电机的选择
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电动机及减速器的选择和计算电动机和减速器在机械传动系统中起着至关重要的作用,通过改变输出的转速和扭矩,实现各种工业设备的正常运行。
本文将介绍电动机和减速器的选择和计算过程,并提供一些实际应用中的例子。
1.电动机的选择:在选择电动机时,需要考虑以下几个因素:-功率需求:确定所需的驱动功率,通常以“千瓦”为单位。
这取决于所需的扭矩和旋转速度。
-工作环境:根据工作环境选择适合的电动机类型,如防爆电机、高温电机等。
-载荷特性:根据所提供的负载扭矩和转速特性,选择相应的电动机。
-效率要求:选择高效率的电动机可以降低能源消耗和运行成本。
2.电动机的计算:为了确定所需的电动机参数,可以使用以下公式进行计算:-功率计算:P=Tω,其中P为功率,T为扭矩,ω为角速度。
通过测量或计算负载的扭矩和旋转速度,可以确定所需的功率。
-转速计算:N=60ω/2π,其中N为RPM(每分钟转数),ω为角速度。
根据工作需求确定所需的转速。
-扭矩计算:T=9.55P/N,其中T为扭矩,P为功率,N为RPM。
通过计算所需的扭矩,可以确定适合的电机。
3.减速器的选择:在选择减速器时,需要考虑以下几个因素:-减速比:确定所需的输出转速与输入转速的比值。
根据实际需求确定减速比,以实现所需的扭矩和转速要求。
-负载特性:根据负载的特性,选择适当的减速器类型,如行星齿轮减速器、螺旋伞齿轮减速器等。
-精度要求:根据实际需求选择减速器的精度等级,以满足精度要求。
-效率要求:选择高效率的减速器可以降低能源消耗和运行成本。
4.减速器的计算:为了确定所需的减速器参数,可以使用以下公式进行计算:-减速比计算:i=Ns/Nm,其中i为减速比,Ns为输出转速,Nm为输入转速。
根据所需的输出转速和输入转速计算减速比。
-扭矩计算:Tm=Ta/i,其中Tm为电机输出扭矩,Ta为负载扭矩。
根据负载和减速比计算所需的电机输出扭矩。
-减速器效率计算:η=(Tm×Nm)/(Ta×Ns)。
(完整版)电机选型与计算电机选型与计算一、引言本文档旨在为用户提供有关电机选型与计算的详细信息。
电机选型与计算是在不同应用场景下选择合适的电机并进行相关计算的过程。
本文将介绍电机选型的基本原则,并提供一个简单的电机选型与计算示例,以帮助用户更好地理解该过程。
二、电机选型的基本原则在进行电机选型时,需要考虑以下几个基本原则:1. 功率需求:根据应用需求确定所需的电机功率。
功率需求是选择合适电机的关键因素之一。
2. 转速需求:根据应用需求确定所需的电机转速范围。
转速需求可根据设备运行情况或工艺要求来确定。
3. 扭矩需求:根据应用需求确定所需的电机扭矩范围。
扭矩需求与设备所需的载荷能力相关。
4. 工作环境:根据应用环境考虑电机的工作温度范围、防护等级和防腐性能等特性。
5. 动力源:根据应用提供电源类型(如交流电、直流电等)选择合适的电机类型。
三、电机选型与计算示例假设我们需要为某个应用场景选型合适的电机,并计算其所需的功率、转速和扭矩。
以某工业生产设备为例,该设备所需电机的功率为10千瓦,转速为2000转/分钟,扭矩为100牛米。
根据功率需求,我们可以选择适用于10千瓦功率的电机。
根据转速需求,我们可以选择适用于2000转/分钟转速范围的电机。
根据扭矩需求,我们可以选择适用于100牛米扭矩范围的电机。
通过对市场上可用的电机进行比较和选择,我们最终确定了一款符合要求的电机。
该电机具有10千瓦功率、2000转/分钟转速和100牛米扭矩,并满足所需的工作环境要求。
接下来,我们可以根据所选电机的参数进行一些简单的计算,如电机效率、功率因数等。
这些计算可以帮助我们进一步确认所选电机是否满足应用需求。
四、总结电机选型与计算是一个根据应用需求选择合适电机并进行相关计算的过程。
通过考虑功率、转速、扭矩以及工作环境等因素,我们可以选择适合特定需求的电机。
并且,根据所选电机的参数,我们可以进行一些简单的计算以确保所选电机满足应用需求。
电动机选型导则主要包括以下几个方面:
1. 确定所需功率和转速:根据实际应用需求,确定所需的功率和转速,选择合适的电机类型和规格。
2. 考虑电源要求:根据电源的电压、频率、相数等参数选择合适的电机,确保电机能够正常工作。
3. 确定负载特性:了解负载的特性,如转矩、惯量、加速度等,选择能够满足负载要求的电机。
4. 考虑环境因素:根据实际工作环境,如温度、湿度、粉尘等,选择适合的电机防护等级和绝缘材料。
5. 确定电机类型:根据实际需求,选择直流电机、交流电机、步进电机等不同类型的电机,以满足不同的控制要求。
6. 考虑附加功能:根据实际需求,选择具有制动器、编码器、减速器等附加功能的电机,以提高系统的稳定性和精度。
7. 考虑成本:在满足性能要求的前提下,选择性价比高的电机,降低成本。
8. 考虑维护和可靠性:选择维护成本低、可靠性高的电机,减少故障率,提高生产效率。
9. 参考标准和规范:在选型过程中,应遵循相关的标准和规范,确保电机的安全性和可靠性。
10. 考虑安装空间和尺寸:根据实际安装空间和尺寸要求,选择适合的电机尺寸和形状。
总之,电动机选型需要综合考虑多个因素,包括功率和转速、电源要求、负载特性、环境因素、电机类型、附加功能、成本、维护和可靠性、标准和规范以及安装空间和尺寸等。
根据实际需求进行选择,可以确保电机的性能和可靠性,同时降低成本和维护成本。
电动机的选型与安装要点电动机在各个行业中都广泛应用,选型与安装的正确与否直接关系到设备的运行效果和安全性。
本文将从电动机的选型和安装要点两个方面来进行论述。
一、电动机的选型电动机的选型是根据工作环境和负载特性来确定的,以下是一些常见的选型要点:1. 功率:根据负载的特点和要求,确定电动机的功率,一般应略大于负载需求的功率,以确保电动机可以正常运行。
2. 转速:根据负载的转速要求以及电动机的转速范围,选择合适的转速。
注意转速过高或过低都会导致电动机性能下降或无法正常工作。
3. 额定电压和频率:根据供电系统的电压和频率来选择合适的电动机。
一般来说,额定电压和频率应与供电系统保持一致,避免电机受损或无法启动。
4. 绝缘等级:根据工作环境的湿度、温度等因素,选择合适的绝缘等级。
高湿度或高温环境中,应选择具有较高绝缘等级的电动机,以确保安全运行。
5. 效率:选购电动机时应尽量选择高效率的产品,以减少能源消耗和运行成本。
二、电动机的安装要点正确的电动机安装对于确保电机的正常工作和延长电机的使用寿命非常重要。
以下是一些常见的安装要点:1. 安装位置:选择一个通风良好、干燥、无腐蚀性气体和灰尘的位置进行安装,避免电动机长期处于恶劣环境中导致故障。
2. 基础和支架:根据电动机的尺寸和重量来设计合适的基础和支架,确保电动机稳定固定,减少振动和噪音。
3. 传动装置:根据实际需要选择合适的传动装置,确保电动机与负载的匹配,传动效率高,减少能量损失。
4. 连接电源:按照电动机的额定电压和频率进行接线,注意接触电阻要尽量小,线路要牢固可靠,避免因接触不良或松动导致故障。
5. 维护与保养:定期对电动机进行检查、清洁和润滑,及时发现问题并采取措施修复,延长电动机的使用寿命。
总之,电动机的选型和安装是确保设备正常运行的重要环节。
合理的选型和正确的安装不仅能提高电动机的使用效率和可靠性,还能降低设备的维修成本和能源消耗。
因此,在进行电动机的选型和安装时,需要进行详细的分析和计划,确保选型准确、安装可靠,为设备的正常运行提供保障。
电机选型与计算介绍电机选型和计算是在设计电气系统时的重要任务。
正确选择适合的电机类型和大小对于确保系统的正常运行至关重要。
本文档将介绍电机选型的一般步骤,并提供相关计算示例。
电机选型步骤1. 确定负载要求在选择电机之前,首先需要确定负载的要求。
这包括负载的功率、转速和工作周期等方面的要求。
根据这些要求,我们可以确定电机的类型和额定参数。
2. 选择电机类型根据负载要求,选择适合的电机类型。
常见的电机类型包括直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机等。
每种类型的电机都有其特定的适用场景和优缺点。
3. 计算负载参数根据负载的功率和转速要求,计算出负载所需的扭矩和转矩。
这些参数将帮助我们确定电机的额定参数,例如额定功率和额定转速。
4. 确定额定参数根据计算得出的负载参数,确定电机的额定参数。
这包括额定功率、额定转矩、额定电压和额定转速等。
确保选择的电机能够满足负载的要求,并具备一定的余量。
5. 进行效率和功率因数的计算根据电机的额定参数,计算电机的效率和功率因数。
这些参数将帮助我们评估电机在实际运行中的能效和电能利用情况。
电机选型计算示例假设我们需要选型一台交流异步电机,用于驱动一台工业风机。
工业风机的负载功率为5千瓦,额定转速为1500转/分钟。
根据以下步骤进行选型计算:1. 确定负载要求:负载功率为5千瓦,额定转速为1500转/分钟。
2. 选择电机类型:由于需求是工业应用,我们选择交流异步电动机。
3. 计算负载参数:根据负载功率和转速,计算所需的扭矩和转矩。
4. 确定额定参数:根据计算得到的负载参数,选择适合的电机额定参数,例如额定功率、额定转矩和额定电压等。
5. 进行效率和功率因数的计算:根据电机的额定参数,计算电机的效率和功率因数。
以上是电机选型和计算的一般步骤和计算示例。
根据实际需求和应用场景,可能需要进行更详细和复杂的计算和分析。
电机分类与选型方法电机是现代化工和生活中常用的一种能转换和输送电能的装置。
根据不同的工作原理和结构特点,电机可以分为多种不同的类型。
在进行电机选型时,需要综合考虑电机的工作条件和要求,以确保选择到最佳的电机类型。
一、电机分类1.按工作原理分类:(1)直流电机:直流电机是利用直流电能产生旋转力矩的电机。
直流电机根据励磁方式可以分为永磁直流电机和电磁直流电机。
(2)交流电机:交流电机是利用交流电能产生旋转力矩的电机。
交流电机又可以分为异步电机和同步电机。
2.按结构分类:(1)旋转电机:旋转电机是以旋转方式输出动力的电机,包括直流电机、异步电机、同步电机等。
(2)线性电机:线性电机是以直线运动方式输出动力的电机,包括直线电机和声波电机。
(3)步进电机:步进电机是按一定角度(步距)运动的电机,精度高、静音且没有惯性。
(4)无刷电机:无刷电机是通过电子换相实现的电机,不受换向器限制、寿命长、效率高。
3.按电源类型分类:(1)单相电机:单相电机是通过单相交流电源驱动的电机,使用广泛、安装方便、成本较低。
(2)三相电机:三相电机是通过三相交流电源驱动的电机,功率大、效率高、转矩较稳定。
二、选型方法1.确定工作条件:包括电机工作电压、频率、额定转速、额定功率以及工作环境的温度、湿度等因素。
2.确定负载条件:根据负载类型以及负载特点确定所需的转矩、速度和精度等要求,以确定选择的电机类型。
3.考虑特殊要求:如环境防护等特殊要求,根据工作环境的特点选择合适的电机。
4.比较不同类型的电机:根据所需的工作条件和负载要求,比较不同类型的电机的优势和劣势,选择最合适的电机类型。
5.确定电机尺寸和功率:根据负载条件以及所需的转矩和速度等要求,确定合适的电机尺寸和功率。
6.考虑经济因素:综合考虑电机的价格、维护成本、能源效率等因素,选择经济合理的电机。
7.验证选型:通过实际测试或仿真分析验证选型结果是否满足要求,如需调整则重新选择。
机械设计中电机选型的五个要点1.负载特性:首先需要确定设备所需的负载特性,包括所需的功率、扭矩和转速等参数。
根据负载特性选择合适的电机类型,如直流电机、交流电机或步进电机等。
同时,要注意负载的变化范围和周期性特点,以确保选用的电机能够适应负载的需求。
2.环境条件:在选型过程中需要考虑设备所处的环境条件,如温度、湿度、振动等因素。
不同的环境条件可能对电机的性能和寿命产生影响,因此需要选择具有良好适应能力的电机。
在有特殊环境条件的情况下,可以选择防尘、防水或者耐高温的电机。
3.尺寸和重量:在进行电机选型时,需要考虑电机的尺寸和重量,确保其可以适应设备的安装空间和结构要求。
大型和重量较大的电机通常具有更高的功率和扭矩,但也可能增加设备的重量和复杂度。
对于空间有限的应用场景,可能需要选择尺寸小巧的电机。
4.效率和功率因数:电机的效率和功率因数是评估其能源利用效率的重要指标。
高效率的电机可以减少能源消耗,降低设备运行成本。
此外,高功率因数的电机会减少系统中的无功功率损耗,提高电能利用率。
因此,在选型时应该优先考虑具有高效率和高功率因数的电机。
5.维护和可靠性:最后,还需要考虑电机的维护和可靠性。
选择具有良好可靠性的电机可以降低设备故障率,减少维修和更换的成本。
此外,选择具有易于维护和维修的电机,可以提高维护的效率和设备的可靠性。
因此,在选型时要综合考虑电机的寿命、可靠性和维护要求。
总结起来,机械设计中电机选型的五个要点包括负载特性、环境条件、尺寸和重量、效率和功率因数,以及维护和可靠性。
根据这些要点的考虑,可以选择出适用于具体应用场景的合适电机,以提高设备的性能和效率。
一、概述在机械设计中,电机和减速机的选型是非常重要的环节。
电机作为驱动力的来源,而减速机则能够提供合适的速度和扭矩输出,两者的选型直接影响到机械设备的性能和效率。
对于工程师而言,正确的选型是必不可少的。
本文将从电机和减速机的选型原则、计算方法以及实际应用等方面进行探讨。
二、电机的选型1. 负载特性在选型电机时,首先需要对负载特性进行充分的了解。
负载特性包括负载类型、负载惯性、负载的起动和工作过程中的变化等。
根据负载的特性来选择合适的电机类型,如直流电机、异步电机或者同步电机。
2. 额定功率和转速根据设备的实际工作需求,选择合适的额定功率和转速。
一般来说,额定功率要略大于负载的需求,以保证电机的稳定工作。
转速的选择要满足设备的运行速度要求。
3. 工作制度工作制度是指电机在工作中的连续工作时间和启动次数等。
根据不同的工作制度来选择适合的电机,以确保电机在长时间工作中不会过载或损坏。
4. 环境条件环境条件包括温度、湿度、海拔高度等因素。
这些因素会影响电机的散热和绝缘性能。
在特殊环境下,需要选择防爆、防水或者耐高温的电机。
5. 综合考虑在进行电机选型时,需要综合考虑以上因素,并结合实际情况做出合理的选择。
还需要考虑电机的可靠性、维护便捷性以及成本等因素。
三、减速机的选型1. 驱动装置根据需要驱动的设备来选择适合的减速机,一般可选择齿轮减速机、蜗轮减速机或行星减速机等。
2. 输入输出参数减速比是决定减速机输出转速和扭矩的重要参数。
在选型时需要根据设备的工作要求来确定减速比,以保证输出参数满足要求。
3. 工作制度和环境条件与电机选型相似,减速机的工作制度和环境条件也需要充分考虑。
特别是一些高温、潮湿、粉尘大的环境下,需要选择耐受恶劣条件的减速机。
4. 安装方式和结构减速机的安装方式和结构也会影响选型。
根据设备的安装空间和特殊要求来选择合适的减速机结构和安装方式。
5. 综合考虑综合考虑以上因素,选择合适的减速机类型和规格,以确保设备在工作中能够稳定高效地运行。
毕业设计电机怎么选型毕业设计电机怎么选型随着科技的不断发展,电机作为现代工业中不可或缺的一部分,其选型对于毕业设计的成功实施至关重要。
在进行毕业设计电机选型时,需要考虑多个因素,包括电机类型、性能指标、应用场景等。
本文将从这些方面进行探讨,帮助读者更好地进行毕业设计电机的选型。
1. 电机类型电机的类型多种多样,常见的有直流电机、交流电机、步进电机等。
在进行毕业设计电机选型时,首先需要根据设计要求和应用场景确定所需的电机类型。
例如,如果设计需要高速运转和精确控制,可以选择步进电机;如果设计需要高扭矩和低成本,可以选择直流电机。
因此,了解不同类型电机的特点和适用范围十分重要。
2. 性能指标电机的性能指标是选型过程中的关键因素之一。
常见的性能指标包括额定功率、额定转速、额定电压、效率等。
在进行毕业设计电机选型时,需要根据设计要求和应用场景确定所需的性能指标。
例如,如果设计需要高功率输出,可以选择额定功率较大的电机;如果设计需要高效率和低能耗,可以选择效率较高的电机。
因此,对于不同的设计要求,需要权衡不同的性能指标,选择最合适的电机。
3. 应用场景电机的应用场景也是选型过程中需要考虑的因素之一。
不同的应用场景对电机的要求不同,因此需要根据具体的应用场景选择合适的电机。
例如,如果设计需要在恶劣的环境条件下运行,可以选择具有防尘、防水等特性的电机;如果设计需要在狭小的空间内安装,可以选择体积较小的电机。
因此,在进行毕业设计电机选型时,需要充分考虑电机在实际应用中的环境要求。
4. 参考资料在进行毕业设计电机选型时,可以参考一些相关的资料和文献。
这些资料和文献可以提供关于不同类型电机的特点、性能指标、应用场景等方面的详细信息,帮助读者更好地进行电机选型。
可以通过图书馆、学术期刊、专业网站等途径获取这些资料和文献。
然而,在使用这些资料和文献时,需要进行筛选和分析,确保其可靠性和适用性。
5. 实际测试在进行毕业设计电机选型时,进行实际测试是非常重要的。
各类电机的选型方法及应用电机是现代工业中不可或缺的重要设备,广泛应用于各个领域。
如何选择合适的电机对于确保设备的正常运行和提高生产效率至关重要。
在选型电机时,需要考虑以下几个方面:动力需求、负载要求、环境条件和经济性。
下面将逐个类别进行介绍。
1. 直流电机直流电机通常由电枢、定子和刷子组成。
直流电机具有速度调节范围广、转矩特性好、反应快等优点,适用于需要调速性或转矩可控的场合。
在选型时,首先需要确定所需的转矩大小和速度要求,然后根据负载类型和工作环境条件选择合适的直流电机型号。
2. 交流电机交流电机通常分为同步电机和异步电机两种类型。
异步电机包括异步感应电机和异步安川电机。
异步感应电机由定子和转子组成,具有结构简单、性价比高的特点,适用于一般功率和速度要求的场合。
异步安川电机是一种特殊的异步电机,具有高效率、高性能和低噪音等优点,适用于精密机械和高要求的场合。
对于交流电机的选型,需要考虑负载类型、电源电压、功率要求和启动方式等因素。
3. 步进电机步进电机是一种精密电动机,由电子驱动器控制驱动,具有定位精度高、速度范围宽、输出转矩大的特点。
步进电机适用于需要精确控制位置的场合,如数控机床、精密仪器等。
在选型时,需要考虑步进电机的步距角、输出转矩和转速等参数。
4. 无刷直流电机无刷直流电机是一种新型的电机,与传统的直流电机相比,具有转速范围广、寿命长、噪音小、效率高等优点,适用于高性能和需要大功率输出的场合。
在选型时,需要考虑转速要求、输出功率和供电电压等因素。
在选型电机时,除了考虑以上几个方面,还需要考虑电机的可靠性、维护成本和供应商的信誉等因素。
此外,应根据不同行业和应用领域的特殊要求选择相应的电机,如矿山行业通常选择防爆电机,汽车行业通常选择高温电机等。
总的来说,电机的选型方法主要是根据负载要求、电源条件、控制要求、环境条件等因素进行综合考虑,选择合适的电机类型和型号。
只有选型合理,才能确保电机的效率和可靠性,提高设备的运行效率和生产效率。
电机的选择电动客车对电机的性能要求电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。
电动客车的驱动电机通常要求能够频繁启动/停车、加速/减速,低速和爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,并要求变速范围大。
其主要参数包括:电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。
另外为电动机所配置的电子控制系统和驱动系统也会影响驱动电动机的性能。
工业电机通常优化在额定的工作点,电动汽车驱动电机比较独特,单独归为一类。
电动汽车电机与工业电机相比有很大的不同:1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求;而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。
2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4-5倍,而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计,而工业电机只需根据典型的工作模式设计。
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度(一般要求达到1kg/kw以内)和好的效率图(在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率),从而能够降低车重,延长续驶里程;而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率进行优化。
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好;而工业电机只有某一种特定的性能要求。
6、电动汽车驱动电机被装在机动车上,空间小,工作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。
而工业电机通常在某一个固定位置工作。
电动汽车电机的基本要求包括:1) 高电压。
在允许范围内尽量采用高电压,可减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸,特别是可降低逆变器(将直流电转化为交流电的装置)的尺寸。
2) 高转速。
高转速电动机体积小、质量轻,有利于降低电动客车的整车整备质量。
3) 质量轻。
电动机采用铝合金外壳以降低电动机质量,各种控制器装备的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小。
4) 较大的起动转矩和较大范围的调速性能。
这样使电动客车有良好的启动性能和加速性能。
电动机有自动调速功能,因此可以减轻驾驶员的操纵强度,提高驾驶的舒适性,并且能达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。
5) 效率高、损耗少,并具有制动能量回收功能。
电动客车应具有最优化的能量利用,以在车载总能量不变的情况下最大限度的增加续驶里程,再生制动回收的能量一般可达到总能量的10%~20%,这是在内燃机汽车上不能实现的。
6) 必须有高压保护设备。
7) 可靠性好、耐温和耐潮性好、运行时噪声低。
8) 结构简单、维修方便及价格便宜。
电机的类型的选择目前,电动客车驱动用的电动机通常有直流电动机、交流三相感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机。
这四类电机各自都有自己的优点和缺点。
直流电机、异步电机、感应电机、永磁电机。
直流电动机早期电动汽车大都采用直流电动机驱动系统。
在可控硅整流器件出现之前,电动客车的速度控制是通过机械式开关改变蓄电池串联个数,以达到改变电机电枢电压来实现的。
这种调速方法是有级调速,且效率低,可靠性较差。
在可控硅整流器件出现后,驱动电机的控制可以采用脉冲宽度调制(PWM)的直流斩波控制,但是直流电机效率低下,其换向器和电刷需要经常性的周期维护,运行成本高,运用场合有很大的局限性,可靠性差。
再加上该种电机成本高、体积大、质量大,所以随着高性能的交流调速系统的出现,直流电机驱动已基本上被淘汰。
交流三相感应电动机交流三相感应电动机是一种运用广泛的电动机,在转子和定子之间没有相互接触的部件,结构简单,运行可靠,经久耐用。
交流三相感应电动机的功率容量覆盖面很宽广,转速可达到12000-15000r/min,冷却自由度高,对环境的适应性好。
与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量轻一半左右。
交流三相感应电动机已经能够大批量生产,有各种不同型号和规格的产品供用户选用。
价格便宜,维修简单方便。
但是交流三相感应电动机的耗电量较大,转子容易发热,在高速运转时需保证对交流三相感应电动机的冷却。
交流三相感应电动机的功率因素较低,使得变频变压装置的输入功率因素也较低,因此需要采用大容量的变频变压装置。
另外就电机调速性能而言交流机较差,虽然说随着大功率开关器件的出现以及电力电子技术、现代控制技术的成熟,交流驱动系统发展迅猛,但是由于感应电动机的直轴和交轴的磁耦合作用,使得其控制系统异常复杂,交流三相感应电动机控制系统的造价远远高于交流三相感应电动机本身,增加了电动客车的成本。
永磁电动机电动客车用永磁电动机主要有两大类:永磁无刷直流电动机和永磁交流同步电动机。
随着高性能稀土合金永磁材料的出现,有效地提高了永磁电动机功率密度,磁场衰退特性也优于其他电动机。
永磁磁铁的磁极具有很高的强度,提高了电动机在高速转动时的可靠性。
由于永磁电动机的磁通量小,在低负荷时铁耗很小,因此永磁电动机具有高的功率/质量比,比其他类型的电动机有更高的效率,更大的输出转矩,电动机的极限转速和制动性能等优于其他类型的电动机。
永磁电动机没有电刷或滑环等零件,结构更加简单,性能更加可靠。
与相同功率的其他类型的电动机相比,永磁电动机的体积更小,质量更轻,更加适合作为电动客车的驱动电动机。
基于永磁电动机高功率密度、高效率等一系列优点,目前已成为电动客车驱动电机的主要选择之一。
但是它也存在一些问题,电机结构、制造Z12艺相对来讲较为复杂,驱动控制系统复杂,造价高。
而且永磁电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永磁电动机的功率范围较小,最大功率仅为几十千瓦。
永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降或发生退磁现象,将严重降低永磁电动机的性能,甚至损坏电动机。
同样永磁交流同步电动机在恒功率模式下,操纵较复杂,需要一套复杂的控制系统,从而使永磁电动机驱动系统造价非常高。
从经济角度和可行性看,又严重阻碍其用于电动客车驱动电机。
开关磁阻电动机开关磁阻电动机是一种新型电动机,首先它的结构简单而坚固,结构上的简单是其它任何电机所不能比的;在电动机的转子上没有滑环、绕组和永磁体等,只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线,能够在恶劣环境下工作,几乎不需要维护;功率范围很宽广,转速可达50 000 r/min;转子惯量小,系统动态响应快;电机转矩与电流方向无关,功率开关器件数量可以减少;起动转矩高而无起动冲击电流;理想的四象限运行特性非常适合于电动客车驱动;转矩/转速特性与电动客车的运行特性相吻合;发热集中在定子上,散热能力强;效率可达85%-93%,比交流三相感应电动机要高,而且在很宽广的范围内保持高效率;电机控制方面也灵活简单,功率密度与异步电机相类似,电机制造成本也很低。
目前,影响开关磁阻电动机广泛应用的主要障碍,是它的转矩脉动和噪声、振动问题,这是由于双凸极工作机理引起的,所以说开关磁阻电机本身无法克服,只能减小。
表格纯电动客车用电动机性能参数初步确定方法设计内燃机为动力的汽车时,一般先根据汽车预期的最高车速来初步选择内燃机的功率。
作为纯电动客车的动力源———电机,其速度- 扭矩特性与内燃机的截然不同,同时电机又有过载和“堵转”特性,所以合理选择电机的功率和传动比,将对纯电动客车的动力性及整车续驶里程产生重大影响。
下面是确定电机重要基本参数的数学模型。
2。
1以最高车速确定电机额定功率以常规车速确定电机额定转速2。
3以额定功率/转速确定电机额定转矩MN=9 554·PNnN(3)式中:MN———额定转矩,N·m。
2。
4以最大爬坡度确定其短时工作线低速转矩假定以匀速爬坡,车辆所受阻力项中没有加速电动机性能必须分为连续工作性能和短时工作性能,其连续工作特性曲线由电机的额定值来确定,短时工作特性曲线是电机过载一定倍数之后的电机参数确定的基本原则:电动机性能必须分为连续工作性能和短时工作性能,其连续工作特性曲线由电机的额定值来确定,短时工作特性曲线是电机过载一定倍数之后的转矩功率特性曲线。
由公式(1)~(5) 计算后所得的参数便可满足以下基本原则:1)用电机的额定工况计算电动客车的最高车速;2)用电机的短时工作性能曲线计算车辆的最大爬坡度;3)电动客车的常规车速应落在电机的基频上;4)电动客车最高车速功率平衡点应落在电机连续工作性能曲线的等功率段上。
电动机类型!额定电压! 额定功率! 输出效率! 尺寸参数! 可靠性和成本等[2一、电机峰值功率及额定功率的匹配电机的功率大小直接关系到电动汽车的动力性的好坏。
电机功率越大,电动汽车的加速性能和最大爬坡度越好,但电机的体积和质量也会相应地增加,同时电机不能经常保持在高效率下工作,降低了电动汽车的能量利用率,降低了汽车的行驶里程。
驱动电机的最大功率(P max e )必须满足最高车速时的功率(P e )、最大爬坡度时的功率(P a )及根据加速时间的功率(P c )要求,即:P max e ],,max[c a e P P P ≥。
其中,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=15.2136002max max Au C mgf u P D Te η ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=15.21sin cos 36002max max i D Ti a Au C mg mgf u P ααη ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯++=a a D a a a a T a c t Au C t u mgf t u m t P 5.215.215.123600132δη 式中:max u ——最高车速,km/h ;T η——传动系机械效率;m ——电动汽车整备质量,kg ;f ——滚动阻力系数;D C ——空气阻力系数;A ——迎风面积,m 2;m a x α——最大爬坡度,(︒);i u ——爬坡车速,km/h ;a u ——汽车的加速末速度,km/h ;a t ——汽车加速时间,s 。
kw P 52.6=ε kw P a 1.10= kw P c 2.4=电机的峰值功率与额定功率的关系为:额峰P P λ=式中:峰P ——电机峰值功率,kw ;额P ——电机额定功率,kw ;λ——电机过载系数。
根据max e P 选择驱动电机的峰值功率,这里选择=额P 10kw ,=峰P 45kw 。
二、电机最高转速和额定转速选择与匹配驱动电机的额定转速(b n )和最高转速(max n )的选取应符合驱动电机的转矩转速特性要求,如图1所示。
在启动即低转速时得到恒定的最大转矩(max T ),同时在高转速时得到恒定的较高功率(b ω)。
图1 驱动电机扭矩转矩特性β=b n n max (电机扩大恒功率区系数)。
增大β值,可使电机在恒转矩区获得较大转矩,提高汽车的加速和爬坡性能。
但是,如果β值过大,会导致电机工作电流和逆变器的功率损耗和尺寸增大,因此β值一般取2~3。