某牌電動(dòng)汽車及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電動(dòng)汽車及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要內(nèi)容一、電動(dòng)汽車概述二、電動(dòng)汽車的三種主要型式三、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)四、存在的問(wèn)題與研究方向一、電動(dòng)汽車概述1、燃油汽車面臨的問(wèn)題

全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重

傳統(tǒng)能源枯竭不可避免

我國(guó)汽車工業(yè)的現(xiàn)狀城市大氣污染日趨嚴(yán)重在中國(guó)華東、華北的大城市大氣中,70%的污染物來(lái)自汽車排放;CO88%,NOx80%,HC90%來(lái)自汽車排放，大氣污染造成的損失每年達(dá)500億美元，全球污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市中，10個(gè)在中國(guó)。據(jù)估計(jì)，美國(guó)大氣污染物中42％來(lái)自汽車排放，造成損失每年達(dá)2290億美元。石油資源面臨枯竭威脅石油資源有限,不可再生,按目前探明的儲(chǔ)量和開采的速度還能用40~50年。電力可從多種能源得到起電能調(diào)峰作用充分利用晚間富余電能，占總?cè)萘?/2。原油初煉發(fā)電充電電動(dòng)汽車原油精煉汽油車電動(dòng)汽車有利于節(jié)能國(guó)際上各大汽車公司投入巨資

國(guó)內(nèi)：八五、九五、十五863重大專項(xiàng)、十一五新能源汽車2、國(guó)內(nèi)外對(duì)電動(dòng)汽車的研發(fā)情況

已進(jìn)入小批量商業(yè)化生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用通用－－EV1，兩座轎車；S－10輕型得到貨車福特－－Range兩座貨車克萊斯勒－－EPIC輕型客貨車豐田－－RAV-45座轎車本田－－Plus4座轎車日產(chǎn)－－ALTRAEV標(biāo)志，雪鐵龍－－P106，SAXO四座電動(dòng)轎車?yán)字Z－－Clio四座電動(dòng)轎車美國(guó)、日本和西歐，由各大汽車公司開發(fā)、研制的部分電動(dòng)汽車如下：日本的混合動(dòng)力系統(tǒng)水平最高混合動(dòng)力轎車的市場(chǎng)保有量早已超過(guò)20萬(wàn)量。豐田、本田的混合動(dòng)力汽車品種已有20多個(gè)，年產(chǎn)量超過(guò)25萬(wàn)輛。燃料經(jīng)濟(jì)性能夠提高30－50％。日本與美國(guó)還在發(fā)展柴油混合動(dòng)力。美國(guó)伊頓正發(fā)展液壓混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。世界上比較成熟的混合動(dòng)力汽車是豐田的Prius(普銳斯）在美國(guó)的年銷量曾達(dá)到3萬(wàn)輛。十五期間專項(xiàng)課題組完成課題230個(gè)；累計(jì)投入資金：218611萬(wàn)元。三縱：純電動(dòng)汽車；混合動(dòng)力汽車；燃料電池汽車。三橫：動(dòng)力電池；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；電子控制單元。2008年北京奧運(yùn)會(huì)

50輛純電動(dòng)大客車（京華BK6122EV)，

采用鋰離子電池。10輛混合動(dòng)力客車（串聯(lián)4輛，并聯(lián)6輛），中標(biāo)單位：東風(fēng)，中通，鄭州宇通，廈門金龍，京華客車各2輛。采用春蘭鎳氫電池。南車時(shí)代電動(dòng)動(dòng)汽車股份有有限公司由株洲所牽頭頭組建，2007.8.31在株洲高新技技術(shù)開發(fā)區(qū)掛牌成成立。產(chǎn)業(yè)化化基地總投資資7.2億元。是目前國(guó)內(nèi)投投資規(guī)模最大大的電動(dòng)汽車車專業(yè)化研發(fā)制造基地地。天津清源公司司在天津開發(fā)區(qū)區(qū)建造電動(dòng)汽汽車產(chǎn)業(yè)化示示范基地。總投資1.65億元。2007年底建成。年年產(chǎn)電動(dòng)汽車車2萬(wàn)輛，其中，電動(dòng)大大客車及電動(dòng)動(dòng)特種車1000輛。2005年底，率先在在全國(guó)實(shí)現(xiàn)電電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)業(yè)化，106輛電動(dòng)汽車出出口美國(guó)。2006年向海外銷售售電動(dòng)汽車500輛。2007年來(lái)自國(guó)際市市場(chǎng)的訂單超超過(guò)1000輛。目前，世界最最大的電動(dòng)汽汽車生產(chǎn)線在在法國(guó)雪鐵龍龍公司。年產(chǎn)電動(dòng)汽車車3000輛。東風(fēng)電動(dòng)車輛輛股份有限公公司至2007年7月，武漢街頭頭行駛的混合合動(dòng)力公交車車達(dá)20輛，電動(dòng)小巴達(dá)199輛。東風(fēng)的電動(dòng)小小巴已銷售5000輛，2007年銷售達(dá)1000輛。一汽集團(tuán)完成了“解放放牌混合動(dòng)力力客車”的樣樣車開發(fā)，試制整車7輛，其中，2輛已投入長(zhǎng)春春市示范運(yùn)行行。上汽集團(tuán)2007年上海國(guó)際汽汽車展上，展展出了榮威混混合動(dòng)力轎車車和上海牌第四四代燃料電池池轎車。到2010年世博會(huì)前，，將規(guī)模投產(chǎn)產(chǎn)混合動(dòng)力轎轎車、客車，，同時(shí)小批量燃燃料電池轎車車實(shí)現(xiàn)示范運(yùn)運(yùn)行。按計(jì)劃，2010年將有1000輛燃料電池車車在世博園中中行駛。長(zhǎng)安集團(tuán)長(zhǎng)安提出它的的混合動(dòng)力MPV車要在2008年北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)前投入批量生生產(chǎn)。先從輕度混合合動(dòng)力汽車入入手，待市場(chǎng)場(chǎng)成熟后，再再發(fā)展中度混合和重重度混合動(dòng)力力汽車。長(zhǎng)安的輕度混混合動(dòng)力MPV汽車能節(jié)能20％，而成本只增加加10％。奇瑞公司多種新能源技技術(shù)齊頭并進(jìn)進(jìn)研究重點(diǎn)在混混合動(dòng)力、純純電動(dòng)和靈活活燃料車。在2007年上海汽車展展上，提出了了：1、并聯(lián)式弱混混合動(dòng)力轎車車奇瑞A5BSG。2、生物柴油動(dòng)動(dòng)力的新車型型V5。3、燃料電池車車B11。研發(fā)投入很大大，占銷售額額的10％。吉利控股集團(tuán)團(tuán)已開發(fā)出：電動(dòng)自行車20世紀(jì)90年代以來(lái)，我我國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展展。截止2005年，全國(guó)電動(dòng)動(dòng)車生產(chǎn)廠商商已超過(guò)1200家。相關(guān)零配件生生產(chǎn)廠商已超超過(guò)2300家。主要分布在浙浙江、上海、、江蘇、山東東、天津。年產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)輛的企業(yè)約約3－4家。從業(yè)人員超過(guò)過(guò)100萬(wàn)。市場(chǎng)保有有量將近3000萬(wàn)輛。行業(yè)銷售規(guī)模模達(dá)200億元。2005年，年產(chǎn)量1250萬(wàn)輛，2006年，年產(chǎn)量1600萬(wàn)輛。競(jìng)爭(zhēng)激烈，行行業(yè)利潤(rùn)下滑滑。3、電動(dòng)汽車發(fā)展面臨的主要問(wèn)題

電能的儲(chǔ)存問(wèn)題比能量小，40Wh/kg，汽油的比能12000wh/kg普通轎車，50kg汽油，占3%重量，行駛700公里。電動(dòng)轎車，電池400公斤，占25％重量，行駛100公里蓄電池的性能差使用循環(huán)次數(shù)少，700~800次；快充電性能差；電池價(jià)格貴?？捎脛?dòng)力電池少，（鉛酸、鎳氫、鋰電池〕電池技術(shù)是電電動(dòng)汽車的瓶瓶頸一、鉛酸電池池目前唯一能大大量生產(chǎn)供應(yīng)應(yīng)的，優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低低，性能穩(wěn)定定。缺點(diǎn)：比能量量低。目前水平：45Wh/kg，800次。1、價(jià)格2、比功率3、比能量4、循環(huán)壽命5、快充電6、一致性主要指標(biāo)：好差二、鎳氫電池池性能和成本介介于其它幾種種電池之間上世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)來(lái)的，主要生產(chǎn)商美美國(guó)OVONIC公司。具有更高的的比能量，，循環(huán)壽命命。主要不足：：1、有記憶效效應(yīng)，一定定要放光再再充電。2、充電發(fā)熱熱。3、價(jià)格仍較較高，目前前500－700美元/kWh。三、鋰離子子電池特點(diǎn)：1、比能量大大，達(dá)到115Wh/kg。2、循環(huán)壽命命500－1000次。3、自放電率率低，每月月自放電8%。4、無(wú)記憶效效應(yīng)。5、無(wú)污染（（電池材料料不存在有有毒物質(zhì)））。缺點(diǎn)：價(jià)格高。四、燃料電電池目前用于電電動(dòng)汽車最最現(xiàn)實(shí)的是是質(zhì)子交換換膜燃料電電池。特點(diǎn)：以氫為燃料料，無(wú)污染染，效率高高。面臨的主要要問(wèn)題：1、氫的來(lái)源源；2、氫的存儲(chǔ)儲(chǔ)；3、核心材料料成本極高高。推廣使用要要20年后。五、超級(jí)電電容(上海奧威)特點(diǎn)：1、充電速度度快。2、循環(huán)壽命命長(zhǎng)，可達(dá)達(dá)10萬(wàn)次。3、充放電效效率高，達(dá)達(dá)98%。4、比功率大大，達(dá)到1000-10000W/kg。5、溫度范圍圍廣，－40到50度。價(jià)格是鉛酸酸電池的2倍。缺點(diǎn)：比能量小。。上海示范運(yùn)運(yùn)行的超級(jí)級(jí)電容客車車共10輛。超級(jí)電容與與蓄電池混混合前景看看好。全球主要蓄蓄電池廠商商近年來(lái)紛紛紛在中國(guó)國(guó)投資建廠廠有全球汽車車蓄電池老老大美國(guó)江江森自控有有限公司、、日本的索尼尼、三洋、、日立、湯湯淺、西恩恩迪、松下下等知名企業(yè)在在中國(guó)建立立蓄電池生生產(chǎn)基地。。德國(guó)博世、、日本NEC等以生產(chǎn)軟軟件和電器器為主的企業(yè)也進(jìn)入入蓄電池領(lǐng)領(lǐng)域。我國(guó)每年鉛鉛的產(chǎn)量為為300萬(wàn)噸，其中中國(guó)內(nèi)需求求250萬(wàn)噸。其余為出口口。國(guó)內(nèi)需求中中，70％-80%用于汽車用用蓄電池。。二、電動(dòng)汽汽車的三種種主要型式式1、純電動(dòng)汽汽車（BatterypoweredEV)2、混合動(dòng)力力電動(dòng)汽車車(HybridEV)3、燃料電池池電動(dòng)汽車車(FuelcellEV)

功率變換器電池控制電路電動(dòng)機(jī)控制器1、純電動(dòng)汽汽車的動(dòng)力力組成2、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（串聯(lián)型）發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)控制器電機(jī)變速箱主減速器輔助電池3、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（行星輪式并聯(lián)型）發(fā)動(dòng)機(jī)控制器電機(jī)變速箱主減速器輔助電池轉(zhuǎn)矩合成裝置4、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（套筒式并聯(lián)型）發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)變速箱主減速器輔助電池控制器?不同混合程度；?ISG（IntegratedStarterGenerator)5、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（并聯(lián)型PLUGIN）發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)變速箱主減速器輔助電池控制器充電器～?節(jié)約運(yùn)行成本混合動(dòng)力電電動(dòng)汽車目的：增加加續(xù)駛里程程，高效率率，低排污污優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)燃機(jī)按按平均功率率選取，15~30%最大功率可實(shí)現(xiàn)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)和電電動(dòng)機(jī)的最最佳配合可方便回回收能量鬧市區(qū)可可零排放可解決決空調(diào)、取取暖等問(wèn)題題可利用現(xiàn)現(xiàn)有加油站站可延長(zhǎng)電電池壽命ToyotaPrius混合動(dòng)力汽汽車1.5升汽油發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)，最大大功率42.6kW/4600min,帶永磁交流流發(fā)電機(jī)。。電動(dòng)機(jī)為永永磁無(wú)刷直直流電機(jī)，，額定功率率30kW。世界上第一一個(gè)大量生生產(chǎn)的混合合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)汽車；97.12以來(lái)，已有有35000輛在行駛，，銷往美國(guó)國(guó)已有幾萬(wàn)輛輛；混合動(dòng)力汽車的現(xiàn)狀2、國(guó)內(nèi)企業(yè)熱情很高，一汽、上汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安等公司均在開發(fā)并聯(lián)、混聯(lián)等多種型式的混合動(dòng)力轎車。3、混合動(dòng)力正成為通用技術(shù)，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。汽油機(jī)、柴油機(jī)、天然氣發(fā)電機(jī)、燃料電池發(fā)電機(jī)都可向混合動(dòng)力發(fā)展。1、節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)明顯。豐田、本田等公司的混合動(dòng)力品種已超過(guò)20多個(gè)，年產(chǎn)量超過(guò)25萬(wàn)輛。燃料經(jīng)濟(jì)性提高（30－50）％，減排明顯。3、燃料電池池電動(dòng)汽車車質(zhì)子交換膜膜燃料電池池(PEMFC)工作原理圖圖H2陽(yáng)極電解質(zhì)（質(zhì)子交換模）催化劑陰極H22H++2e-2H+e-e-O2H2O2H++2e-+1/2O2質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)工作原理圖(PEMFC)ProtonExchangeMembraneFuelCell.FCEV的優(yōu)點(diǎn)：1.電堆效率高高，52％2.無(wú)污染3.無(wú)需蓄電池池4.可用各種燃燃料FCEV的動(dòng)力組成成

電機(jī)控制器

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

單向DC/DC變換器輔助電池能量混合型型結(jié)構(gòu)方案1輔助電池容容量大

電機(jī)控制器

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

雙向DC/DC變換器輔助電池結(jié)構(gòu)方案2功率混合型輔助電池容量小

電機(jī)控制器

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)

雙向DC/DC變換器超級(jí)電容結(jié)構(gòu)方案3功率混合型燃料電池城城市客車純電動(dòng)汽車車（中巴））電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)業(yè)化期待系系統(tǒng)集成商商動(dòng)力電池技技術(shù)尚不成成熟，電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)業(yè)化缺乏具具體政策扶扶持，市場(chǎng)運(yùn)作匯匯報(bào)不明朗朗，資金投入存存在很大風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。很多企業(yè)躊躊躇不前，，他們或觀觀望徘徊，，或消極等等待，不愿成為““第一個(gè)吃吃螃蟹者””。三、電動(dòng)汽汽車驅(qū)動(dòng)系系統(tǒng)1、電動(dòng)汽車車對(duì)電機(jī)控控制系統(tǒng)的的要求1、優(yōu)良的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩控制性性能；2、寬廣的調(diào)調(diào)速范圍；；3、寬范圍的的高效率運(yùn)運(yùn)行區(qū)域；；4、高功率密密度；5.優(yōu)良的環(huán)境境適應(yīng)性和和環(huán)保性；；6.高可靠性；；7.有競(jìng)爭(zhēng)力的的價(jià)格。0恒轉(zhuǎn)矩區(qū)恒功率區(qū)降功區(qū)要求異步電機(jī)的輸出特性：1、低速大扭矩；2、高速大功率。電動(dòng)機(jī)控制器交流電機(jī)控制器控制電路主電路控制器中的CPU主控制板2、電動(dòng)汽車車電機(jī)控制制系統(tǒng)的主主要類型直流電機(jī)控控制系統(tǒng)；；無(wú)刷直流電電機(jī)控制系系統(tǒng)；異步電機(jī)控控制系統(tǒng)；；開關(guān)磁阻電電機(jī)控制系系統(tǒng)。

電機(jī)性能直流電機(jī)永磁同步電機(jī)異步電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)最大效率（％）85～8995～9794～95

<90

效率（10％負(fù)載）80～8790～9279～8578～86最高轉(zhuǎn)速（rpm)4000~60004000~100009000~1500015000電機(jī)費(fèi)用/kW($)1010~158~126~10控制器成本12.53.54.5堅(jiān)固性良良優(yōu)良信賴性普通良優(yōu)良表.1各種電機(jī)的的特性比較較（摘自日本本電氣學(xué)會(huì)會(huì)技術(shù)報(bào)告告）永磁同步電機(jī)

異步電機(jī)適性容量數(shù)十W～數(shù)十kW數(shù)百W以上尺寸、重量小☆中～小◎結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單◎非常簡(jiǎn)單☆環(huán)境適應(yīng)性相當(dāng)好◎非常好☆維護(hù)有點(diǎn)必要△不要☆生產(chǎn)性好△非常好◎位置傳感器要△不要◎速度傳感器不要◎要△表2永磁同步電電機(jī)與異步步電機(jī)的特特性比較表3永磁同步電電機(jī)與異步步電機(jī)的特特性比較

永磁同步電機(jī)

異步電機(jī)壽命軸壽命軸壽命弱磁高速困難△可能◎回饋制動(dòng)容易◎可以△永久失磁有△無(wú)◎溫度特性無(wú)◎有△控制器控制一臺(tái)△控制多臺(tái)◎直流電機(jī)及及其控制系系統(tǒng)1.直流電機(jī)的的結(jié)構(gòu)和原理（并并聯(lián)）特點(diǎn)：1、勵(lì)磁電流和和電樞電流可分別別控制，轉(zhuǎn)矩控制性性能好。2、控制簡(jiǎn)單單。IfMnIf2.直流電機(jī)功功率控制器器－斬波器器T2、D1電動(dòng)運(yùn)行；；T1、D2制動(dòng)運(yùn)行。ECT1T2MD1D2斬波器主電路ECT1MD1D2斬波器主電路串聯(lián)繞組增加起動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的措施施3.斬波器的PWM控制nMn1n2MZM1*(Ia1*)ABM2*(Ia2*)0控制框圖調(diào)速原理4.直流電機(jī)及及其控制系系統(tǒng)的優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.直流電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩控制性性能優(yōu)良。。2.控制簡(jiǎn)單，，回饋控制制容易。3.功率變換器器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單單，使用功功率器件少少。4.控制器效率率高；功率率密度高。。5.控制器體積積小，重量量輕。6.控制器價(jià)格格便宜。缺點(diǎn)：1.由于機(jī)械換換向器和電電刷的存在在導(dǎo)致的缺缺點(diǎn)：電機(jī)轉(zhuǎn)速低低、體積大大；需要維維護(hù)；成本本高。交流電機(jī)及及其控制系系統(tǒng)1.交流電機(jī)的的主要類型型交流電機(jī)1.同步電機(jī)2.異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)）轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子勵(lì)磁永磁同步電機(jī)

(自控式）無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子籠型2.交流電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)構(gòu)三相電樞繞繞組3.三相交流電電機(jī)功率變變換器主電電路構(gòu)成功率變換器器主電路交流電機(jī)電電樞繞組無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置傳感器

三相功率變換器控制電路無(wú)刷直流電機(jī)控制器1.系統(tǒng)構(gòu)成2.無(wú)刷直流電電機(jī)與永磁磁同步電機(jī)機(jī)差別ωt2π0B0(e0)永磁同步電機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)一對(duì)極下不同的氣隙磁密分布圖三相無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)載電勢(shì)eAeBeC0t13542663.無(wú)刷直流電電機(jī)工作原原理iAABiBCiCSNFABFACFBCFBAFCAFCBXYZF0有6個(gè)定子空間間磁勢(shì)。根據(jù)轉(zhuǎn)子位位置傳感器器檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子子位置和要要求轉(zhuǎn)向來(lái)決定定產(chǎn)生哪一一個(gè)磁勢(shì)。產(chǎn)生的平均均轉(zhuǎn)矩最大大。定子磁勢(shì)拉拉轉(zhuǎn)子磁勢(shì)勢(shì)旋轉(zhuǎn)，為為了使平均均轉(zhuǎn)矩最大大。兩者的平均均空間電角角度為900。SNF0nFABFAC60o60o4.無(wú)刷直流電電機(jī)控制框框圖-A+÷2∑iaibiciaibicIREFPIPWM邏輯變換PS+A+B+C-B-CIFPositionSensor三相反饋電流輸出6路驅(qū)動(dòng)信號(hào)電動(dòng)狀態(tài)：＋A管導(dǎo)通，－B管PWM。－B管導(dǎo)通時(shí)電流上升，－B管關(guān)斷時(shí)電流下降。Ud++A-AC+B-B+C-C轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：+A、－B相導(dǎo)通。回饋狀態(tài)：轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：+A、－B相導(dǎo)通。+A管、－B管均關(guān)斷，＋B管子PWM。Ud++A-AC+B-B+C-C電流產(chǎn)生拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩電流產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩5.無(wú)刷直流電電機(jī)的電動(dòng)動(dòng)、回饋制動(dòng)控控制邏輯控控制PS邏輯變換PWM

輸入+a-a+b-b+c-c轉(zhuǎn)子位置傳感器+++A-A+B-B++C-C驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電動(dòng)“1”回饋制動(dòng)“0”6.無(wú)刷直流電電機(jī)及其控控制系統(tǒng)的的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.具有直流電電機(jī)的控制制特性。2.控制制相相對(duì)對(duì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單。。3.電機(jī)機(jī)效效率率高高，，體體積積小小。。缺點(diǎn)點(diǎn)：：1.由于于永永磁磁材材料料貴貴，，電電機(jī)機(jī)價(jià)價(jià)格格較較貴貴。。2.過(guò)熱熱容容易易導(dǎo)導(dǎo)致致永永久久性性失失磁磁。。3.弱磁磁運(yùn)運(yùn)行行較較困困難難。。4.需要要轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子位位置置傳傳感感器器。。異步步電電機(jī)機(jī)及及其其控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)1.異步步電電機(jī)機(jī)變變頻頻調(diào)調(diào)速速原原理理轉(zhuǎn)子子繞繞組組中中的的電電壓壓、、電電流流靠靠感感應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生生。。正常常運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)，，電電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速接接近近旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁磁場(chǎng)場(chǎng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速。0AB不同頻率下的異步電機(jī)機(jī)械特性2.變頻頻調(diào)調(diào)速速的的主主要要控控制制方方法法基于于穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)的的控控制制變壓壓變變頻頻控控制制（（VariableVoltageVariableFrequency)簡(jiǎn)稱稱VVVF控制制；；脈寬寬調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)控控制制（（PulseWidthModulation)簡(jiǎn)稱稱PWM控制制。。1.SPWM;2.電壓壓空空間間矢矢量量PWM；3.優(yōu)化化PWM;4.隨機(jī)機(jī)PWM;5.基于于動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)的的控控制制：：高性性能能的的控控制制方方法法轉(zhuǎn)子子磁磁場(chǎng)場(chǎng)定定向向矢矢量量控控制制（（等等效效直直流流電電機(jī)機(jī)控控制制））（20世紀(jì)紀(jì)70年代代，，由由德德國(guó)國(guó)西西門門子子公公司司的的F.Blaschke提出出。。））1.直接接矢矢量量控控制制；；2.間接接矢矢量量控控制制。。直接接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩控控制制直接接對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩和和磁磁鏈鏈閉閉環(huán)環(huán)控控制制。。（1985年德德國(guó)國(guó)學(xué)學(xué)者者M(jìn).Depenbrock首次次提提出出。）3.異步步電電機(jī)機(jī)滑滑差差頻頻率率控控制制框框圖圖ωs*ωr*PIFG+ωrωs*ωr++ω1I1*cosω1tcos(ω1t-120o)cos(ω1t-240o)乘法器ia*iaib*icic*ib+PIPWMPIPWMPIPWM三角波驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生a-ab-bc-cI1

=f(ωs)++基本原理：在機(jī)械特性的線性段，電磁轉(zhuǎn)矩正比于滑差頻率。函數(shù)發(fā)生器TMψ2++++I1TI1MI2TI2Mω1(a)直流電機(jī)模型ψ2I1MI1TI2TI1βF0F2F1(b)電流、磁勢(shì)向量圖4.異步步電電機(jī)機(jī)矢矢量量控控制制矢量控制原理經(jīng)3/2變化、旋轉(zhuǎn)變換后，異步電機(jī)變成了直流電機(jī)模型。將M-T坐標(biāo)的M軸定在異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈的方向上，可得到最簡(jiǎn)單的方程形式。轉(zhuǎn)子磁鏈方程轉(zhuǎn)子電壓方程穩(wěn)態(tài)時(shí)所以等效效直直流流機(jī)機(jī)模模型型的的方方程程轉(zhuǎn)矩控制制如如何何實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)？？和和和其中矢量量控控制制思思路路最終終控控制制定定子子磁磁場(chǎng)場(chǎng)的的幅幅值值與與空空間間位位置置來(lái)來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。磁鏈觀測(cè)算法轉(zhuǎn)速檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電路三相逆變器IM蓄電池PG電容3/2變換轉(zhuǎn)矩計(jì)算Isyqrw控制算法(PI,空間電壓矢量計(jì)算等)轉(zhuǎn)矩和磁鏈設(shè)定算法*1ti*ryry1ti1mi1mi1tiTrwIs*Va*Vbrw給定異步電機(jī)直接矢量控制框圖uua,b,cia,b,cn轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)R坐標(biāo)變換iq*iq+-PIUq*id*id+-PIUd*坐標(biāo)變換ua,b,cu*+PI-+--

控制制框框圖圖轉(zhuǎn)子子磁磁鏈鏈準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定向向方方法法轉(zhuǎn)子子磁磁鏈鏈準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定向向方方法法dqi1R0idid觀測(cè)測(cè)磁磁鏈鏈領(lǐng)先先實(shí)實(shí)際際磁鏈鏈時(shí)時(shí)實(shí)際際勵(lì)勵(lì)磁磁分分量量id要比比觀觀測(cè)測(cè)值值id小。。實(shí)實(shí)際際電電壓壓小小于于觀觀測(cè)測(cè)電電壓壓。。dqi1R0idid觀測(cè)測(cè)磁磁鏈鏈落后后實(shí)實(shí)際際磁鏈鏈時(shí)時(shí)id大于于id實(shí)際際電電壓壓大大于于觀觀測(cè)測(cè)電電壓壓。。5.異步電機(jī)機(jī)直接轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩控制制控制原理理：通過(guò)檢測(cè)測(cè)電機(jī)定定子電壓壓、電流流，借助助瞬時(shí)空空間矢量理論論來(lái)計(jì)算算電機(jī)的的磁鏈和和轉(zhuǎn)矩。。給定的磁磁鏈和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩分別別與計(jì)算算值比較較，對(duì)差差值進(jìn)行滯環(huán)環(huán)調(diào)節(jié)（（也稱砰砰砰控制制）。再根據(jù)定子磁鏈鏈的空間間位置、、磁鏈與與轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)結(jié)果，，來(lái)確定定逆變器器的開關(guān)關(guān)信號(hào)。。逆變器IM3/23/2idiquduqψ觀察器ψqψdT計(jì)算DTTψ1計(jì)算Dψψ1+θN+

開關(guān)表6*Ud+*ψ1Tψ1ωr

速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩矩控制框框圖直接轉(zhuǎn)矩矩控制的的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)模型型在定子子坐標(biāo)系系下，只只需3/2變換。觀測(cè)的是是定子磁磁鏈，受受電機(jī)參參數(shù)影響響小。強(qiáng)調(diào)對(duì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的直直接控制制，所以以轉(zhuǎn)矩響響應(yīng)迅速速。缺點(diǎn)：低速時(shí)的的轉(zhuǎn)矩脈脈動(dòng)。由于沒(méi)有有電流閉閉環(huán)，容容易產(chǎn)生生過(guò)流。。開關(guān)磁阻阻電機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)6/4極的開關(guān)關(guān)磁阻電電動(dòng)機(jī)1.開關(guān)磁阻阻電機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)定、轉(zhuǎn)子子為結(jié)構(gòu)構(gòu)雙凸結(jié)結(jié)構(gòu)。定、轉(zhuǎn)子子齒滿足足錯(cuò)位原原理，即錯(cuò)開1/m轉(zhuǎn)子齒距距。通電一周周，轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子齒。需要轉(zhuǎn)子子位置傳傳感器。AA’BB’CC’開關(guān)磁阻阻電機(jī)的的轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)時(shí)值正比比于電流的平平方，也正比于于電感對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)子位置角角的變化化率。2.開關(guān)磁阻阻電動(dòng)機(jī)機(jī)工作原原理轉(zhuǎn)矩：靠磁通收收縮產(chǎn)生生轉(zhuǎn)矩AXBYCZ1234563.開關(guān)磁阻阻電機(jī)功功率變換換器主電電路A相4.開關(guān)磁阻阻電機(jī)及及其控制制系統(tǒng)的的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：1.電機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，，制造容容易。2.控制相對(duì)對(duì)簡(jiǎn)單。。3.控制器主主電路不不會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)直通現(xiàn)現(xiàn)象。缺點(diǎn)：1.起動(dòng)時(shí)的的噪聲脈脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩矩較大。。2.需要轉(zhuǎn)子子位置傳傳感器。四、電機(jī)機(jī)及其控控制系統(tǒng)統(tǒng)的主要要研究方方向電機(jī)與控控制器一一體化的的優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)研究究電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)要考慮慮逆變器器供電的的特點(diǎn)：：du/dt,諧波。逆變器設(shè)設(shè)計(jì)要考考慮電動(dòng)動(dòng)汽車電電機(jī)的特特點(diǎn)：大大過(guò)載。。安裝空間間有限，，運(yùn)行環(huán)環(huán)境惡劣劣。新的控制制策略研研究更理想的的轉(zhuǎn)矩控控制性能能；更低的輸輸出諧波波含量，，更低的電電機(jī)諧波波損耗。。高頻軟開開關(guān)應(yīng)用用技術(shù)研研究用高頻減減小低速速下的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)動(dòng)電磁噪噪聲；用軟開關(guān)關(guān)解決功功率開關(guān)關(guān)器件的的開關(guān)損損耗，減小電磁磁干擾。。電機(jī)的新新材料、、新結(jié)構(gòu)構(gòu)、新工工藝?yán)纾河烙来挪牧狭?、非晶晶鐵心、、多極高高頻電機(jī)機(jī)。數(shù)字化控控制技術(shù)術(shù)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化通訊訊技術(shù)研研究系統(tǒng)的電電磁兼容容技術(shù)研研究電機(jī)及其其控制系系統(tǒng)追求求的目標(biāo)標(biāo)：1、高性能能；2、高可靠靠；3、低成本本。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)業(yè)化！燃料電池客車用電機(jī)及其控制器風(fēng)冷的電機(jī)與控制器燃料電池客車用電機(jī)及其控制器水冷電機(jī)與控制器謝謝大大家家9、靜夜四無(wú)無(wú)鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:23:5421:23:5421:2312/28/20229:23:54PM11、以我我獨(dú)沈沈久，，愧君君相見(jiàn)見(jiàn)頻。。。12月月-2221:23:5521:23Dec-2228-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。21:23:5521:23:5521:23Wednesday,December28,202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)夢(mèng)，相悲各問(wèn)問(wèn)年。。12月-2212月-2221:23:5521:23:55December28,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國(guó)國(guó)見(jiàn)見(jiàn)青青山山。。。。28十十二二月月20229:23:55下下午午21:23:5512月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:23下下午午12月月-2221:23December28,202216、行動(dòng)動(dòng)出成成果，，工作作出財(cái)財(cái)富。。。2022/12/2821:23:5521:23:5528December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。9:23:55下午午9:23下午午21:23:5512月-229、沒(méi)有失敗，，只有暫時(shí)停停止成功！。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒(méi)有。。。21:23:5521:23:5521:2312/28/20229:23:55PM11、成功就是日日復(fù)一日那一一點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積累。。。12月-2221:23:5521:23Dec-2228-Dec-2212、世間成事事，