2直流无刷减速电机的选择
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1. 电机的种类与性能分析
1.1 、直流电动机
有刷直流电动机的主要优点是控制简单、 技术成熟。 具有交流电机不可比拟的优良控制 特性。
在早期开发的电动汽车上多采用直流电动机， 即使到现在， 还有一些电动汽车上仍使 用直流电动机来驱动。但由于 存在电刷和机械换向器 ，不但 限制了电机过载能力与速度的 进一步提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器 。另外，由于损 耗存在于转子上， 使得散热困难， 限制了电机转矩质量比的进一步提高。 鉴于直流电动机存 在以上缺陷，在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机
1.2 、交流三相感应电动机
交流三相感应电动机的基本性能
交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。 其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之 间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单，运行可靠，经久耐用。交流感应电动机
的功率覆盖面很宽广，转速达到 12000〜15000r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式，冷 却自由度高。 对环境的适应性好， 并能够实现再生反馈制动。 与同样功率的直流电动机相比 较，效率较高，质量减轻一半左右，价格便宜，维修方便。
1.3 、永磁无刷直流电动机
永磁无刷直流电动机的基本性能
永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。 它的最大特点就是 具有直流电动机的外特 性而没有刷组成的机械接触结构。 加之，它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢 绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线 电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空 气轴承或磁悬浮轴承， 可以在每分钟高达几十万转运行。 永磁无刷直流电动机机系统相比具 有更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。
永磁无刷直流电动机的不足
永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制， 使得永磁无刷直流电动机的 功率 范围较小，最大功率仅几十千瓦。 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， 将降低永磁电动机的性能， 严重时还会损坏电动机， 在使 用中必须严格控制， 使其不发生过载。永磁无刷直流电动机在恒功率模式下，操纵复杂，需 要一套复杂的控制系统，从而使得永磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高
1.4 、开关磁阻电动机
开关磁阻电动机的基本性能
开关磁阻电动机是一种新型电动机， 该系统具有很多明显的特点： 它的结构比其它任何 一种电动机都要简单， 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，维护修理容易。因而可靠性好，转速可达 15000r/min。效率可达
85%- 93%比交流感应电动机要高。损耗主要在定子，电机易于冷 却；转子元永磁体，调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩一速度特性，而 且在很广的范围内保持高效率。更加 适合电动汽车动力性能要求 。
开关磁阻电动机的不足
开关磁阻电动机的控制系统比其他电动机的控制系统复杂一些， 位置检测器是开关磁阻
电动机的关键器件， 其性能对开关磁阻电动机的控制操作有重要影响。 由于开关磁阻电动机 为双凸极结构， 不可避免地存在转矩波动， 噪声是开关磁阻电动机最主要的缺点。 但近年来 的研究表明，
采用合理的设计、 制造和控制技术， 开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好 的抑制。 另外，由于开关磁阻电动机输出转矩波动较大， 功率变换器的直流电流波动也较大， 所以在直流母线上需要装置一个很大的滤波电容器。
1.5 、电机的选择
电动汽车采用的各种驱动电动机性能比较
电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动是采用了控制性能最好和成本较低的直 流电动机。
随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展， 交流
电动机。 永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能， 在电
动汽车上， 这些电动机逐步取代了直流电动机。 表 1 为现代电动汽车所采用的各种电动机的 基本性能比较。 目前交动机、 永磁电动机和开关磁阻电动机以及它们的控制装置， 成本还比 较高， 形成批量生产以后， 这些电动机和单元控制装置的价格会迅速降低， 将能够满足经济 效益的要求，并使电动汽车整车价格降低 [4] 。 表1 现代电动汽车驱动电动机的基本性能比较
直流 感应 永磁无刷 开关磁阻
项冃 电动机 电动机 直流电动机 电动机
功率密度 低 中 高 较高
轉值效率
90-95 95-97 <90
负荷效牽/從 HO-87 90-92 R5-97 78-86
转速范ffi/(r/min) 斗000〜 12 000 - 4 000- >15 000
K {)()() 15 000 10 000
可靠性 一般 好 优秀 好
结构的坚固性 差 好 一般 优夷
电机的外形尺寸 大 中 小 小
电动机的质量 审 中 轻 轻
电动机成本/
8-10 10*~ 1 5
（美兀）
控制操作性能 最好 好 好 奸
控制器成本 低 高 高 一般
经比较，该车选用轮毂式电动轿车开关磁阻电机（专利号： 201020193561 ）,数量为4
个，具体参数如下，表 2：
表2计算和最终确定电机参数
电机参数 计算总数值 确定总数值 每个电机数值
峰值功率/kw 75 80 20
额定功率/kw 25 40 10
最大转矩/N • m 143.25 150 150
额定转矩/N • m 47.75 50 50
最大转速/ (r/mi n ) 3000 3000 3000
轮胎与土的摩擦系数取
路面类型
良好的沥青或混凝土路面
一般的沥青或混凝土路面 f=0.1（来源于下表）
滚动阻力系数
0.010 ——0.018
0.018 0.020 额定转速/ （ r/mi n ） 2000 2000 2000
2电机功率的选择计算：
2.1负载功率的确定
由于实际的生产机械负载大多是随时间周期 变化的负载，现以此类负载为例说明。
静负载功率的确定
对直线运动的生产机械，有
（7-3）
式中 ——生产机械的静负载力
――生产机械的线速度
对旋转运动的生产机械，有
（7-4）
式中 ——静负载转矩
n ――转速
2.2已知参数,滑移装载机的总重量为 1500千克，额定载重
量为1000千克，满载时速度为1m/s, 碎石路面 0.020— —
0.025 良好的卵石路面 0.025— —
0.030
坑洼的卵石路面 0.035— —
0.050
压紧土路：干燥的 0.025— —
0.035
雨后的 0.050— —
0.150
泥泞土路（雨季或解冻期） 0.100— —
0.250
干沙 0.100— —
0.300
湿沙 0.060— —
0.150
结冰路面 0.015— —
0.030
压紧的雪道 0.030— —
0.050
粗略估算满载行走时，电机的功率
P=FV=mgfv=2500*10*0.1*1W=2.5KW 电机的功率经过减速器、链传动、半轴、到行走的轮胎 总效率在 0.90
即 P 电机 =2.5/0.9=2.78kw
共需要两个行走电机每个电机功率定位 1.5KW
3.类型的确定： 无刷直流电机规格：淄博齐翼电器科技有限公司
130WS 系列 J11D
型号 功率 电压 转速 L
130WS015 1500 24 2000 178
3.S系列斜齿轮-蜗轮减速机的选用:
3.1概述：S系列斜齿轮-蜗轮蜗杆减速机
此系列减速机减速机为硬齿面的斜齿轮-蜗轮蜗杆减速机，齿 轮材料全部采用20CrMnTi,经渗碳处理，齿面硬度达 58-62HRC，磨齿后精度可达6级，特别对高速弧齿、锥齿轮 在精加工渗碳后进行磨削，使齿面接触达到 75%以上，以确
保产品的可靠性及低噪音。减速机减速机减速机主要传动部 位轴承均选用进口轴承，密封件选用台湾的骨架油封，所配 功率从0.09KW-55KW，输出扭矩可达 60N.M-10200N.M，速 比可从（配4极电机）15-390,如配6极或8极电机可获得更 低的输出转速；如需更低的输出转速可用采用双级减速机组
合的形式，可获得较低的输出转速（一万多速比） 。以上如 在输入端配上无级变速机更可实现变速的要求。输出形式有 立式和卧式两种，具有自锁功能，输出轴分实心轴、空心轴
（或非标制作），可在不同方位及角度安装使用，可正反转 使用。此外可配不同类型的电机 （普通电机、单相电机、防爆
电机、变频电机、制动电机等 ）。S系列斜齿轮-蜗轮蜗杆减 速机广泛应用于食品粮食机械、印刷包装机械、立体车库设 备、环保机械、输送设备、化工设备、冶金矿山设备、钢铁 电力设备等等。
南睿牌S系列斜齿轮-蜗轮蜗杆减速机型号如下：
S37、S47、S57、S67、S77、S87、S97
SF37、SF47、SF57、SF67、SF77、SF87、SF97
SA37、SA47、SA57、SA67、SA77、SA87、SA97
SAF37、SAF47、SAF57、SAF67、SAF77、SAF87、SAF97
SAT37、 SAT47、 SAT57、 SAT67、 SAT77、 SAT87、
SAT97 SAZ37、SAZ47、SAZ57、SAZ67、SAZ77、SAZ87、SAZ97 SS37、SS47、SS57、SS67、SS77、SS87、SS97
S37R17、S47R17、S57R17、S67R37、S77R37、S87R57、S97R57
SAS37、 SAS47、 SAS57、 SAS67、 SAS77、 SAS87、
SAS97
SA37R17、SA47R17、SA57R17、SA67R37、SA77R37、
SA87R57、 SA97R57
