电动机及其控制

电动车驱动电机及其控制技术综述摘要：简述了电动车驱动系统及特点，在此基础上全面分析并比较了电动车要紧电气驱动系统，着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其操纵系统，最后简要概述了电动车电气驱动系统的进展方向。

1 概述电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其特殊的优越性与竞争力，而且能够更方便地使用现代操纵技术实现其机电一体化的目标，因而具有广阔的进展前景。

现有电动车大致能够分为下列几个要紧部分：蓄电池、电池管理、充电系统、驱动系统、整车管理系统及车体等。

驱动系统为电动车提供所需的动力，负责将电能转换成机械能。

不管何种电动车的驱动系统，均具有基本相同的结构，都能够分成能源供给子系统、电气驱动子系统、机械传动子系统三部分，其中电气驱动子系统是电动车的心脏，要紧包含电动机、功率电子元器件及操纵部分。

如图1所示。

其中，电动车驱动系统均具有相同或者相似的功能模块，如图2所示。

2 电动车电气驱动系统比较电动机的类型对电气驱动系统与电动车整体性能影响非常大，评价电动车的电气驱动系统实质上要紧就是对不一致电动机及其操纵方式进行比较与分析。

目前正在应用或者开发的电动车电动机要紧有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机四类。

由这四类电动机所构成的驱动系统，其总体比较如下表所示。

电动车电气驱动系统用电动机比较表下面分别对这几种电气驱动系统进行较为全面地分析与阐述。

2.1 直流驱动系统直流电动机结构简单，具有优良的电磁转矩操纵特性，因此直到20世纪80年代中期，它仍是国内外的要紧研发对象。

而且，目前国内用于电动车的绝大多数是直流驱动系统。

但普通直流电动机的机械换向结构易产生电火花，不宜在多尘、潮湿、易燃易爆环境中使用，其换向器保护困难，很难向大容量、高速度进展。

此外，电火花产生的电磁干扰，对高度电子化的电动汽车来说将是致命的。

此外，直流电动机价格高、体积与重量大。

随着操纵理论与电力电子技术的进展，直流驱动系统与其它驱动系统相比，已大大处于劣势。

新能源汽车电动机驱动及控制技术分析新能源汽车的快速发展成为汽车行业的重要趋势，其中电动汽车作为最具发展潜力的领域之一备受关注。

作为电动汽车的核心部件，电动机及其驱动及控制技术的研究与应用至关重要。

本文将从技术角度对新能源汽车电动机驱动及控制技术进行分析，以便普通用户更好地了解其原理和特点。

1.电动机驱动技术电动机驱动是新能源汽车中的核心技术之一。

一方面，驱动技术的成熟度直接影响着电动汽车的性能和可靠性；另一方面，驱动技术的创新也带来了更高效、更环保的驱动方案。

目前，主要的电动机驱动技术有直流电机驱动、异步电机驱动和同步电机驱动。

1.1直流电机驱动技术直流电机驱动技术是电动汽车最早采用的驱动方案之一。

它具有结构简单、控制方便、启动转矩大的优点，适用于小型和中型电动车辆。

然而，直流电机驱动技术由于其故障率较高、效率较低以及难以满足高速运行的需求而逐渐被其他驱动技术所取代。

1.2异步电机驱动技术异步电机驱动技术是近年来较为流行的一种驱动方案。

它具有结构简单、成本低、维护方便等优势。

与直流电机相比，异步电机在能效和性能方面有了显著的提升。

然而，异步电机驱动技术仍然存在能效不高、启动转矩小等问题，特别是在高速运行和精密控制方面还有待进一步改进。

1.3同步电机驱动技术同步电机驱动技术是目前电动汽车中发展最迅猛的一种驱动方案。

同步电机具有高效、高扭矩、高精度控制的特点，适用于中型和大型电动车辆。

随着磁体材料和控制技术的不断进步，同步电机驱动技术在新能源汽车领域有着广阔的应用前景。

2.电动机控制技术电动机控制技术是电动汽车中另一个关键技术，它直接影响着电动机的性能和驱动效果。

目前，主要的电动机控制技术有开环控制和闭环控制。

2.1开环控制技术开环控制技术是一种基本的电动机控制技术，它通过设定电动机的输入电流或电压来控制转速和输出扭矩。

开环控制技术具有实现简单、调试容易等优点，适用于一些对控制精度要求不高的场景，如低速运行和恒速运行。

一、实训背景与目的随着工业自动化程度的不断提高，电动机作为电能转换成机械能的关键设备，其性能和控制技术已成为现代工业生产的重要组成部分。

为了使学生深入了解电动机的工作原理、控制方法及其在实际应用中的重要性，本次实训旨在通过理论与实践相结合的方式，让学生掌握电动机的基本知识，熟悉电动机的控制电路，并能够进行简单的故障检测与排除。

二、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 电动机基础知识：介绍电动机的分类、工作原理、结构特点及性能参数等。

2. 电动机控制电路：学习三相异步电动机的正反转控制、星三角降压起动控制、变频调速控制等电路的原理及接线方法。

3. 电动机控制电路的组装与调试：根据电路图组装电动机控制电路，并进行调试，使电动机能够按照要求正常运行。

4. 电动机故障检测与排除：学习使用万用表等工具检测电动机控制电路的故障，并尝试排除故障。

三、实训过程1. 理论学习：首先，我们对电动机的基本知识进行了系统学习，包括电动机的分类、工作原理、结构特点及性能参数等。

通过理论学习，我们对电动机有了更深入的了解。

2. 电路组装：在掌握了电动机控制电路的基本原理后，我们开始进行电路组装。

根据电路图，我们将各个元件连接起来，形成完整的电动机控制电路。

3. 电路调试：组装完成后，我们对电路进行了调试。

通过观察电动机的运行状态，我们不断调整电路参数，使电动机能够按照要求正常运行。

4. 故障检测与排除：在实训过程中，我们遇到了一些故障，如电动机不能启动、运行不稳定等。

通过使用万用表等工具检测电路，我们成功排除了故障，使电动机恢复正常运行。

四、实训结果与分析1. 电动机控制电路组装成功：通过本次实训，我们成功组装了三相异步电动机的正反转控制、星三角降压起动控制、变频调速控制等电路。

2. 电动机运行稳定：经过调试，电动机能够按照要求正常运行，实现了正反转、降压起动和变频调速等功能。

3. 故障检测与排除能力提高：在实训过程中，我们学会了使用万用表等工具检测电动机控制电路的故障，并尝试排除故障，提高了自己的实际操作能力。

电动机控制原理电动机是现代社会中重要的动力设备，其控制原理对电机性能和工作效率具有重要影响。

本文将介绍电动机控制的原理和相关技术。

一、电动机基本原理电动机是将电能转换为机械能的装置。

其基本原理是利用电磁感应和洛伦兹力产生磁场，使得电流导线在磁场中受到力的作用而运动。

1.1 电磁感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导线中通过电流时，会产生磁场。

而根据楞次定律，导线中通过变化的磁场时，会在导线中产生感应电动势。

因此，通过控制电流大小和方向，可以实现对电动机的控制。

1.2 洛伦兹力原理洛伦兹力是指导线中通过电流时受到的力的作用。

当导线通过磁场时，会受到垂直于导线和磁场方向的力。

根据洛伦兹力的大小和方向，可以控制电动机的转动。

二、电动机控制方式电动机控制可以分为直流电动机控制和交流电动机控制两种方式。

2.1 直流电动机控制直流电动机控制采用直流电源供电，可以通过调节电压和电流的大小和方向，来控制电机的转速和转向。

2.1.1 阻性控制阻性控制是采用可变电阻器调节直流电机的电流，从而实现对电机的控制。

通过增加或减小电阻的阻值，可以改变电机的转速。

2.1.2 电压控制电压控制是通过调节直流电机的电压，来控制电机的转速。

增加电压会增加电机的转速，减小电压会降低电机的转速。

2.2 交流电动机控制交流电动机控制主要有两种方式，一种是变频控制，另一种是调节电压和频率。

2.2.1 变频控制变频控制是通过变频器将固定频率的交流电源转换为可调频率的交流电源，从而实现对电机的转速和转向的控制。

通过改变变频器的输出频率，可以调整电机的转速。

2.2.2 调节电压和频率调节电压和频率控制是通过调节交流电源的电压和频率，来控制电机的转速和转向。

增加电压和频率会增加电机的转速，减小电压和频率会降低电机的转速。

三、电动机控制技术电动机控制技术不仅包括控制原理，还涉及到控制器、传感器和反馈控制等方面的技术。

3.1 控制器控制器是用于实现对电机的精确控制的设备。

电动机及其控制部分测试题（⼀）电动机及其控制部分测试题（⼀）卷Ⅰ⼀、单项选择题（本⼤题共60个⼩题，每⼩题2分，共120分）1.三相异步电动机的机械特性是指定⼦电压和频率为常数时A．转速n与电磁转矩T之间的关系B．转速n与转差率S之间的关系C．电磁转矩T与转差率S之间的关系D．电磁转矩T与输出功率P之间的关系2.三相异步电动机反接制动时，其转差率为A．S＜0 B．S＝0 C．S＝1 D．S＞13.对⼈体危害最⼤的电流频率是A．2Hz B．20Hz C．30－100Hz D．220Hz4.接触器控制电路的⾃锁⼀般采⽤A．并接对⽅控制电器的常开触头B．串接对⽅控制电器的常开触头C．并接⾃⼰的常开触头D．串接⾃⼰的常开触头5.直流电动机换向器的作⽤是使电枢获得A．单向电流B．单向转矩C．恒定转矩D．旋转磁场6.发⽣电器⽕灾时，灭⽕器严禁使⽤A．四氯化碳灭⽕器B．⼆氧化碳灭⽕器C．酸碱泡沫灭⽕器D．⼲粉灭⽕器7.桥式起重机的拖动电机多采⽤A．直流电动机B．三相⿏笼式异步电动机C．三相绕线式异步电动机D．控制电动机8.在电动机的控制电路中，热继电器不能作A．短路保护B．过载保护C．缺相保护D．电流不平衡运⾏保护9.三相异步电动机在运⾏时出现⼀相电源断电，对电动机带来的主要影响是A．电动机⽴即停转B．电动机转速降低，温度升⾼C．出现振动及异声D．转速升⾼，温度降低，出现振动及异声10.直流电动机在旋转⼀周的过程中，某电枢元件通过的电流是A．直流电流B．交流电流C．互相抵消，正好为零D．交流、直流都有可能11.DZ5－20型低压断路器的过载保护是由断路器的A．⽋压脱扣器B．电磁脱扣器C．热脱扣器D．都可以12.某三相异步电动机的铭牌参数如下∶U N＝380V、I N＝15A、P N＝7.5kW、n N＝960r／mi n，f N ＝50Hz。

对这些参数理解正确的是A．电动机正常运⾏时，三相电源的相电压为380VB．电动机额定运⾏时，每相绕组中的电流为15AC．电动机额定运⾏时，电源向电动机输⼊的电功率是7.5kW D．电动机额定运⾏时，同步转速⽐实际转速快40 r／mi n13.三⾓形接法的三相异步电动机，若误接成星形运⾏，在拖动的负载转矩不变的情况下，其铜损耗和温升将会A．减⼩B．基本不变C．增加D．⽴即将电动机烧坏14.我国⽣产的Y系列电动机凡功率在4kW及以上者均采⽤三⾓形接法运⾏，其原因是A．可以采⽤Y－Δ降压启动B．可以采⽤⾃耦变压器降压启动C．为了满⾜当前380V的电源线电压D．制造⼯艺简单15.熔断器的额定电流应所装熔体的额定电流。

1.如交流电动机在正常工作时采用Y接线，那么就可采用Y－△起动。

02.互锁又叫联锁，是在两个线圈的支路上分别串入对方的常闭辅助触头。

13.熔断器是一种用于过热和断路的保护电器。

04.Y-△起动方法仅适用于正常运行于△形的笼型异步电动机。

15.接触器与继电器的工作原理相似，因此它们在电路中可以互换06.互锁又叫联锁，是在两个线圈的支路上分别并联对方的常开辅助触头。

07.继电器的触头是用来通断主电路，接触器的触头是用来分断控制电路的。

08.异步电动机通过转子串电阻获得人为机械特性的方法适合应用于绕线式异步电动机而不适合用于鼠笼式异步电动机。

19.三相异步电动机的转子旋转方向与旋转磁场旋转的方向相反。

010.热继电器既可作过载保护，又可作短路保护。

011.直流发电机运行时绕组中产生感应电动势，而直流电动机在绕组中产生电磁力的作用，不产生感应电动势012.直流电动机工作时，电枢线圈中流过的电流方向是直流的013.由铁心、线圈、衔铁组成的磁路系统叫做电磁机构。

114.电流继电器用于当电路中的电流到达某一设定值后作出反应，在使用时，它的线圈应并联在电路中。

015.在三相异步交流电动机中，极对数越多，电动机转速越高。

016.电动机全压启动就是把定子绕组接在额定电压的电源上直接起动。

117.利用交流接触器自身的常开辅助触头，就可进行电动机正、反转的互锁控制。

018.电动机处于能耗制动状态时，电磁转矩T与转速n的方向相同。

019.电动机过热，一定是定子绕组出了故障。

020.电压继电器用于当电路中的电压到达某一设定值后作出反应，在使用时，它的线圈应并联在电路中。

121.按钮开关应接在控制电路中。

122.笼式异步电动机采取自耦变压器起动时，电动机的定子接自耦变压器的初级，电源接次级。

023.异步电动机直接起动时由于电流很大，因此起动转矩也很大，从而对机械部件造成冲击。

24.接触器与继电器的工作原理相似，因此它们在电路中可以互换025.电动机处于反接制动状态时，电磁转矩T与转速n的方向相同。

电动机控制原理一、引言电动机作为现代工业和生活中不可或缺的设备，其控制原理对于电机的正常运行以及提高电机的效率具有重要意义。

本文将介绍电动机控制原理的基本概念、控制方法以及应用实例。

二、电动机控制的基本原理电动机控制的基本原理是通过对电机的电流和电压进行控制，从而控制电动机的转速和输出功率。

常用的电动机控制方法包括直流电机的阻抗控制、交流电机的电压调节和频率调节控制。

1. 直流电机的阻抗控制直流电机的阻抗控制是通过改变电机电压和电流的比值来实现对电机转速和输出功率的控制。

在电动机起动时，通过降低电压，减小电机的启动电流，从而防止电机过载。

在电动机运行过程中，通过调节电机的电压和电流，可以控制电机的转速和输出功率。

2. 交流电机的电压调节控制交流电机的电压调节控制是通过改变电机输入的电压大小来实现对电机转速和输出功率的控制。

通过调节电机的输入电压，可以控制电机的转矩和输出功率。

在实际应用中，常用的交流电机控制方法包括变压器调压、调速器调压和变频器调压控制。

3. 交流电机的频率调节控制交流电机的频率调节控制是通过改变电机输入的频率来实现对电机转速和输出功率的控制。

通过改变电机输入电源的频率，可以改变电机的转速和输出功率。

在实际应用中，常用的交流电机控制方法包括变频器调频、变压器调频和逆变器调频控制。

三、电动机控制的应用实例电动机控制在现代工业生产中广泛应用，下面我们将介绍几个典型的应用实例。

1. 电梯控制系统电梯控制系统是一种通过电动机控制实现楼层选择、起升和下降等功能的系统。

通过控制电动机的转速和转向，可以实现电梯的平稳起降和楼层的准确抵达。

2. 机器人控制系统机器人控制系统是一种通过电动机控制实现机器人运动、抓取和操作等功能的系统。

通过对电动机的速度和位置的控制，可以实现机器人在空间中的自由移动和准确定位。

3. 汽车动力系统汽车动力系统是一种通过电动机控制实现汽车驱动、刹车和转向等功能的系统。

通过控制电动机的转速和转向，可以实现汽车的驱动力和稳定性控制。

电动机的控制与调速技术电动机是电气工程中最常见和重要的设备之一，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。

电动机的控制与调速技术是电气工程中的重要研究方向，它涉及到电动机的运行效率、稳定性和可靠性等关键问题。

本文将从电动机的控制方法、调速技术以及相关应用领域等方面进行探讨。

一、电动机的控制方法电动机的控制方法主要包括直接启动控制、起动器控制、变频控制等。

直接启动控制是最简单的电动机控制方法，通过直接连接电源使电动机启动。

起动器控制是在直接启动的基础上加入起动器，通过控制起动器的工作状态来控制电动机的启动和停止。

变频控制是一种先将交流电源转换为直流电源，再通过逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源，从而实现对电动机转速的精确控制。

二、电动机的调速技术电动机的调速技术是指通过改变电动机的输入电压、频率或电流等参数来实现对电动机转速的调节。

常见的调速技术包括电压调制、频率调制、电流调制和矢量控制等。

电压调制是通过改变电动机的输入电压来调节电动机的转速，它适用于负载变化较小的场合。

频率调制是通过改变电动机的输入频率来调节电动机的转速，它适用于负载变化较大的场合。

电流调制是通过改变电动机的输入电流来调节电动机的转速，它适用于对电动机负载要求较高的场合。

矢量控制是一种较为复杂的调速技术，它通过对电动机的转子位置和转速进行精确控制，实现对电动机转速和转矩的精确调节。

三、电动机控制与调速技术的应用领域电动机控制与调速技术在工业生产、交通运输、家用电器等领域都有广泛应用。

在工业生产中，电动机的控制与调速技术可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。

在交通运输中，电动机的控制与调速技术可以实现电动汽车的驱动控制，提高汽车的能效和驾驶体验。

在家用电器中，电动机的控制与调速技术可以实现洗衣机、空调等家电的智能控制，提高用户的使用便利性和舒适度。

总结电动机的控制与调速技术是电气工程中的重要研究方向，它涉及到电动机的运行效率、稳定性和可靠性等关键问题。