15.交流感应电机驱动系统、开关磁阻电机驱动系统（课件）-高二《新能源汽车检测与维修》同步教学（人民交通版）

新能源汽车检测与维修 交流感应电机驱动系统 一、交流电动机的分类 交流电动机可分为同步电动机和异步电动机两类。如果电动机转子的转速n与定子旋转磁场的转速n1相等，则转子与定子旋转磁场在空间同步地旋转，这种电动机就被称为同步电动机。如果n不等于n1，则转子与定子旋转磁场在空间旋转时不同步，则称为异步电动机。三相异步电动机有笼型异步感应电动机和绕线式异步感应电动机两种。 二、交流感应电动机的结构与工作原理 交流感应电动机的结构 1-轴承2-定子3-转子4-冷却风扇 5-电源线 二、交流感应电动机的结构与工作原理 交流感应电动机横断面 1-定子铁芯 2-定子导体 3-转子轴4-转子导体 5-转子端环 6-转子铁芯 二、交流感应电动机的结构与工作原理 空间对称分布的三相定子绕组 三、交流感应电动机控制系统 交流感应电机控制系统的主要作用是为电机提供变压、变频电源，同时其电压和频率能够按照一定的控制策略进行调节，以使驱动系统具有良好的转矩-转速特性。 1.功率变换器 电动汽车的动力蓄电池提供的是直流电源，而三相异步感应电机不能直接使用直流电源，因此必须有功率变换器将直流电源变换为频率和幅值都可以调节的交流电，来实现对感应电机的控制。电动汽车的感应电机使用的几乎都是专用的三相电压型PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)变换器。 三、交流感应电动机控制系统 2.转速控制方式 由于感应电机的直轴和交轴的磁耦合作用，导致它动态模型的高度非线性，使得感应电机的控制比直流电机要复杂得多。 感应电机转速控制的基本方程为： N-电机转速；Ns-同步旋转磁场转速；s-滑差率；p-磁极对数；f-电源频率 感应电机的基本调速方式相应分为三种：调压调速、变极调速和变频调速。 开关磁阻电机驱动系统 一、开关磁阻电机驱动系统的组成 开关磁阻电动机驱动系统的基本构成 二、开关磁阻电机的结构 开关磁阻电动机的定子和转子采用凸极结构，定子和转子都是由硅钢片叠片组成，开关磁阻电动机的定子和转子极数不同，有多种组合方式，最常见的有四相8/6结构和三相6/4结构。 三相开关磁阻电动机的定子上有6个凸极，转子上有4个凸极。四相开关磁阻电动机的定子上有8个凸极，转子上有6个凸极。在定子相对称的两个凸极上的集中绕组互相串联，构成一相，但在转子上没有任何绕组。因此，定子上有6个凸极的为三相开关磁阻电动机，定子上有8个凸极的为四相开关磁阻电动机，依此类推。 二、开关磁阻电机的结构 相数 3 4 5 6 7 8 9 定子极数Ns 6 8 10 12 14 16 18 转子极数Nr 4 6 8 10 12 14 16 步进角 30 15 9 6 4.28 3.2l 2.5 开关阻磁电动机的结构方案 二、开关磁阻电机的结构 a) b) c) 不同的凸极开关磁阻电动机的结构 a)三相6/4凸极单绕组结构 b) 三相12/8凸极双绕组结构 c) 三相8/6凸极单绕组结构 三、开关磁阻电机的工作原理 a) b) c) 三相开关磁阻电动机的工作原理 a) 三相通电 b) B相通电 c) C相通电 四、开关磁阻电机的特点 1.开关磁阻电动机的优点 （1）调速范围宽、控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩-速度特性。 （2）制造和维护方便。 （3）运转效率高。 （4）可四象限运行，具有较强的再生制动能力。 （5）结构简单、成本低制造工艺也相对简单。 （6）转矩方向与电流方向无关，从而减少了功率转换器的开关器件数，降低了成本。同时出现故障的几率减少，控制可靠方便，可四象限运行，容易实现正转、反转和启动、制动等需要的调节控制。 （7）损耗小。 （8）可靠参数多、调速性能好。 （9）适于频繁启动、停止以及正反转运行。 四、开关磁阻电机的特点 2.开关磁阻电动机的缺点 （1）虽然结构简单，但其设计和控制较复杂。 （2）由于开关磁阻电动机磁极端部的严重磁饱和以及与沟槽的边缘效应，使得开关磁阻电动机设计和控制要求非常高。 （3）开关磁阻电动机噪声较大。 谢谢观看！ $