电机外特性曲线

电动汽车驱动电机MAP绘制方法电机MAP绘制是基于实验参数来实现的，在试验完成后，将数据整理好，按照如下详细步骤来绘制如下电机MAP图，三维图可以在Simulink中加载look-up二维表，然后点击三维坐标实现空间三维图。

附件内含有如下参数：附件1电机试验参数，不同转速扭矩下对应效率表；附件2电机外特参数表；附件3绘制电机MAP程序，采用插值绘制电机效率MAP图具体步骤如下所示。

1.先做电机实验得到各个转速下不同扭矩对应的电机效率图，如下表附件1所示；将该表格该贴到excel中sheet2页面；2.确定电机外特性图，外特性电机转速扭矩对应关系，将外特性转速扭矩粘贴到excel中sheet1页面；见附件2；3.这个表格中含有sheet1和sheet2两个页面，将该表格存在任何一个位置（无中文路径），如存在E盘目录下（E:\motor\）；4.点开MATLAB，新建一个M文件，打开后将附件3程序粘贴上，点击红色圈圈运行即可生产带外特性的电机效率图。

5.附件提供的参数不全仅供参考，具体画图还得用你自己做实验的数据来绘制，只是提供了绘制电机MAP的方法。

附件1表名：motor转速扭矩（Nm）效率（％）（r/min）500 11.3 56.6500 21.1 64.7500 30.8 69.1500 40.3 70.5500 50.6 71.1500 60.3 71.5500 70.0 71.2500 80.4 71.1500 90.2 70.3500 100.1 69.7500 110.0 68.7500 120.0 68.2500 129.7 67.8500 140.1 67.2附件2：电机外特性曲线程序附件3clear;clc;speed_load= xlsread('E:\ motor.xlsx','sheet1','A2:A22');%导入加载试验外特性转速数据，A2：A22表示数据在A列，从第2行开始到第22行torque_load= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet1','B2:B22');%导入加载试验外特性扭矩数据，B2：B22表示数据在B列，从第2行开始到第22行speed_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','A2:A261');%导入效率试验转速数据，A2：A261表示数据在A列，从第2行开始到第261行torque_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','B2:B261');%导入效率试验转矩数据，B2：B261表示数据在B列，从第2行开始到第261行efficiency_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','C2:C261');%导入效率试验效率数据，C2：C261表示数据在C列，从第2行开始到第261行value_eff= [50 54 58 60 64 68 70 74 78 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94]; %设置效率MAP曲线的标定数值[SPEED,TORQUE]=meshgrid(0:500:9500,0:10:240);%设置横纵坐标轴范围EFFICIENCY= griddata(speed_eff,torque_eff,efficiency_eff,SPEED,TORQUE);%散乱点插值[c,h]=contour(SPEED,TORQUE,EFFICIENCY,value_eff);%生成数据矩阵不带填充的二维等值图clabel(c,h,value_eff);%为二维等值图添加数据标签xlabel('电机转速(rpm)');ylabel('电机扭矩(Nm)');hold onplot(speed_load,torque_load,'r','linewidth',2.5);。

第一章电动工具的特性曲线概述: 在新产品投产前,除有安规报告外,研发工程师必须要有温升,特性曲线,电磁兼容(欧洲产品),模拟寿命,实用性寿命等5个检测报告.本文讲介的是容易忽略的特性曲线.1.我们在评估电动工具的品质时,有人往往只评估温升报告中样机的效率,机械特性等性能.这是片面的.因为电动工具在实际使用时,不是工作在所谓的额定点上,而是工作在一个区域(最常用的是0.5—1.5倍的额定输入功率的区域), 评估电动工具的特性曲线共有6条，是以转矩为横坐标,转速,功率因素,效率,输入功率,电流, 输出功率为纵坐标的曲线,它们完整的描述了电动工具从起动—负载—过载—堵转—仃机完整的工作状态和周期，反映了产品的性能和特点。

2.测试方法注意点:(1) 测试6条曲线时应选择合适的步距(M).功率有大小,但是应有相同的比例,曲线有可比性。

并尽可能把曲线做完整3.如果是有工作机构一起做试验,试验结果反映了整个产品的特性,如果单是电机试验, 试验结果只反映了电机的特性.4．国内外样机进行特性曲线比较时必需在相同的条件下，如果国外样机是冷态，我司的样机是热态，这要吃亏的。

工具用的电机有串激电机,永磁电机和感应电机.三种特性曲线如下:1) 用串激电机的工具2) 用永磁电机的工具3)用感应电机的工具一．转速—转矩机械特性：n=F（M）机械特性系数I=n/n0式中: n -----工具的负载转速n0------工具的空载转速1．单相串激电机的转速--转矩特性本质上是软机械特性(电源频率对转速的影响不大)，电机转速随着负载的增大而明显的下降（如图）（1）这种软的机械特性对某些电动工具恰好能起到转速自动调节的作用，如：链锯在锯大直径木材时负载大,转速自动会低. 在锯小直径木材时负载小,转速自动会高. 机械特性系数I=0.6—0.65. （2）为了提高工作效率,要求机械特性硬的园林类，砂磨类，切割类工具,机械特性系数I=0.65—0.75.（3）提高串激电机机械特性系数的方法:1) 把电机技术和电子技术相结合,要电源线和电机之间加衡转速电子装置,在转子的换向器端加磁性或光电传感器（通过电流反馈，速度反馈），机械特性系数可达I=0.85—0.95.2) 提高电机的安匝比8W/N，电机磁路设计比较饱和（会影响电机的效率）。

总体基础：导线的感应电动势：e=Blv 电机感应电动势E=C Eφn=pN60a*φn导线所受电磁力：f=Bxli 电磁转矩Tem=pN2πaφIa=C TφI a电机内气隙磁场：F m=F a+F f1第一部分直流电机一、结构：定子为永磁极，为电机提供一个固定的磁场，成对出现。

绝大多数不采用永磁体，由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。

转子上面为电枢绕组。

电动机时，转子通以直流电压，经过换向器变在转子内部体现为每根导体上的交变电流，用以驱动旋转。

发电机时，由于转子切割磁场，电枢内每根导线上产生交变电流，通过换向器对外体现为直流电。

换向器通过电刷连接外电路。

电枢铁心用于固定支撑电枢绕组和导通磁路。

为了减少涡流损耗，采用0.5~0.35的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。

额定值：额定功率P N（W），额定电压U N（V），额定电流I N（A），额定转速n N（r/min）,额定效率η，额定转矩T N。

发电机：P N=U N*I N 电动机：P N=U N*I N*η额定值是电机运行的基本依据，一般希望电机按照额定值运行。

运行于额定值时称为满载。

运行时超过额定容量，称为过载。

运行远低于额定容量，称为轻载。

过载使电机过热，降低使用寿命，甚至损坏电机，应避免。

轻载浪费容量和降低了效率，不建议采用。

二、直流电机分类和通用方程1、分类：他励：励磁电流和电枢电路采用不同电源。

并励：励磁绕组和电枢并联串励：励磁绕组和电枢串联复励：电机里同时存在并励绕组和串励绕组。

并励和串励绕组磁动势相加称积复励，相减称差复励。

并励绕组与电枢绕组并接，串励绕组与电枢串接，称短复励。

并励绕组与串励绕组串联后与电枢绕组并联，称长复励。

2、直流电机可逆性：当电机以较高转速n旋转时，产生E>U，则电机电枢电流与E同向，电磁转矩Tem与n反向，电机为发电机运行状态。

当电机以较低转速n旋转时，产生E<U，则电机电枢电流与E反向，电磁转矩Tem与n同向，电机为电动机运行状态。

BSG控制器及电机测试报告（第六版）
第五版本由于更改硬件及升级软件，开关频率提高为25K，大大提高了电机性能。

BSG控制器上车测试中，我司解决了第四版本存在的问题，但在上车测试过程中，出现高转速5000-6500 r/s下ECU下发超过电机发电扭矩的指令时会有瞬间转电动现象，经我司讨论把发电扭矩全转速改为5N.M，能解决问题，但发电功率不足会影响节能效果。

本次软件优化解决了这个问题，同时提升了转速能够达到8000 r/s，并有约4N.M输出扭矩。

具体特性如下：
一BSG电机外特性曲线
从曲线图可以看出，更换电机及软件优化后，转速在5000r/s电动状态下，扭矩能够达到11.46N* m，在8000r/s时输出4 N* m的能力，
二、电动状态电流波形
波形
三、发电切换处理。

第五版本软件在发电状态5000-6500r/s 出现给大扭矩时出现电动现象，这是因为ECU 下发的指令超出了控制器的输出能力，出现失控现象，这次改进软件，将可控发电与整流发电的切换点降低到4500r/s ，提高转速的发电能力。

但是在4500-4700r/s 之间作切换时会有一个过度，如下图，时间约10mS,从在台架实验看，切换无感觉，上车效果有待验证。

波形
优化软件，软件在瞬间转电动状态下解决了发电中存在瞬间。

直流电机实验报告电机实验报告电⽓1209⾼树伦12292002实验⼀：他励直流发电机⼀、实验电路图按图接线：图中直流发电机G 选⽤DJ15，其额定值P N＝100W，U N＝180V，I N＝0.5A，n N＝1600r/min。

校正直流测功机MG 作为G 的原动机（按他励电动机接线）。

MG、G 及TG 由联轴器直接连接。

开关S 选⽤D51组件。

R f1 选⽤D44 的1800Ω变阻器，R f2 选⽤D42 的900Ω变阻器，并采⽤分压器接法。

R1 选⽤D44 的180Ω变阻器。

R2 为发电机的负载电阻选⽤D42，采⽤串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。

当负载电流⼤于0.4 A 时⽤并联部分，⽽将串联部分阻值调到最⼩并⽤导线短接。

直流电流表、电压表选⽤D31、并选择合适的量程。

⼆、实验器材三、实验步骤（1）测空载特性1）把发电机G 的负载开关S 打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将R f2 调⾄使G 励磁电流最⼩的位置。

2）使MG 电枢串联起动电阻R1 阻值最⼤，R f1 阻值最⼩。

仍先接通控制屏下⽅左边的励磁电源开关，在观察到MG 的励磁电流为最⼤的条件下，再接通控制屏下⽅右边的电枢电源开关，起动直流电动机MG，其旋转⽅向应符合正向旋转的要求。

3）电动机MG 起动正常运转后，将MG 电枢串联电阻R1 调⾄最⼩值，将MG 的电枢电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻R f1，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

4）调节发电机励磁分压电阻R f2，使发电机空载电压达U0＝1.2U N 为⽌。

5）在保持n=n N＝1600r/min 条件下，从U0＝1.2U N 开始，单⽅向调节分压器电阻R f2 使发电机励磁电流逐次减⼩，每次测取发电机的空载电压U0 和励磁电流I f，直⾄I f＝0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。

电动汽车驱动电机MAP绘制方法电机MAP绘制是基于实验参数来实现的，在试验完成后，将数据整理好，按照如下详细步骤来绘制如下电机MAP图，三维图可以在Simulink中加载look-up二维表，然后点击三维坐标实现空间三维图。

附件内含有如下参数：附件1电机试验参数，不同转速扭矩下对应效率表；附件2电机外特参数表；附件3绘制电机MAP程序，采用插值绘制电机效率MAP图具体步骤如下所示。

1.先做电机实验得到各个转速下不同扭矩对应的电机效率图，如下表附件1所示；将该表格该贴到excel中sheet2页面；2.确定电机外特性图，外特性电机转速扭矩对应关系，将外特性转速扭矩粘贴到excel中sheet1页面；见附件2；3.这个表格中含有sheet1和sheet2两个页面，将该表格存在任何一个位置（无中文路径），如存在E盘目录下（E:\motor\）；4.点开MATLAB，新建一个M文件，打开后将附件3程序粘贴上，点击红色圈圈运行即可生产带外特性的电机效率图。

5.附件提供的参数不全仅供参考，具体画图还得用你自己做实验的数据来绘制，只是提供了绘制电机MAP的方法。

附件1表名：motor转速扭矩（Nm）效率（％）（r/min）500 11.3 56.6500 21.1 64.7500 30.8 69.1500 40.3 70.5500 50.6 71.1500 60.3 71.5500 70.0 71.2500 80.4 71.1500 90.2 70.3500 100.1 69.7500 110.0 68.7500 120.0 68.2500 129.7 67.8500 140.1 67.2附件2：电机外特性曲线程序附件3clear;clc;speed_load= xlsread('E:\ motor.xlsx','sheet1','A2:A22');%导入加载试验外特性转速数据，A2：A22表示数据在A列，从第2行开始到第22行torque_load= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet1','B2:B22');%导入加载试验外特性扭矩数据，B2：B22表示数据在B列，从第2行开始到第22行speed_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','A2:A261');%导入效率试验转速数据，A2：A261表示数据在A列，从第2行开始到第261行torque_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','B2:B261');%导入效率试验转矩数据，B2：B261表示数据在B列，从第2行开始到第261行efficiency_eff= xlsread(' E:\ motor.xlsx','sheet2','C2:C261');%导入效率试验效率数据，C2：C261表示数据在C列，从第2行开始到第261行value_eff= [50 54 58 60 64 68 70 74 78 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94]; %设置效率MAP曲线的标定数值[SPEED,TORQUE]=meshgrid(0:500:9500,0:10:240);%设置横纵坐标轴范围EFFICIENCY= griddata(speed_eff,torque_eff,efficiency_eff,SPEED,TORQUE);%散乱点插值[c,h]=contour(SPEED,TORQUE,EFFICIENCY,value_eff);%生成数据矩阵不带填充的二维等值图clabel(c,h,value_eff);%为二维等值图添加数据标签xlabel('电机转速(rpm)');ylabel('电机扭矩(Nm)');hold onplot(speed_load,torque_load,'r','linewidth',2.5);。

电机大作业专业班级：电气XXXX姓名：XXX学号：XXX指导老师：张威一、研究课题（来源：教材习题4-18）有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为kW 17=N P 、V 380=N U （△联结）、Ω=715.01R 、Ω=74.11σX 、Ω='0.4162R 、Ω=' 3.032σX 、Ω=2.6m R 、Ω=75m X 。

电动机的机械损耗W 139=Ωp ，额定负载时杂散损耗W 320=∆p ，试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。

二、编程仿真根据T 形等效电路：运用MATLAB 进行绘图。

MATLAB 文本中，PN P N =，UN U N =，11R R =，11X X =σ，22R R ='，22X X ='σ，Rm R m =，Xm X m =，ao pjixiesunh p =Ω，ao pzasansunh p =∆。

定子电流I11，定子功率因数Cosangle1，电磁转矩Te ，效率Xiaolv 。

1. 工作特性曲线绘制MATLAB 文本：R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139; pzasansunhao=320;p=2;m1=3;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm; for i=1:2500s=i/2500;n0=ns*(1-s);Z2=R2/s+j*X2;Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);U1=UN;I1=U1/Z;I110=abs(I1);Angle1=angle(I1);Cosangle10=cos(Angle1);P1=3*U1*I110*Cosangle10;I2=I1*Zm/(Zm+Z2);Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;V=(1-s)*pi*fN;Te0=Pjixie/V;P20=Pjixie-pjixiesunhao-pzasansunhao; Xiaolv0=P20/P1;P2(i)=P20;n(i)=n0;I11(i)=I110;Cosangle1(i)=Cosangle10;Te(i)=Te0;Xiaolv(i)=Xiaolv0;hold on;endfigure(1)plot(P2,n);xlabel('P2[W]');ylabel('n[rpm]');figure(2)plot(P2,I11);xlabel('P2[W]');ylabel('I1[A]');figure(3)plot(P2,Cosangle1);xlabel('P2[W]');ylabel('gonglvyinshu'); figure(4)plot(P2,Te);xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]');figure(5)plot(P2,Xiaolv);xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');（1）转速特性)(2P f n =（2）定子电流特性)(21P f I =（3）定子功率因数特性)(cos 21P f =ϕ（4）电磁转矩特性)(2P f T e =（5）效率特性)(2P f =η2. 机械特性曲线绘制1.改变U1值，实现降压调速：U1=（380,330,260,200,150V ） MATLAB 文本：R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasa nsunhao=320;m1=3;p=2;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50; Z1=R1+j*X1; Zm=Rm+j*Xm;U11=380;U12=330;U13=260;U14=200;U15=150; for k=1:1:5 if k==1 U1=U11; elseif k==2 U1=U12; elseif k==3 U1=U13; elseif k==4 U1=U14; else U1=U15 endfor i=1:1:2500 s=i/2500;n0=ns*(1-s);Z2=R2/s+j*X2;Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);I1=U1/Z;I2=I1*Zm/(Zm+Z2);Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2; V=(1-s)*pi*fN;Te0=Pjixie/V;n(i)=n0;Te(i)=Te0;endplot(Te,n);hold on;endxlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');降压调速时，临界转差率不变。

1.空载特性同步发电机的空载、短路及零功率因数特性都是同步发电机的基本特性，通过它们可以求出同步电机的同步电抗及漏电抗，以确定同步发电机的其他特性。

当同步发电机运行于n=n1，I a=0时，即称为空载运行。

(1)同步发电机空载特性曲线的测定同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。

①励磁电流由零升至最大值②励磁电流由最大值降为零由于铁磁材料磁滞的原因，空载电势略有不同，一般取下降得空载特性曲线图1 同步发电机空载特性曲线显然，此时我们通过改变励磁电流，则气隙中的旋转磁通及电枢绕组中的感应电动势都会随之发生变化。

(2)空载特性:空载时不同励磁电流和产生空载电势之间的关系，图2 同步发电机空载特性因E0正比于0，而励磁电流又正比于励磁磁势，所以空载特性曲线与电机的磁化曲线在形状上完全相同。

空载特性主要有两个用处:①空载特性可以反映出电机设计是否合理。

如同前面所分析的情况一样，额定电压应位于空载特性开始弯曲的部分，这样才比较经济合理。

②同步电抗是同步电机中一个极为重要的参数，同步电机的许多性能由它所决定。

空载特性配合短路特性可以求出同步电抗。

2.短路特性当同步发电机运行于n=n1，电枢三相绕组持续稳态短路(即U=0)时，称为短路运行。

如改变它的励磁电流，三相短路电流也随之而改变。

短路特性就是研究这两个量之间的变化关系，I K=f(I f)曲线。

如果略去电枢电阻:得到:因为忽略了电阻效应，电枢是纯电感电路，短路电流滞后于电势90电角度，所以产生的电枢反应是直轴去磁效应。

此时电机内的磁通很弱，磁路是不饱和的，所以同步电抗为一个常数。

图3 同步发电机短路特性同步发电机定子绕组的出线端短路后，电枢电流I随励磁电流i f变化，两者为什么成正比关系?若忽略Ra，则三相短路时，由于滞后于90电角度，即ψ=90°，因此在凸极电机中，短路电流全是直轴分量，而交轴分量为零。

所以由于电枢磁势的直轴去磁作用，使电机中磁通小，磁路也不饱和，所以式上式中的Xd也是一个常数。