與通信線的特性阻抗匹配。 6.4 WTB列車總線 6.3光纖布線 6.3.1光纜布放前，其兩端應(yīng)貼有標(biāo)簽，標(biāo)明起始和終端位置，標(biāo)

50、簽應(yīng)書寫清晰、端正和正確。 6.3.2布放光纜應(yīng)平直，不得產(chǎn)生扭絞、打圈現(xiàn)象，不應(yīng)受到外力擠壓和損傷。布放中應(yīng)手持電纜以免光纖受力。 6.3.3 光纖彎曲半徑不小于100mm。 6.3.4 光纖的長度是預(yù)估的，對于長了的光纖，可在適當(dāng)?shù)胤绞饋?，但要注意彎曲半徑?6.3.5光纖的插頭及星耦器，插件上的插座都有保護(hù)蓋，以防光路污染。連接時應(yīng)取下保護(hù)蓋，并保存好保護(hù)蓋，以便以后拆卸時仍可以保護(hù)。 技術(shù)要求（一）、操作面板1、操作面板的位置要合適，便于操作及操作者觀察設(shè)備運(yùn)行情況。2、指示燈要求設(shè)置齊全，不同功能的指示燈，使用不同顏色。具體要求為：電源指示燈綠色，狀態(tài)燈黃色，故障燈紅色。3、按鈕開關(guān)設(shè)置齊全，能夠獨(dú)立運(yùn)行的部件，都應(yīng)有相應(yīng)的手動操作按鈕。4、急停按鈕采用紅色蘑菇頭自鎖按鈕，連接常閉點(diǎn)。5、操作面板上的指示燈、按鈕開關(guān)等，要有明確的名稱指示標(biāo)牌,并要可靠固定。標(biāo)牌采用金屬刻字標(biāo)牌。6、設(shè)備自動運(yùn)行時，在任何位置，按停止鍵設(shè)備停止后，都能用手動操作恢復(fù)到初始狀態(tài)，并