直流无刷电机性能分析

《直流无刷电机性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、直流无刷电机性能分析　　一、无刷直流电机的意义　　人们对环境和能源的日益关注,推动了电动汽车的发展,加速了世界强国在电动汽车领域的竞争。在目前电池技术制约下,如何提高电能效率、提高电动汽车续驶历程,是电动汽车行业关注的焦点。无刷直流电机启动转矩大、调速性能好、效率高、能量密度大、过载能力强、性能稳定、安全可靠,是电动汽车的理想驱动电机。无刷直流电机的产业化生产,对提高电动汽车性能、促进电动汽车行业发展、使我国电动汽车行业赶超世界先进水平具有积极的促进作用。　　二、无刷直流电机的先进性　　电动车辆主要用于城市交通,车辆大部分时间处于启动、加速、制动的工作状态,因此电机的起动性能、加

2、速性能、低速时的效率、制动时的能量再生能力、电机的过载能力、电机的能量密度、电机可靠性对电动车辆尤为重要,是衡量电动车辆电机的重要指标。目前电动车辆还没有专用电机可选,只能选用通用电机,如直流串激电机、直流并激电机、永磁直流电机、异步电机等。通用电机的负载特性为恒负载特性,而电动车辆特性为变负载特性,两者特性不匹配,影响了电机出力,进而影响了电动车辆性能。另外,通用电机的较大效率点均设计在额定点附近,当负载偏离额定点时,电机效率急剧下降,影响了车辆的续驶里程。开关磁阻电机在低速时具有较大的转矩,但效率偏低,永磁同步电机具有较高的效率,但低速时转矩无法提升。只有无刷直流电机具备了以

3、上电机的所有优点,它具有串激直流电机的低速转矩提升功能、并激直流电机的调速性能、永磁同步电机的高效特性和接近异步电机的可靠性,非常适合电动车辆的需要。现就各种电机技术指标汇总见表1。　　表1各种电机技术指标汇总　　电机　　性能直流串激电机支流并激电机永磁直流电机鼠笼异步电机磁阻开关电机永磁同步电机无刷直流电机　　起动性能5442345　　低速性能5443345　　低速时效率3343455　　平均效率3344355　　能量密度2234455　　过载能力4444355　　再生能力3543255　　可靠性2225544　　制造成本4445544　　控制器成本5554444　　合计363

4、63837374547　　从上表看无刷直流电机是较为理想的电动车辆驱动电机,与其它电机相比其主要优点为：①电机外特性好,非常符合电动车辆的负载特性,尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性,能够提供大的起动转矩,满足车辆的加速要求。②速度范围宽,电机可以在任何转速下全功率运行,这是无刷直流电机的独有特性,这样可以省去汽车的机械变速器,改变内燃车辆的传动模式,进一步提高整车效率。③电机效率高,尤其是在轻载车况下,电机仍能保持较高的效率,这对珍贵的电池能量是很重要的,该种电机可比永磁直流电动机提高效率10％以上,比Y系列电动机提高效率20％以上。④过载能力强,这种电机比Y系列电动机可提高过

5、载能力20％以上,满足车辆的突起堵转需要。⑤再生制动效果好,因电机转子具有很高的永久磁场,在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态,给电池充电。⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。⑦电机无机械换向器,采用全封闭式结构,防止尘土进入电机内部,可靠性高。⑧电机控制系统比异步电机简单。　　无刷直流电机是在永磁同步电机的基础上发展而来,它比永磁同步电机具有更高的效率和更大的低速转矩,两种电机的外特性见图1。