電動汽車驅(qū)動電機及其調(diào)速控制系統(tǒng)課件

第二章電動汽車驅(qū)動電機及其調(diào)速控制系統(tǒng)目錄第一節(jié)概述第二節(jié)直流電機第三節(jié)交流電機第四節(jié)永磁無刷電機第五節(jié)開關(guān)磁阻電機及驅(qū)動SRD系統(tǒng)第六節(jié)直接驅(qū)動輪轂式裝置第二章電動汽車驅(qū)動電機及其調(diào)速控制系統(tǒng)目錄第一節(jié)概述

第一節(jié)概述電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)特性：決定主要行駛性能指標(biāo)，起著節(jié)約電能消耗的重要作用。為提高電動汽車性價比以促使普及產(chǎn)業(yè)化，要求整個動力驅(qū)動系統(tǒng)效能高、造價低、堅固耐用、便于維護等。由于動力系統(tǒng)所用電機要求同時具有電動機和發(fā)電機兩種功能，為此約定：僅為前單項功能被稱電動機；兼有兩項功能簡稱電機，以此一字區(qū)別即知其含義。動力驅(qū)動系統(tǒng)可按傳動結(jié)構(gòu)方式或電機類型分類：按傳動結(jié)構(gòu)方式分類參見圖1-19，及前所述特點。本章將按電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)所用主要電機類型：直流電機、交流電機、永磁無刷電機、開關(guān)磁阻電機來分別介紹。圖1-19四種典型的動力傳遞驅(qū)動結(jié)構(gòu)

a)傳統(tǒng)的驅(qū)動模式b)電動機-驅(qū)動橋組合式驅(qū)動方式

離合器變速器傳動軸驅(qū)動橋轉(zhuǎn)向器電動機組合式驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向器c)電動機-驅(qū)動橋整體式驅(qū)動方式d)輪轂電機分散驅(qū)動方式整體式驅(qū)動系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向器輪轂電機轉(zhuǎn)向器輪轂電機第一節(jié)概述電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)特性：決定主要行直流電機：控制簡單、成本較低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但由于具有電刷，存在換向火花、電刷易磨損、需定期維護等缺點。

第一節(jié)概述交流電機：本身具有堅固耐用、效率高、體積小、免維護等優(yōu)點，但其驅(qū)動控制器由于需將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并要采用矢量控制變頻調(diào)速，控制線路復(fù)雜而價格高。永磁無刷電機：有無刷直流電機和三相永磁同步電機兩種，由于采用永磁鐵勵磁極大提高電機效率及其功率密度(單位體積下功率)，但驅(qū)動控制器相對較復(fù)雜而使成本較高，也由于永磁體受溫度影響較大，存在可靠性不足及功率受限等。開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)：為新型機電一體化裝置，有結(jié)構(gòu)簡單、堅固可靠、制造成本低、調(diào)速范圍寬、起動力矩大、過載能力強、效率較高、能方便有效實現(xiàn)發(fā)電回饋及電磁制動等優(yōu)點，特別適于汽車重載起步、頻繁起停和行駛路況多變等獨特要求。但致命缺點是存在較大轉(zhuǎn)矩脈動，引起振動及噪聲較大，使得業(yè)界較多因此對其進一步研發(fā)望而卻步，而現(xiàn)經(jīng)多年不懈努力終于解決了此難題。直流電機：控制簡單、成本較低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但由于具有一、電機調(diào)速性能與其發(fā)展借鑒先按電機拖動理論簡述工業(yè)用調(diào)速電機性能指標(biāo)以便后述分析。機械特性：電動機轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系n=f(T)曲線。曲線斜率大表示機械特性硬度軟；反之表示調(diào)速特性硬，即轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化小。機械特性是電動機主要調(diào)速性能指標(biāo)，也是電力拖動重要研究內(nèi)容。

第一節(jié)概述1、電動機調(diào)速性能指標(biāo)1)機械特性與負載特性負載特性：電動機所帶負載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速n變化所要求的特性關(guān)系，隨各類機械裝置所帶負載不同存在較大差別，要求電機調(diào)速控制系統(tǒng)有多種可修改設(shè)置參數(shù)以匹配于所帶負載特性。為滿足汽車多變行駛路況的各種負載特性匹配即需更難的獨特要求，后述特將歸類分析。一、電機調(diào)速性能與其發(fā)展借鑒先按電機拖動理論簡述工業(yè)用調(diào)速為所要求最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比，即調(diào)速范圍D=nmax/nmin；為調(diào)速系統(tǒng)能達到的最高轉(zhuǎn)速nmax與基速nbase(通常也為設(shè)計的額定

轉(zhuǎn)速ne)之比，即轉(zhuǎn)速因子x=nmax/nbase。原采用多檔齒輪與電機結(jié)合的多級調(diào)速法，存在機械摩擦使效率低，

維護要求高，動態(tài)響應(yīng)慢，也直接降低調(diào)速平滑性。隨電力調(diào)速拖動技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)常用一檔齒輪減速增矩僅由電控調(diào)速，

更有趨于電機直驅(qū)調(diào)速而提高機械調(diào)速特性與負載轉(zhuǎn)矩特性匹配要求。為提高調(diào)速范圍希望nmax大、nmin小，降低nmin受低速運行相對穩(wěn)定性

限制，通常在低于基速前采用降壓恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，高于基速后采用弱磁

恒功率調(diào)速來增大nmax，而弱磁調(diào)速與電機類型相關(guān):永磁電機因弱磁

較難使轉(zhuǎn)速因子x=2、而交流異步電機x=4、開關(guān)磁阻電機x=6。

第一節(jié)概述2)調(diào)速范圍

有兩種表示法：為所要求最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比，即調(diào)速范圍3）靜差率。定義：電動機從理想空載(T=0)加到額定負載(T=Te)時，

由理想空載轉(zhuǎn)速n0降為額定轉(zhuǎn)速ne的轉(zhuǎn)速降Δne與n0之比，即表示為：也表示電動機調(diào)速機械特性愈硬，則靜差率愈小，而相對穩(wěn)定性愈高。4）調(diào)速效率。為輸出功率P2與輸入功率P1之比，與損耗功率ΔP相關(guān)。5）平滑性。針對機械齒輪有級調(diào)速，齒輪檔位數(shù)愈多使調(diào)速級數(shù)愈多則調(diào)速平滑性也愈好。而僅由電氣控制的調(diào)速系統(tǒng)即為無級調(diào)速。即為：

第一節(jié)概述3）靜差率。定義：電動機從理想空載(T=0)加到額定負載(T如數(shù)控伺服早由電機直驅(qū)控制，調(diào)速范圍可達1:20000，實現(xiàn)低速強力

切削及高速輕載快速趨近使機床拖板精確定位。然而數(shù)控伺服驅(qū)動發(fā)展

經(jīng)歷了直流電機慣量匹配的曲折歷程還值得借鑒，在此簡述如下：

隨現(xiàn)代電機直接控制理論和各類調(diào)速電機技術(shù)快速發(fā)展，應(yīng)充分發(fā)揮

電控調(diào)速多項優(yōu)勢，采用寬調(diào)速高特性電機直接驅(qū)動，以提高整個系統(tǒng)

快速響應(yīng)性，改善調(diào)速系統(tǒng)的整體性能指標(biāo)，是當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展方向。早在20世紀(jì)60年代，德國SIMENS、美國GE等公司就對直流電動機探索

研究，力圖研制一種高靈敏度的直流伺服電動機。

第一節(jié)概述2、直流調(diào)速伺服電動機發(fā)展的借鑒如數(shù)控伺服早由電機直驅(qū)控制，調(diào)速范圍可達1:20000，實

第一節(jié)概述按電動機旋轉(zhuǎn)運動平衡方程式可推得：

Md—電動機輸出力矩，Mz—負載力矩，Md-Mz—加速扭矩；GD2=4gJ—飛輪矩，

g—重力加速度，J—轉(zhuǎn)動慣量(kg?m2)；折算系數(shù)375=(4×9.8×60)/2л。

為提高快速響應(yīng)性即要增大加速度，為此需增大電動機輸出力矩Md，即增大加速扭矩Md-Mz，或減小電動機的轉(zhuǎn)動慣量J。鑒于當(dāng)時普通直流電動機由于本身慣量較大，電動機加速度較低，難以滿足伺服動態(tài)響應(yīng)性，又當(dāng)時受到提高電動機加速轉(zhuǎn)矩的限制，所較多電機研制廠力圖減小電動機轉(zhuǎn)動慣量J來提高其響應(yīng)靈敏度。1963年日本安川電機廠研制成一種采用無槽小直徑轉(zhuǎn)子的新型直流電動機，命名為小慣量直流伺服電動機。電動機本身電氣時間常數(shù)雖很小，但實際與機床傳動機構(gòu)連接應(yīng)用中，由于慣量匹配等問題使得帶負載能力較差，未能全面綜合解決機床進給伺服驅(qū)動的各項要求。第一節(jié)概述按電動機旋轉(zhuǎn)運動平衡方程式可推得：M

第一節(jié)概述而美國CETTYS蓋梯斯公司在永磁直流電動機上采用所研究的陶瓷類磁性材料，并同時加大轉(zhuǎn)子直徑，使電動機在不引起非磁化條件下能承受額定值10～15倍的峰值加速扭矩，達到了較好的扭矩／慣量比。于1969年成功推出命名為大慣量直流伺服電動機技術(shù)。該電動機由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量大，容易與機床傳動機構(gòu)慣量匹配。可直接與機床拖板絲杠連接，即消除齒輪傳動誤差而提高精度和剛性，也減小了整個系統(tǒng)機電時間常數(shù)，使原來極力回避的大慣量反而成了優(yōu)點。并能瞬時輸出數(shù)倍額定轉(zhuǎn)矩的加速扭矩，極大加快了動態(tài)響應(yīng)。電動機推出后很快被推廣應(yīng)用，該技術(shù)專利被日本FANUC公司購買后，采用PWM晶體管脈寬調(diào)制系統(tǒng)為驅(qū)動控制電源，于1976年推出了大慣量直流電動機閉環(huán)伺服系統(tǒng)，而被世界眾多數(shù)控機床所采用。鑒此即充分說明電動機調(diào)速特性與其負載匹配的重要性，也揭示了綜合性改進優(yōu)化技術(shù)方案更需擴展思路來探索。第一節(jié)概述而美國CETTYS蓋梯斯公司在永磁直流據(jù)美國能源部評估，電動機能耗占整個工業(yè)用電的63%；日本曾估算國內(nèi)所用電機每臺效率僅提高一個百分點，就能省去一個大型核電站；而我國所用電機耗電量也約占全國用電量的60%。說明電機節(jié)能潛力巨大，尤其在調(diào)速控制應(yīng)用領(lǐng)域，更何況對電動汽車采用能源更受限的移動式電源。電機運行期所需費用約98%為電費，所節(jié)能電機控制系統(tǒng)即使成本增加15～30%也為合算。為此多年來電機調(diào)速控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展變化巨大，并且改進提高的研究也是多方面的，其發(fā)展趨向呈下述特點。

第一節(jié)概述3、電機調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展和研究方向據(jù)美國能源部評估，電動機能耗占整個工業(yè)用電的63%；日本曾1)傳動系統(tǒng)。由機械齒輪多檔變速控制系統(tǒng)；過渡到機械與電氣聯(lián)合控制系統(tǒng)；向著全電氣控制系統(tǒng)發(fā)展。2)電機結(jié)構(gòu)。由直流有刷電機；過渡到直流無刷電機、交流異步電機等；正向著永磁式、雙凸極、雙定子、雙轉(zhuǎn)子、復(fù)合結(jié)構(gòu)、三維磁路、無傳感器等結(jié)構(gòu)發(fā)展。4)電力電子器件。由體積龐大的電子管、小功率晶體管；過渡到大功率無自關(guān)斷能力的晶閘管；向全控型電力電子控制器件發(fā)展。3)控制電路。由分立元件、模擬電路；過渡到集成電路、數(shù)字和模擬混合電路；向著高集成電路、全數(shù)字電路發(fā)展。5)控制策略。由低效有級控制；過渡到低效無級控制；向著高效無級控制及智能控制的高性能系統(tǒng)發(fā)展。而控制方法有最優(yōu)控制、滑?？刂啤Ⅳ敯艨刂?、模糊控制、自適應(yīng)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。

第一節(jié)概述1)傳動系統(tǒng)。由機械齒輪多檔變速控制系統(tǒng)；過渡到機械與電氣聯(lián)二、汽車行駛對驅(qū)動電機的要求電動汽車對動力控制要求雖類似數(shù)控伺服驅(qū)動，但負載特性匹配差別較大，因行駛路況多變，存在重載起步、頻繁啟停及車載能源受限等。而數(shù)控伺服技術(shù)發(fā)展進程值得參考效仿，即在發(fā)展初期電機、電子、電控多家齊心協(xié)力研發(fā)，極大提高了伺服性能和加快配套于機床應(yīng)用。伺服按故名思意為伺侯服侍，即要敏捷、忠誠而準(zhǔn)確執(zhí)行數(shù)控指令。而電動汽車對電機驅(qū)動系統(tǒng)要求應(yīng)為“穩(wěn)、省、快、寬、足”，即僅將準(zhǔn)確定位改為節(jié)省電能，因車載能源受限要求電機及動能傳輸均有高效率，需按汽車行駛工況靈活調(diào)配電機功率，來提高運行效率與其動能回收率，以使車載自重與能源消耗良性循環(huán)來合理有效提高續(xù)行里程。數(shù)控機床對伺服驅(qū)動要求可概括為“穩(wěn)、準(zhǔn)、快、寬、足”五個大字，表示系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確定位性、快速響應(yīng)性、寬調(diào)速范圍和足夠驅(qū)動力。

第一節(jié)概述另外還有溫升低、噪聲小、體積小、價格低、控制方便、輸出與輸入線性度好、可靠性高，維修保養(yǎng)方便，對溫度、濕度等環(huán)境要求寬等。二、汽車行駛對驅(qū)動電機的要求電動汽車對動力控制要求雖類似數(shù)1、電機的速度控制與位置控制要求以調(diào)速性能指標(biāo)為主的電機系統(tǒng)，也是電動汽車行駛動力驅(qū)動所要求，應(yīng)用領(lǐng)域還有機械、冶金、化工、紡織、造紙、礦山等大部分工業(yè)用機械裝置。1)電機的速度控制

要求以定位精度為主的電機系統(tǒng)，為位置伺服系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)，通過電機伺服機構(gòu)將給定位置指令變成期望的位移運動，特點除要求準(zhǔn)確定位外，還需頻繁起停，而對電機功率和效率的要求相對較低。應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機床、機器人、打印機、復(fù)印件、掃描儀、磁記錄儀、磁盤驅(qū)動器、雷達及導(dǎo)航等。2)電機的位置控制

第一節(jié)概述1、電機的速度控制與位置控制要求以調(diào)速性能指標(biāo)為主的電機2、電機的四象限運行特性要求電動汽車動力驅(qū)動所用電機同時具有電動機和發(fā)電機雙功能。即電動汽車行駛于前進、倒退、降速制動和下坡滑行各種工況中，要求電機分別運行于正、反轉(zhuǎn)、發(fā)電回饋的第Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ三個象限。注意汽車下坡時，電機仍運行于正轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此其發(fā)電回饋制動也在第Ⅱ象限進行。

第一節(jié)概述圖示為調(diào)速電機運行特性的四個象限?，F(xiàn)有調(diào)速電機通常具備四個象限運行功能，為加快電機停轉(zhuǎn)或正反轉(zhuǎn)切換，可采用能耗制動、反接制動或再生制動等方式，而對于能源受限的電動汽車應(yīng)采用再生制動，并需設(shè)法改進發(fā)電回饋技術(shù)以提高動能回收率。圖2-1a）電機四象限運行狀態(tài)n-n-TL0TL

第Ⅱ象限正向制動(發(fā)電回饋)第Ⅲ象限反向電動第Ⅳ象限反向制動(發(fā)電回饋)第Ⅰ象限正向電動2、電機的四象限運行特性要求電動汽車動力驅(qū)動所用電機同時具3、典型生產(chǎn)機械的負載特性分析直線律負載

位能性恒轉(zhuǎn)矩負載；恒功率負載；

反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載；

二次方律負載；

以圖示比較分析說明:汽車多變行駛工況致使負載特性也變化多端。

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動3、典型生產(chǎn)機械的負載特性分析直線律負載位能性恒轉(zhuǎn)矩負載1)恒功率負載特性功率PL(W)與轉(zhuǎn)矩TL(N·m)、角速度ω(rad/s)、轉(zhuǎn)速n(r/min)的關(guān)系式：特征:負載功率PL為不隨轉(zhuǎn)速n變化的恒定值。

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n成反比，功率PL恒定時負載轉(zhuǎn)矩特性為雙曲線1)恒功率負載特性功率PL(W)與轉(zhuǎn)矩TL(N·m)、角速2)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性特征：負載轉(zhuǎn)矩TL為恒定值，也稱摩擦性轉(zhuǎn)矩負載。

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動按PL=nTL/9.55，TL為恒值，所PL與n為一次方關(guān)系。2)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性特征：負載轉(zhuǎn)矩TL為恒定值，也稱摩3)位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性特點是負載轉(zhuǎn)矩TL的大小與方向均為恒定，即與轉(zhuǎn)速n無關(guān)。

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動典型實例:提升機帶重物升降，重物不論提升(+n)或下降(-n)，重物的重力總是向下，即負載轉(zhuǎn)矩方向不變。防止重物下降時太快，需對電機施加制動力，運行Ⅳ象限制動狀態(tài)。恒轉(zhuǎn)矩負載中位能性與反抗性有何不同特性？思考3)位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性特點是負載轉(zhuǎn)矩TL的大小與方向均為

4)二次方律負載特性PL=KTn2n/9.55=KPn3，KP—負載功率常數(shù)，而功率特性即為三次拋物線。

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動對電機調(diào)速要求特別：低速時負載阻轉(zhuǎn)矩與效率很低，可加快升速過程；隨轉(zhuǎn)速升高負載轉(zhuǎn)矩迅速增大，應(yīng)減緩升速過程，且所需功率成三次方急劇增加，易超過電機及驅(qū)動控制器容量而過熱損壞，需限制最高轉(zhuǎn)速及功率。特點：TL=KTn2，KT—負載轉(zhuǎn)矩常數(shù)，即負載轉(zhuǎn)矩特性為二次拋物線，又稱平方減速轉(zhuǎn)矩負載或風(fēng)機、泵類負載。典型負載為水泵、油泵、通風(fēng)機和螺旋槳等一類機械裝備。4)二次方律負載特性PL=KTn2n/9.55=KPn35)直線律負載特性也稱粘滯摩擦負載，

第一節(jié)概述圖2-1b）負載轉(zhuǎn)矩特性曲線c）負載功率特性曲線n-n-PL0PL

反向制動正向電動正向制動反向電動正向制動反向電動n-nTL

-TL0反向制動正向電動負載功率PL與轉(zhuǎn)速n成二次方，功率特性曲線為二次拋物線。

負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n成正比，負載轉(zhuǎn)矩特性曲線為直線；

5)直線律負載特性也稱粘滯摩擦負載，第一節(jié)概述圖各種機械負載特性與第三章所述汽車行駛所遇各類阻力比較得出：滾動阻力Ff、坡度阻力Fi和加速阻力Fj均與恒轉(zhuǎn)矩負載特性類似，也均與車載質(zhì)量成正比，而其功率與車速成正比；汽車行駛阻力低速時以Ff、Fi和Fj為主，高速時以Fw為主，說明：

第一節(jié)概述空氣阻力Fw與二次方律負載特性類同，即風(fēng)阻轉(zhuǎn)矩隨車速以二次方律提增，功率以三次方律增加。車輛起步、加速時表現(xiàn)為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性；高速行駛時主要表現(xiàn)為恒功率負載特性；而上下坡時又近似于位能性恒轉(zhuǎn)矩特性。電動汽車為多變型混合特性負載，所用于一般工業(yè)機械的通用性調(diào)速控制系統(tǒng)難以全面滿足電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的要求。各種機械負載特性與第三章所述汽車行駛所遇各類阻力比較得出：4、電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的具體要求為適應(yīng)電動汽車在起步、加速、穩(wěn)速、降速、爬坡、下坡、高速、低速、滑行、制動和停車等每種行駛工況的負載特性匹配要求，需對其全面分析、比較、歸類，可歸納出對動力驅(qū)動系統(tǒng)八大性能要求：1）起動力矩大及過載能力強。即要滿足汽車帶負載頻繁起步要求，還希望在加速和上坡時，有相當(dāng)?shù)亩虝r過載能力。3）調(diào)速范圍寬。希望汽車在高、低速各工況均能高效運行，需電機有較寬調(diào)速范圍，并保持理想調(diào)速特性。通常電機在所設(shè)計額定功率及其轉(zhuǎn)速附近運行效率較高，而遠離額定點效率必降低，為此將提出多級額定轉(zhuǎn)速設(shè)計，以減化機械傳動而減少其摩擦損耗和車載質(zhì)量，并騰出空間供蓄電池布局和降低成本。如同數(shù)控伺服早已采用直驅(qū)。2）限制電機過大的峰值電流。須小于蓄電池最大放電允許電流以免損壞。普通電動機起動電流較大，需設(shè)法改善電機的起動特性。4）要求電機能正反轉(zhuǎn)運行。使汽車倒車時不必切換齒輪來實現(xiàn)倒檔。

第一節(jié)概述4、電動汽車對動力驅(qū)動系統(tǒng)的具體要求為適應(yīng)電動汽車在起步、5）要求電機能方便、高效地實現(xiàn)發(fā)電回饋。使汽車降速制動和下坡滑行時經(jīng)電機，將更多動能轉(zhuǎn)換為電能回饋給蓄電池來提高續(xù)駛里程。7）要求調(diào)速響應(yīng)快。提高電機動態(tài)響應(yīng)性可改善行駛中各控制性能。

6）設(shè)法使電機同時具有電磁制動功能。即使電機定、轉(zhuǎn)子間由電磁吸力直接吸住，以實現(xiàn)較好制動效果來減少汽車頻繁起停中機械制動運行頻率，避免其固有熱衰退以提高制動效能及其恒定性，增強行駛安全性。由于電磁制動動態(tài)響應(yīng)極快，可方便控制按后述制動中車輪受力分析，根據(jù)輪胎與地面間附著力、制動力、滑動率的關(guān)系，及時準(zhǔn)確對前、后、左、右車輪制動力適宜分配，提高汽車安全操控性。

8）運行平穩(wěn)及可靠性高。以此減小電機振動與噪聲，并利用其故障容錯性等，確保電動汽車故障時仍能“跛腳回家”以避免交通堵塞。

第一節(jié)概述5）要求電機能方便、高效地實現(xiàn)發(fā)電回饋。使汽車降速制動和下坡三、電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成包括圖示四部分

電機需有電動與發(fā)電雙功能，可選直流、交流、永磁無刷或開關(guān)磁阻等類型。

第一節(jié)概述功率轉(zhuǎn)換器按電機類型有DC/DC、DC/AC等形式，將蓄電池直流電經(jīng)功率開關(guān)管轉(zhuǎn)換為電機驅(qū)動所需的直流、交流或矩形波等相應(yīng)電壓。各種檢測傳感器有速度、電壓、電流、轉(zhuǎn)矩及溫度等檢測反饋，以改善電機調(diào)速特性，對永磁無刷或開關(guān)磁阻電機還需有電機轉(zhuǎn)角檢測?？刂破饔烧嚳刂葡到y(tǒng)指揮協(xié)調(diào)，以適于由多臺輪轂電機等驅(qū)動的各種方式，也可直接取自駕駛操縱的檔位桿、加速踏板和制動踏板等，按前進、倒退、起步、加速、制動等指令，結(jié)合各傳感檢測反饋信息，通過運算、邏輯判斷、分析比較等，適時向功率轉(zhuǎn)換器發(fā)出相應(yīng)指令，使整個驅(qū)動系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)運行。與所選電機類型及驅(qū)動方式相關(guān)?；氐奖菊履夸泩D2-2電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成框圖

動力電源流向控制信號流向；各種檢測傳感器電源（蓄電池組）

制動踏板

檔位桿控制器電機功率轉(zhuǎn)換器加速踏板三、電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成包括圖示四部分電機需有電第二節(jié)直流電機直流電機由于存在調(diào)速性能好、過載能力強、控制簡單等優(yōu)勢，曾在調(diào)速電機領(lǐng)域獨占鰲頭，20世紀(jì)70年代前，對調(diào)速性能要求較高場合均采用直流電機。也是電動車輛應(yīng)用最早較廣泛的電機。但由于存在換向火花、電刷磨損及電機本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展，交流調(diào)速電機后來居上。目前城市無軌電車和電動叉車等場合還較多采用直流驅(qū)動系統(tǒng)，雖直流電機應(yīng)用在逐年減少，但它包含了電力調(diào)速系統(tǒng)最基礎(chǔ)的理論，即仍有必要來分析討論。并對由蓄電池提供直流電源的車輛，也有可能設(shè)法以適當(dāng)簡化驅(qū)動器來降低成本。第二節(jié)直流電機直流電機由于存在調(diào)速性能好、過載能力強、

一、直流電機的基本原理可同時兼作電動機或發(fā)電機用，原理分別以電磁力和電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)。電機外圈主磁極固定南S、北N極永磁鐵，之間安裝空芯筒狀電樞鐵芯；鐵芯與磁極間為氣隙；鐵芯空筒內(nèi)安放電樞繞組；繞組兩端接在換向器的半圓形銅片上；再由兩個電刷A、B連接外電路；電機運轉(zhuǎn)時電樞鐵芯、電樞繞組及換向器旋轉(zhuǎn)，而主磁極和電刷在空間固定不動。

第二節(jié)直流電機圖2-3直流電機的物理模型a)直流電動機工作原理示意圖

b)直流發(fā)電機工作原理示意圖一、直流電機的基本原理可同時兼作電動機或發(fā)電機用，原理1、直流電動機的工作原理

第二節(jié)直流電機圖2-3a直流電動機工作原理示意圖將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能從軸輸出做功。從電刷A、B通入直流電，在圖示位置導(dǎo)體ab段正處于N極下，cd段在S極上。電流正極從電刷A流入線圈，方向為a→b、c→d，再經(jīng)電刷B返回電源負極。如導(dǎo)體所處磁通密度為B，導(dǎo)體有效長度為l，電流為i，按電磁力定律此時導(dǎo)體所受電磁力F

=B

l

i。其方向由左手定則判定，即導(dǎo)體ab和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩均使電機轉(zhuǎn)子按逆時針轉(zhuǎn)動。即雖導(dǎo)體內(nèi)電流方向改變，但受力轉(zhuǎn)矩方向不變，使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180o導(dǎo)體ab段與cd段對換，使cd段在N極下，ab段在S極上。電流經(jīng)電刷A由d端流入線圈內(nèi)，方向為d→c、b→a，仍如圖箭頭所示。根據(jù)左手定則判定導(dǎo)體ab和cd受力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍為逆時針方向。1、直流電動機的工作原理第二節(jié)直流電機圖2-3a直流2、直流發(fā)電機的工作原理

第二節(jié)直流電機將電機軸上機械能轉(zhuǎn)換為直流電能。原動機拖動轉(zhuǎn)子電樞按逆時針旋轉(zhuǎn)，

如圖導(dǎo)體ab段在N極下，cd段在S極上。如導(dǎo)體所處磁通密度為B，長度為l，其線速度為v，則根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體感應(yīng)電動勢瞬時值e

=B

l

v。

電動勢方向按右手定則如圖箭頭所示：

N極下ab段為b→a、S極上cd段為d→c。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時繞組感應(yīng)的交變電動勢經(jīng)換向器與電刷變成直流電動勢。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過180o導(dǎo)體ab段與cd段對換，使cd段在N極下，ab段在S極上，電動勢方向仍如圖箭頭所示：cd段為c→d、ab段為a→b。因電刷不隨換向片轉(zhuǎn)動使線圈abcd電動勢方向仍是:電刷極性方向A為正、B為負。圖2-3b直流發(fā)電機工作原理示意圖線圈abcd電動勢為ab(或cd)的2倍，并使電刷極性方向A為正、B為負。2、直流發(fā)電機的工作原理第二節(jié)直流電機將電機軸上機械實際電機的電樞不只是一個線圈，而由多個按一定規(guī)律連接的線圈組成，并主磁極對數(shù)也成倍增加，使即提高電機的功率密度，也使所輸出轉(zhuǎn)矩(電動機)或電動勢(發(fā)電機)的脈振程度極大減少。由此表明：同臺直流電機只要改變外界條件，既可用作電動機，也能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機運行，這即是適于各類電機的普遍原理。但按電機結(jié)構(gòu)原理不同，轉(zhuǎn)換的方便性，及在電動或發(fā)電時的效能也有所不同，而對電動汽車即希望兩者均能全面兼顧。

第二節(jié)直流電機實際電機的電樞不只是一個線圈，而由多個按一定規(guī)律連接的由二、直流電機的基本結(jié)構(gòu)由用以產(chǎn)生磁通和支撐電機的定子(固定部分)；用作產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動勢的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)兩大部分組成。

第二節(jié)直流電機圖2-4直流電機的典型結(jié)構(gòu)圖b)直流電機橫剖面結(jié)構(gòu)圖a)直流電機縱剖面結(jié)構(gòu)圖電樞槽電樞鐵芯電樞繞組底腳換向繞組換向極主磁極勵磁繞組軸風(fēng)扇端蓋軸承機座(磁軛)勵磁繞組電刷極身機座(磁軛)電樞繞組極掌電樞齒主磁極電樞鐵芯換向器二、直流電機的基本結(jié)構(gòu)由用以產(chǎn)生磁通和支撐電機的定子(固定

第二節(jié)直流電機1、定子

包括如下部件1）主磁極。在定、轉(zhuǎn)子間氣隙中建立磁場，致使電樞繞組產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動勢。由包括極身和極掌的主極鐵心；及勵磁繞組組成。按N、S極相隔排列。為降低渦流損耗常用1～1.5mm厚低碳鋼沖片疊壓成。小電機也用永磁鐵替代勵磁繞組為永磁直流電機。2）換向極。也稱附加極，裝在相鄰主磁極間中心處，為改善換向，消除或減小電刷與換向器間火花。包含換向極鐵芯和其繞組。鐵芯常用整塊鋼制成，也用1～1.5mm厚鋼片疊壓成以提高換向性能。對小容量電機的換向極可減少一半或省去。3）機座。也稱機殼，用以固定主磁極、換向極和端蓋等，也為其磁通路。要求機座既要導(dǎo)磁性好與足夠的導(dǎo)磁面積，又有足夠的機械強度和剛度。4）電刷裝置。使旋轉(zhuǎn)的電樞電路連接靜止的外電路，與換向器配合進行逆變或整流。由電刷、刷握、握桿、握桿座以及銅絲辮等零部件組成。圖2-4b）直流電機橫剖面結(jié)構(gòu)圖電樞槽電樞鐵芯電樞繞組底腳換向繞組換向極主磁極勵磁繞組機座(磁軛)極身極掌電樞齒第二節(jié)直流電機1、定子包括如下部件1）主磁極。在定1）電樞鐵心。為電機主磁路部分，并嵌放電樞繞組。常由涂絕緣漆的0.5mm厚硅鋼片疊壓成，以降低電樞旋轉(zhuǎn)使磁通變向引起的鐵心損耗。2）電樞繞組。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩或感應(yīng)電動勢，起轉(zhuǎn)換機電能量的關(guān)鍵。由繞電樞鐵芯的多個線圈組成，各線圈稱作元件為單匝或多匝。元件兩端嵌在相隔一定槽數(shù)電樞鐵芯的兩槽中，以串聯(lián)或并聯(lián)接成回路。3）換向器。以保證各磁極的電樞導(dǎo)體電流方向不變，產(chǎn)生恒向電磁轉(zhuǎn)矩；或在電刷間得到直流電動勢。因繞組由多個元件組成，各元件兩端與各換向片連接，所換向器由多個互相絕緣的銅制換向片組成。是定子磁極和轉(zhuǎn)子電樞間自然形成的縫隙。雖不為結(jié)構(gòu)部件，但為主磁路重要部分，是機電能量轉(zhuǎn)換媒介。氣隙大小直接影響電機性能，越小磁損耗越小，使效率越高，但受機械加工精度和旋轉(zhuǎn)同軸度限制，因此隨電機容量(體積)和最高允許轉(zhuǎn)速增加而增大。

第二節(jié)直流電機2、轉(zhuǎn)子

包括如下部件3、氣隙1）電樞鐵心。為電機主磁路部分，并嵌放電樞繞組。常由涂絕緣漆

三、直流電機的勵磁方式

按直流電機結(jié)構(gòu)原理，主磁極的勵磁有永磁式和電勵磁式兩種。電勵磁式由勵磁繞組供電有圖示四類，而并勵、串勵和復(fù)勵通稱自勵。

第二節(jié)直流電機圖2-5直流電動機的各種電勵磁方式b)并勵d)復(fù)勵a)他勵c)串勵+U-

+Uf

-

MIfRcEaIa+U-

IfMIa+U-

IfMIa+U-

If1MIf2Ia三、直流電機的勵磁方式按直流電機結(jié)構(gòu)原理，主磁極的勵直流電機勵磁繞組所耗功率雖只占整個電機功率的1～3%，但其性能隨勵磁方式不同產(chǎn)生很大差別，電動機的機械特性也大不相同，如圖所示：

第二節(jié)直流電機他勵機械特性圖2-6直流電機采用不同勵磁方式的機械特性比較nn00T并勵機械特性串勵機械特性復(fù)勵機械特性直流電機勵磁繞組所耗功率雖只占整個電機功率的1～3%，但其勵磁電路特點:勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開，可分別控制勵磁電流If和電樞電流Ia，實現(xiàn)對他勵直流電機各種控制，以擴大調(diào)速范圍，實現(xiàn)在減速和制動時的再生制動。

1）他勵

有良好的線性特征和穩(wěn)定輸出特性。在直流調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣泛，也是電動汽車在直流電機中的首選電機。

機械特性指電樞電壓、勵磁電流等所有(如圖中的電樞外串聯(lián)電阻Rc=0)控制參數(shù)不變時，電機電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系曲線。

第二節(jié)直流電機他勵機械特性圖2-6直流電機采用不同勵磁方式的機械特性比較nn00T圖2-5a）他勵+U-

+Uf

-

MIfRcEaIa勵磁電路特點:勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源1）他勵有良好的勵磁電流與轉(zhuǎn)子電樞為同電源，按連接關(guān)系分并勵、串勵和復(fù)勵三種：

并勵：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，機械特性與永磁直流電機相似。

第二節(jié)直流電機2）自勵

串勵：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，機械特性具有起動轉(zhuǎn)矩大及恒功率調(diào)速范圍寬，較適于電動汽車起步要求，但機械特性軟使加速性能差，設(shè)想在汽車起步時采用串勵方式起動，其他工況均采用他勵方式驅(qū)動。復(fù)勵：主磁極有并勵、串勵兩個勵磁繞組，若兩個勵磁繞組所產(chǎn)生的磁動勢方向相同就稱為積復(fù)勵，否則稱為差復(fù)勵。圖2-6直流電機采用不同勵磁方式的機械特性比較nn00T并勵機械特性串勵機械特性復(fù)勵機械特性圖2-5直流電動機的各種電勵磁方式b)并勵d)復(fù)勵c)串勵+U-

IfMIa+U-

IfMIa+U-

If1MIf2Ia勵磁電流與轉(zhuǎn)子電樞為同電源，按連接關(guān)系分并勵、串勵和復(fù)勵三四、他勵直流電機的調(diào)速與制動為滿足各類生產(chǎn)機械對負載轉(zhuǎn)矩特性要求，在實際應(yīng)用中需通過設(shè)法改變電機的各種控制參數(shù)來達到某種所需的人為機械特性。前述不同勵磁方式直流電機的機械特性為電機本身固有機械特性。他勵直流電機可控參數(shù)多，易按需實現(xiàn)人為機械特性，所較多采用他勵直流電機，在電動汽車直流驅(qū)動方式中也常選用他勵直流電機。為此需先給出直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的兩個數(shù)學(xué)公式，從而導(dǎo)出他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式，即電機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速間的函數(shù)關(guān)系式n=f(T)，然后才能說明如何改變方程式中的相關(guān)參數(shù)來獲得所需人為機械特性。

第二節(jié)直流電機四、他勵直流電機的調(diào)速與制動為滿足各類生產(chǎn)機械對負載轉(zhuǎn)矩特1、直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩1）電樞電動勢Ea(V)。按電機結(jié)構(gòu)原理無論運行于發(fā)電或電動狀態(tài)，Ia—電樞電流(A)；CT—轉(zhuǎn)矩常數(shù)。

P—電機極對數(shù)；N—電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)；a—電樞繞組的支路對數(shù)；Ф—電機每極磁通(Wb)；n—電機轉(zhuǎn)速(r/min)；Ce—電動勢常數(shù)。2）電磁轉(zhuǎn)矩T(N·m)。按電機結(jié)構(gòu)原理推得:當(dāng)電樞繞組流過電流時，

第二節(jié)直流電機只要電樞旋轉(zhuǎn)由繞組切割氣隙磁通，就會產(chǎn)生載流導(dǎo)體在磁場中受力所形成的總轉(zhuǎn)矩綜上表明：Ea正比于Ф和n；T正比于Ф和Ia。

Ce和CT均決定于電機設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)，兩者間關(guān)系：1、直流電機電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩1）電樞電動勢Ea(V)。2、他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式由圖可得電樞回路電壓平衡方程式U=Ea+(Ra+Rc)Ia。將前述電樞電動勢Ea=CeФn及電磁轉(zhuǎn)矩T=CTФIa代入，整理后可得他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式：Ra—電樞繞組內(nèi)電阻；Rc—電樞外串聯(lián)電阻；n0—理想空載轉(zhuǎn)速，n0=U／CeФ；β—機械特性斜率，β=(Ra+Rc)／CeCTΦ2。

第二節(jié)直流電機圖2-5a）他勵+U-

+Uf

-

MIfRcEaIa2、他勵直流電機的機械特性數(shù)學(xué)方程式由圖可得電樞回路電壓平當(dāng)電樞外串聯(lián)電阻Rc較大時，機械特性曲線為斜率較大并穿越3個象限的直線。

2）實際空載轉(zhuǎn)速n0′。電機在實際空載狀態(tài)運行時，還須克服軸承摩擦等所引起的空載轉(zhuǎn)矩T0，此時雖輸出軸轉(zhuǎn)矩T2=0，但空載轉(zhuǎn)矩T0使轉(zhuǎn)速下降，所以實際空載轉(zhuǎn)速n0′=n0-βT0＜n0。

第二節(jié)直流電機圖2-7他勵直流電機的機械特性曲線0

TⅠⅡⅣn

n0AT0n0·1）理想空載轉(zhuǎn)速n0。T=0→Ia=0→電樞壓降(Ra+Rc)Ia=0→電樞電動勢Ea=U，所此時電機轉(zhuǎn)速n0=U/CeФ。當(dāng)電樞外串聯(lián)電阻Rc較大時，機械特性曲線為斜率較大并穿越33）堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩Tk。此時n=0→Ea=0→外電壓U與電樞壓降Ia(Ra+Rc)平衡→電樞電流Ia=U/(Ra+Rc)=Ik堵轉(zhuǎn)電流→決定于外電壓U及電樞回路總電阻(Ra+Rc)壓降→Ik對應(yīng)為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tk=CTΦIk。4）轉(zhuǎn)速降Δn。電磁轉(zhuǎn)矩T在0與Tk間，轉(zhuǎn)速n＞0，T為拖動轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩:0→T，轉(zhuǎn)速:n0→n=n0-βT，轉(zhuǎn)速降Δn=βT。機械特性斜率β=(Ra+Rc)/CeCTΦ2表示機械調(diào)速特性的軟硬度，β大特性軟，β小特性硬。β與Ra+Rc成正比，與氣隙磁通Φ的二次方成反比。

第二節(jié)直流電機圖2-7他勵直流電機的機械特性曲線0

TⅠⅡⅣnΔnn

n0ATT0n0·TkB注意:通常外串電阻Rc較小或不接，當(dāng)電機堵轉(zhuǎn)時Ik將很大，極易損壞電動汽車的蓄電池，須有相應(yīng)保護措施。3）堵轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩Tk。此時n=0→Ea=0→外電壓U與電樞壓降

第二節(jié)直流電機3、他勵直流電機的調(diào)速，可得如下三種調(diào)速法：

分析降壓調(diào)速:改變電源電壓U獲得恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；弱磁調(diào)速:改變勵磁電流If以改變磁通量Ф獲得恒功率調(diào)速；串電阻調(diào)速:通過逐級改變電樞回路所串電阻Rc調(diào)速，用以減小起動電流，但調(diào)速使機械特性變軟，增加功耗，目前很少采用。前兩種調(diào)速法目前用得較多，也是電動汽車中配合采用方法。第二節(jié)直流電機3、他勵直流電機的調(diào)速，可得如下三種調(diào)

第二節(jié)直流電機(1)降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速保持他勵直流電機磁通為額定值，電樞回路不串電阻，將電壓分別降為U1、U2、U3等不同值時，可獲與固有機械特性平行的人為機械特性。圖示為恒轉(zhuǎn)矩負載，額定電壓Ue時，其工作點為e，電動機為額定轉(zhuǎn)速ne；電壓降為U1時工作點為A，轉(zhuǎn)速為nA；

電壓為U2時工作點為B，轉(zhuǎn)速為nB等。轉(zhuǎn)速隨電壓降低而降低，即從基速(額定轉(zhuǎn)速ne)向下調(diào)速，且電壓不同時機械特性斜率均保持為較硬的固有特性。通常在電壓Ue以下，采用連續(xù)降低電壓獲得圖示從基速到零速的恒轉(zhuǎn)矩?zé)o級調(diào)速控制。n圖2-8降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速0TUe>U1>U2>U3TL=TeeUen0neU1An01nAU2Bn02nBU3Cn03nC電樞繞組控制PT0

基速ne

n圖2-10低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性功率特性PeTe轉(zhuǎn)矩特性第二節(jié)直流電機(1)降低電源電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速保持他勵

第二節(jié)直流電機(2)減弱磁通的恒功率調(diào)速按前分析機械特性斜率β與氣隙磁通Φ的平方成反比，為使機械特性盡可能硬，要求磁通Φ高。但電機額定運行時已使Φ為近飽和，所常僅減弱Φ調(diào)速。即保持電壓Ue，電樞回路不串電阻，減小勵磁電流If來減弱Φ，則機械特性方程式：即n0隨Φ減弱成反比增加，而Δn隨Φ平方成反比增加，設(shè)近飽和額定磁通Φe比例為1，減弱后再平方的比例就更小于1，所n0比Δn增得快，即減弱磁通Φ后轉(zhuǎn)速n從基速(額定轉(zhuǎn)速ne)將向上升速調(diào)節(jié)。第二節(jié)直流電機(2)減弱磁通的恒功率調(diào)速按前分析機

第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速機械特性如圖，設(shè)拖動恒轉(zhuǎn)矩負載TL運行于固有特性e點，轉(zhuǎn)速為ne。n0

T圖2-9弱磁調(diào)速的機械特性Φe→Φ1時n不能瞬時突變，而Ea=CeФne因Ф下降而減小，使Ia=(U-Ea)／Ra增大。因Ra較小，Ea稍減少就使Ia增很多，即使Ф減小幅度小于Ia所增幅度，所以轉(zhuǎn)矩T＝CTФIa仍增大為T‵，工作點e過渡到Ф1的人為特性C點。T‵＞TL→n上升→Ea增大→Ia和T均下降，T=TL時建立新平衡，轉(zhuǎn)速升至nA運行于A點。

CTˊTL=TeBФ2n02Ф1An01nAen0neФe第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速機械特性如圖，設(shè)拖動恒轉(zhuǎn)矩負載

第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速中電壓U=Ue，若保持Ia=Ie不變，代入T=CTФIa得T=CTФIe，再代入，即得可得：

常數(shù)1為C1=(Ue-IeRa)／Ce；常數(shù)2為C2=

C1CTIe。代入電機輸出功率公式有：說明弱磁調(diào)速為恒功率，與轉(zhuǎn)速無關(guān)；輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。第二節(jié)直流電機弱磁調(diào)速中電壓U=Ue，若保持Ia=I

第二節(jié)直流電機因勵磁電流較小，所弱磁調(diào)速控制方便、功耗小，若連續(xù)調(diào)節(jié)勵磁電源電壓，可獲圖示從基速到高速的無級恒功率調(diào)速控制。電樞繞組控制

PT0

基速ne

n圖2-10低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性功率特性PeTe轉(zhuǎn)矩特性勵磁繞組控制注意:勵磁電流If在運行中絕對不能為0，否則Ф→0，n→∞，即將產(chǎn)生飛車，因此必須采取相應(yīng)的互鎖保護措施。為滿足電動汽車驅(qū)動電機有較寬調(diào)速范圍，常采用降低電樞電壓結(jié)合減弱磁通兩種方法，獲得低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率的調(diào)速特性。他勵直流電機弱磁升速能達到的最高轉(zhuǎn)速，受電機換向條件和機械強度的限制，一般只能升到額定轉(zhuǎn)速ne的1～2倍，特制調(diào)速電機才可能升到ne的3～4倍。第二節(jié)直流電機因勵磁電流較小，所弱磁調(diào)速控制方便、功

第二節(jié)直流電機4、他勵直流電動機的制動他勵直流電機的快速制動常有能耗、反接和再生發(fā)電三種制動法。

能耗制動是電動機切斷電源時，在電樞回路接入耗能電阻，電機動能通過發(fā)電迅速消耗在電樞電路的電阻上，以達到快速制動。反接制動是將電源電壓極性反接，同時在電樞回路中串入電阻，使其產(chǎn)生反向電磁轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)快速制動。上兩種制動法不宜用于能源受限的電動汽車，即需用再生發(fā)電制動。它又分正、反向兩種回饋制動：反向回饋制動是位能負載下放重物時運行于第Ⅳ象限的反轉(zhuǎn)發(fā)電回饋；汽車上下坡時雖類似于位能負載，但均運行于正轉(zhuǎn)的第Ⅱ象限，所汽車降速制動和下坡滑行時均為正向發(fā)電回饋制動。

正向發(fā)電回饋制動按原理也稱降低電源電壓的再生發(fā)電制動。他勵直流電機運行于電動時，電源電壓U與電樞電動勢Ea方向相反，且|U|＞|Ea|，電流Ia從電源流向電樞，產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩，電源向電機輸入電功率UIa＞0。若設(shè)法降低U使|Ea|＞|U|，則Ea迫使Ia改變方向，電磁轉(zhuǎn)矩也變向成制動轉(zhuǎn)矩。Ia從電樞流向電源，UIa＜0，電機再生發(fā)電向電源饋送電功率。第二節(jié)直流電機4、他勵直流電動機的制動他勵直流電機的

第二節(jié)直流電機如圖他勵直流電機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載在固有特性曲線1的A點以轉(zhuǎn)速ne穩(wěn)定運行，Ue>U1>U2圖2-11降低電源電壓的再生發(fā)電制動0

Tn因ne＞n01，所Ea＞U1，電樞電流將改變方向使Ia＜0，此時電磁轉(zhuǎn)矩T=TB＜0，與n方向相反，成為制動轉(zhuǎn)矩，電機進入再生發(fā)電制動狀態(tài)。在TB與TL作用下電機減速，運行于第Ⅱ象限沿特性曲線2的BC段變化。至C點時n=n01，Ea=U1，Ia及T均降為0，即再生發(fā)電制動結(jié)束。

此時如要繼續(xù)再生制動則將電壓再降到U2，電機運行從C點過渡到圖中曲線3的D點并沿其到E點。此后如電壓不變系統(tǒng)在負載轉(zhuǎn)矩TL作用下減速運行于第Ⅰ象限，此時n＜n02，Ea＜U2，Ia及T均為正，電機為正向電動狀態(tài)，但因T＜TL，n繼續(xù)下降到T=TL的F點，并以轉(zhuǎn)速nF穩(wěn)定運行。TBBDU23n02EU12n01TL=TeneFnF如突然將電源電壓降到U1，則其機械特性將變?yōu)閳D中的人為機械特性曲線2，其理想空載轉(zhuǎn)速n01=U1/CeФe。由于ne在電壓降低瞬間不能突變，電機的工作點將從A點過渡到機械特性曲線2的B點上。CAUe1n0第二節(jié)直流電機如圖他勵直流電機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載在Ue>電動汽車平路行駛時摩擦轉(zhuǎn)矩Tf為反抗性，系統(tǒng)運行于特性曲線A點；電動汽車下坡時位能的減小使電機加速，也將處于回饋制動運行狀態(tài)。下長坡時為防止車速過快，如車速升到C點時降低電壓使運行于人為特性曲線2的D點，車速由升轉(zhuǎn)為降沿曲線2運行到E點，同時發(fā)電回饋，速度降為n=nE時負載轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T平衡，汽車在E點以nE恒速下坡。

第二節(jié)直流電機

2-(TG-Tf)作用下加速下坡到B點時，以n=nB＞n0穩(wěn)定運行。在n0→B段，n＞n0，T為與n反向的制動轉(zhuǎn)矩以抑制下坡速度，并發(fā)電回饋給電池。

下坡時Tf未變而增加與Tf反向的位能負載轉(zhuǎn)矩TG，數(shù)值常大于Tf，-(TG-Tf)與電磁轉(zhuǎn)矩一起使電動汽車加速下坡。沿原特性曲線1升速，當(dāng)n=n0時電動勢Ea=U，Ia=0，電磁轉(zhuǎn)矩T=CTФIa=0，在ATf-(TG-Tf)圖2-12

電動汽車下坡時回饋制動運行0Tn

DC1nBBEnEn0電動汽車平路行駛時摩擦轉(zhuǎn)矩Tf為反抗性，系統(tǒng)運行于特性曲線五、他勵直流電機的驅(qū)動控制主要控制電樞繞組電壓U和勵磁繞組電流If：If較小，控制較簡單；電樞繞組電流Ia較大，要求電壓U調(diào)節(jié)范圍寬，需同時滿足正、反轉(zhuǎn)及發(fā)電回饋的控制，要求電路也具有相應(yīng)的四象限控制功能。車載直流電源電壓一定，特性較軟。須通過DC/DC變換器，以獲得電壓穩(wěn)定可調(diào)的直流電源。晶體管開關(guān)特性好，隨其制造工藝成熟，現(xiàn)較多采用PWM調(diào)速系統(tǒng)。PWM系統(tǒng)由脈沖寬度調(diào)制器和脈沖功率放大器兩部分組成:通過控制大功率晶體管開關(guān)時間，將直流電轉(zhuǎn)換成某頻率矩形波電壓加到電機電樞端，控制矩形波脈寬以改變電樞端平均電壓，來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。

第二節(jié)直流電機常用功率驅(qū)動元件有晶閘管和功率晶體管，為滿足直流電機驅(qū)動有較好機械控制特性，常用大功率晶體管脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速驅(qū)動方式。五、他勵直流電機的驅(qū)動控制主要控制電樞繞組電壓U和勵磁繞組1、脈沖功率放大器(PWM系統(tǒng)主回路)

其驅(qū)動回路有橋式Ｈ型、Ｔ型兩種結(jié)構(gòu)型式。

第二節(jié)直流電機如圖示：M—直流電機；VD1～VD4—續(xù)流二極管，也兼作保護VT1～VT4；VT1～VT4—功率開關(guān)管。Ｈ型電路按控制方式分雙極式和單極式，在此介紹雙極式功率驅(qū)動原理如下：圖2-13H型脈沖功率放大器31+UMVD3VD1VT3VT1Ub1Ub3BA

VT2VT442Ub2Ub4VD2VD41、脈沖功率放大器(PWM系統(tǒng)主回路)其驅(qū)動回路有橋式

第二節(jié)直流電機Ub1oUb4t1Ttott1TUb2Ub3ott1TUAB+U-Ua)t4o123IatTt1Ia2Ia1Iaob)c)圖2-14H型雙極性工作方式電壓和電樞電流波形圖2-13H型脈沖功率放大器31+UMVD3VD1VT3VT1Ub1Ub3BA

VT2VT442Ub2Ub4VD2VD40≤t≤t1：VT1、VT4飽和導(dǎo)通，VT2、VT3截止。

t1≤t＜T：VT1、VT4截止，但因電樞電感反電勢作用Ia沿回路2流通，Ia經(jīng)VD2和VD3續(xù)流的壓降使VT2和VT3能否導(dǎo)通取決于續(xù)流電流Ia的大小：若Ia較小在t1至T時間內(nèi)降到零，VT2和VT3在電源電壓和反電動勢共同作用下導(dǎo)通，Ia沿回路3流通。只要平均電壓UAB＞0，電機轉(zhuǎn)向總相同。若Ia較大在t1至T時間內(nèi)一直為正，即使VT2和VT3仍保持截止；第二節(jié)直流電機Ub1oUb4t1Ttott1TUb2U

第二節(jié)直流電機直流電機轉(zhuǎn)向取決于電樞兩端電壓及其電流的平均值。由此分析可知:控制功率放大器脈沖寬度，就能控制電機轉(zhuǎn)向、起停和速度。且電機停止為動態(tài)靜止，有利消除正反轉(zhuǎn)死區(qū)。若t1＜T-t1，電樞平均電壓小于零，則電機反轉(zhuǎn)，平均的絕對值越大，反轉(zhuǎn)速度越高。若t1＞T-t1，電樞平均電壓大于零，則電機正轉(zhuǎn)，平均值越大，轉(zhuǎn)速越高；若在周期T內(nèi)，t1=T/2，則加在VT1和VT4基極的正脈沖寬度為t1，等于加在VT2和VT3基極的正脈沖寬度為T-t1，即使VT1、VT4與VT2、VT3的導(dǎo)通時間相等，則電樞電壓平均值為零，電機靜止不動。第二節(jié)直流電機直流電機轉(zhuǎn)向取決于電樞兩端電壓及其電流2、脈沖寬度調(diào)制器將代表速度指令的電壓信號轉(zhuǎn)換為寬度可調(diào)脈沖序列給功率放大器。常有:以鋸齒波、三角波作調(diào)制信號和數(shù)字等形式脈沖寬度調(diào)制器。將加速、制動等輸入信號模數(shù)轉(zhuǎn)換，采集各反饋信號運算處理調(diào)制脈寬信號經(jīng)驅(qū)動器放大，驅(qū)動

PWM

主回路開關(guān)管，顯示車速、電壓等狀態(tài)。

第二節(jié)直流電機數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器控制精度高，用硬件(定時器／計數(shù)器)或硬件加軟件實現(xiàn)。由微型計算機附加軟件方式，具有電路簡單、控制靈活、可靠性高，微機同時也兼作汽車其他所需控制功能用。如圖所示:圖2-15微機控制的PWM驅(qū)動系統(tǒng)原理框圖速度、轉(zhuǎn)矩反饋電壓、電流反饋驅(qū)動器PWM主電路電動機狀態(tài)顯示微機系統(tǒng)

加速信號

制動信號2、脈沖寬度調(diào)制器將代表速度指令的電壓信號轉(zhuǎn)換為寬度可調(diào)脈3、PWM驅(qū)動系統(tǒng)的主要特點與晶閘管等相關(guān)調(diào)速控制器相比具有如下優(yōu)點：2）其速度控制單元易與理想電機匹配，以獲響應(yīng)頻帶寬，系統(tǒng)動態(tài)特性好，具有調(diào)速范圍寬、響應(yīng)速度快等高性能。

第二節(jié)直流電機1）晶體管開關(guān)頻率遠高于轉(zhuǎn)子跟隨頻率，避開機械共振，使電流僅靠電樞電感或加較小電抗器便連續(xù)，電機功耗小、噪聲低、發(fā)熱小。5）具有四象限運行能力，使電機在驅(qū)動或制動狀態(tài)中響應(yīng)均較快。4）功率晶體管運行于開關(guān)狀態(tài)，損耗小、電源利用率高、控制方便。3）低速時電流脈動和轉(zhuǎn)速脈動都較小，穩(wěn)速精度高。3、PWM驅(qū)動系統(tǒng)的主要特點與晶閘管等相關(guān)調(diào)速控制器相比六、直驅(qū)力矩電機特性及其結(jié)構(gòu)形狀前述已分析動力系統(tǒng)采用輪轂電機分散驅(qū)動方式，可按路況靈活調(diào)配驅(qū)動功率和有效提高動能回收率，在大部分城市運行工況直接節(jié)能一倍多，表明直驅(qū)輪轂電機將是電動汽車最佳、最終驅(qū)動形式。

第二節(jié)直流電機但運行于低速大扭矩工況，需用直驅(qū)力矩電機來滿足其獨特要求。按后述分析要求電機形狀為粗而短的扁平式結(jié)構(gòu)。常規(guī)電機為提高功率密度，其電樞長度與直徑比約為1，而直驅(qū)力矩電機為0.2左右。直驅(qū)力矩電機可采用直流、交流及變磁阻等多種原理結(jié)構(gòu)的電機，為提高電機功率密度和運行效率希望采用永磁式電機。為提高電機低速運行時的平穩(wěn)性或減小轉(zhuǎn)矩脈動，還要求選取較多的極對數(shù)。六、直驅(qū)力矩電機特性及其結(jié)構(gòu)形狀前述已分析動力系統(tǒng)采用輪轂1、直驅(qū)力矩電機的特性要求和優(yōu)勢為滿足電機直接驅(qū)動負載，提出了下述特性要求或應(yīng)有的優(yōu)點：2）反應(yīng)速度快、動態(tài)特性好。設(shè)計中采用高飽和電樞鐵芯，降低了電樞自感和電磁時間常數(shù)，并使機械特性較硬，因省去所有機械傳動摩擦阻尼所致的響應(yīng)滯后，使整個動力驅(qū)動系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度極快。

第二節(jié)直流電機1）可直接與負載相連。要求運行轉(zhuǎn)速較低和較寬調(diào)速范圍，因省去齒輪減速增扭需輸出扭矩較大。即使整個動力系統(tǒng)有較高藕合剛度、轉(zhuǎn)矩和慣量比，消除機械摩擦損耗及齒隙誤差，而提高了系統(tǒng)精度。5）省去了機械傳動部件。以此即降低車載自重，也有利于汽車結(jié)構(gòu)布局，騰出的許多有效空間即便于安置所增加的蓄電池等部件。

4）線性度好、結(jié)構(gòu)緊湊。以適用于尺寸小、重量輕的直驅(qū)輪轂電機。3）力矩波動小、低速運行平穩(wěn)。電機低速起動時常產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動而引起的振動和噪聲，必會影響電動汽車頻繁起步中運行平穩(wěn)性和乘坐舒適性，所需直驅(qū)輪轂電機的力矩波動盡可能小，以減小其影響。1、直驅(qū)力矩電機的特性要求和優(yōu)勢為滿足電機直接驅(qū)動負載，提2、直驅(qū)力矩電機對電樞形狀的要求

第二節(jié)直流電機

做成粗而短的圓盤狀使在相同體積和電壓下產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩和較低轉(zhuǎn)速。(1)電樞形狀對轉(zhuǎn)矩的影響圖2-3a直流電動機工作原理示意圖按前圖示已推得公式：F

=B

l

iF—電磁力單位牛頓(N)；B—磁通密度單位韋伯/平方米(wb/m2)；l

—導(dǎo)體長度單位米(m)；i

—電流單位安培(A)。

力F在電樞外圓半徑為R的切向產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩Ti=FR=BliR，假設(shè)電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)為N，所處氣隙的平均磁通密度為Bδ，則電機轉(zhuǎn)子所受到的總電磁轉(zhuǎn)矩T=NBδliR

2、直驅(qū)力矩電機對電樞形狀的要求第二節(jié)直流電機做成

第二節(jié)直流電機由上式得圖a電機的電磁

轉(zhuǎn)矩Ta=NaBδlaiRa

按電樞體積V=лR2l

不變圖b電樞半徑為Rb=2Ra，而電樞長度變?yōu)閘b=la／4。圖2-16電樞體積不變條件下，電樞直徑為1:2的兩種電樞形狀lb

N

S

Rbla

Ra

N

S

a)

b)假定電樞導(dǎo)體的直徑和電流均相同，則圖b的電樞鐵芯截面積可比圖a大4倍，可使電樞總導(dǎo)體數(shù)為Nb=4Na，即Nblb=4Na·la／4=Nala，據(jù)此可得：Tb=NbBδlbiRb=2NaBδlaiRa=2Ta

表明圖b電機的電磁轉(zhuǎn)矩Tb可比圖a的Ta增大一倍。而與電樞總導(dǎo)體數(shù)N實際布局所需槽面積相關(guān)還有:如外定子電樞在電機外圈，呈內(nèi)小外大的扇形槽面積既能增大一倍多；但外轉(zhuǎn)子電機的內(nèi)定子電樞在電機內(nèi)圈，呈內(nèi)部狹窄的扇形槽面積就會大打折扣。第二節(jié)直流電機由上式得圖a電機的電磁按電樞體積V=(2)電樞形狀對空載轉(zhuǎn)速的影響前已得在電樞體積和導(dǎo)體直徑不變條件時Nl近似不變。所當(dāng)Ua、Bδ均相同時，n0與R近似成反比。即電樞的直徑越大，電機的n0就越低，如前圖b的電機理想空載轉(zhuǎn)速n0比圖a的低一倍。

第二節(jié)直流電機電機理想空載轉(zhuǎn)速n0時電樞電壓Ua=

Ea，由上可得：將已得直流電機每根導(dǎo)體感應(yīng)電動勢瞬時值e=Blv的線速度v(mm/s)用轉(zhuǎn)速n(r/min)代替，電樞半徑為R時v=2лRn/60。設(shè)繞組總導(dǎo)體數(shù)為N，在氣隙平均磁通密度Bδ中，若一對電刷間并聯(lián)支路數(shù)2，串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)即為N/2，則電刷間電勢說明其他條件相同時，如電機的直徑增大與軸向長度減少，即可增加電機轉(zhuǎn)矩和降低空載轉(zhuǎn)速。所力矩電機需做成粗而短的圓盤狀?；氐奖菊履夸?2)電樞形狀對空載轉(zhuǎn)速的影響前已得在電樞體積和導(dǎo)體直徑不第三節(jié)交流電機一、交流電機的工作原理交流電機與直流電機均根據(jù)電磁力和電磁感應(yīng)定律工作，區(qū)別主要是相對導(dǎo)體作用的磁場不同：前者為旋轉(zhuǎn)磁場，而后者為靜止磁場。1、旋轉(zhuǎn)磁場對導(dǎo)體的作用圖2-17旋轉(zhuǎn)磁場對導(dǎo)體的作用SNFen0in因線圈閉合而產(chǎn)生感應(yīng)電流i，方向如圖箭頭所示。帶電導(dǎo)體在磁場中受到的電磁力F=Bli，方向按左手定則為圖箭頭所示。U形磁鐵以轉(zhuǎn)速n0逆時針旋轉(zhuǎn)，在磁感應(yīng)強度B

的磁場內(nèi)，有效長度l的線圈導(dǎo)體將以速度v切割磁力線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e=Blv，方向按右手定則為圖箭頭所示。線圈在旋轉(zhuǎn)磁場電磁力F作用下，將按轉(zhuǎn)速n逆時針旋轉(zhuǎn)，且n＜n0。第三節(jié)交流電機一、交流電機的工作原理交流電機與直流電機2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生交流電機定子的三相繞組在空間互為120o，每相繞組分別通入如圖相位互差120o的對稱正弦波交流電。假設(shè)如下圖每相僅為一個線圈，?—電流流入、⊙—電流流出。線圈AX、BY、CZ分別通入相位互差120o正弦電流iA、iB、iC，分析相位角ωt分別為0o、60o、120o、180o時，所產(chǎn)生合成磁場的變化過程。

第三節(jié)交流電機圖2-18三相對稱的交流電波形

iB=Imsin(ωt-120°)iA=Imsinωt

iC=Imsin(ωt+120°)Im0o60o120o

180oωt圖2-19不同時刻三相合成的旋轉(zhuǎn)磁場位置0°n0NSABCXYZBZBYNSn0ABCXYZBYBX60°

n0NSABCXYZBZBX120°n0SNABCXYZBZBY180°a)ωt=0°b)ωt=60°c)ωt=120°d)ωt=180°2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生交流電機定子的三相繞組在空間互為120oωt=0o時：AX線圈iA=0，無磁場；BY線圈iB從Y端流入，B端流出，磁場方向按右手螺旋法則為圖a的BY向，CZ線圈iC從C端流入，Z端流出，磁場為圖a的BZ向，合成磁場為圖a中NS極。同理ωt=60o、120o、180o時合成磁場分別為圖b～d所示的NS極位置。

第三節(jié)交流電機圖2-18三相對稱的交流電波形

iB=Imsin(ωt-120°)iA=Imsinωt

iC=Imsin(ωt+120°)Im0o60o120o

180oωt由此比較每個瞬間的合成磁場分別以順時針方向在旋轉(zhuǎn)NS極，即在定子繞組中通入三相交流電源時產(chǎn)生順時針方向旋轉(zhuǎn)的磁場。圖2-19不同時刻三相合成的旋轉(zhuǎn)磁場位置0°n0NSABCXYZBZBYNSn0ABCXYZBYBX60°

n0NSABCXYZBZBX120°n0SNABCXYZBZBY180°a)ωt=0°b)ωt=60°c)ωt=120°d)ωt=180°ωt=0o時：AX線圈iA=0，無磁場；同理ωt=60o旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵芯中產(chǎn)生的磁通被轉(zhuǎn)子繞組切割而感應(yīng)出電動勢，其內(nèi)流動的感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)電磁場力F作用下，將按轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。

第三節(jié)交流電機若在電機轉(zhuǎn)子繞組中另外通入直流勵磁電流，使轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定極性的磁場，則定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁極與轉(zhuǎn)子的異性磁極產(chǎn)生磁拉力會牽引轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場同速旋轉(zhuǎn)，這即為同步電機的簡單工作原理。如改變?nèi)嘟涣麟娤嘈颍瑒t產(chǎn)生逆時針旋轉(zhuǎn)的合成磁場。其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速，f—電流頻率(Hz)；P—電機極對數(shù)。因轉(zhuǎn)子導(dǎo)體須與旋轉(zhuǎn)磁場間有相對運動才能感應(yīng)出電流而形成電磁轉(zhuǎn)矩，所n總小于n0，由此該類電機被稱為異步電機。電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電流經(jīng)切割旋轉(zhuǎn)磁場而感應(yīng)，所也稱感應(yīng)電機。旋轉(zhuǎn)磁場在定子鐵芯中產(chǎn)生的磁通被轉(zhuǎn)子繞組切割而感應(yīng)出電動勢

3、轉(zhuǎn)差率為使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)速n須與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速n0存在差速Δn=n0-n，Δn與n0之比即稱為異步電機的轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0。轉(zhuǎn)差率s是異步電機的重要運行參數(shù)，與負載及運行狀態(tài)密切相關(guān)。s越小n越接近n0，效率也較高。通常額定負載時異步電機s≈1～6%。1）電動機運行狀態(tài)。即為0＜n