四轮驱动小车轮毂电机调研报告
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轮毂驱动调研报告一、引言轮毂驱动是指将发动机的动力直接传输到车轮上进行驱动的技术。
相比传统的传动轴驱动方式,轮毂驱动具有更高的效率和更好的操控性能。
本次调研报告旨在对轮毂驱动技术进行全面的调研,分析其优势、应用领域以及市场前景。
二、轮毂驱动技术的优势1. 提高效率:传统的传动轴驱动系统存在传动损耗,而轮毂驱动系统可以将动力直接传输到车轮上,减少了能量的损耗,提高了整车的燃油经济性和效率。
2. 增强操控性能:轮毂驱动系统可以通过控制不同车轮的转速,实现主动差速器和主动制动器的功能,提高车辆的操控性能,增强车辆的稳定性和驾驶安全性。
3. 轻量化设计:轮毂驱动系统可以将传统传动轴、传动箱等器件去掉,减少了整车的重量,降低了车辆的油耗,提高了车辆的续航里程。
4. 简化传动系统结构:相比传统的传动轴驱动系统,轮毂驱动系统的结构更为简化,减少了零部件的数量,提高了整车的可靠性和维修性。
三、轮毂驱动技术的应用领域1. 电动车辆:轮毂驱动技术是电动车辆的理想选择,可以提高电动车辆的续航里程和操控性能,满足用户对电动车辆的需求。
2. 高性能跑车:由于轮毂驱动技术可以提高车辆的操控性能和驾驶安全性,所以在高性能跑车上的应用很广泛,包括一些知名的跑车品牌如特斯拉、保时捷等。
3. 特种车辆:轮毂驱动技术的优势使得其在特种车辆上的应用越来越多,比如军用车辆、消防车辆等,可以提供更好的操控性能和驾驶安全性。
4. 其他车辆领域:除了以上应用领域,轮毂驱动技术还在一些特定的车辆领域上有应用,比如农业机械、工程机械等,可以提高机械设备的效率和操控性能。
四、轮毂驱动技术的市场前景轮毂驱动技术作为一种新兴的驱动技术,在汽车行业具有广阔的市场前景。
随着电动车辆市场的逐渐增大,以及消费者对驾驶性能和燃油经济性的要求不断提高,轮毂驱动技术将会得到更广泛的应用。
预计未来几年,轮毂驱动技术的市场规模将会持续增长。
结论轮毂驱动技术因其高效率、良好的操控性能和轻量化设计等优势,已经得到了广泛的应用。
轮毂驱动技术调研报告一、引言轮毂驱动技术是一种能够将动力直接传递到车轮上的驱动系统。
相比于传统的传动轴驱动系统,轮毂驱动技术在结构设计、减震效果、能源利用率和性能表现等方面具有独特的优势。
本调研报告旨在对轮毂驱动技术进行深入调研,分析其发展现状和未来趋势。
二、发展现状1. 车辆类型:目前,轮毂驱动技术主要应用于电动汽车、混合动力汽车和四轮驱动SUV等车辆类型。
其中,电动汽车是轮毂驱动技术的主要应用领域,其采用电动机直接安装在车轮上,使得整车无需传动轴和传统的变速器。
2. 技术原理:轮毂驱动技术通过在车轮上直接安装电动机或驱动器,使得驱动动力可以直接传递至车轮,从而实现车辆的动力输出。
其优点在于减少传动系统的能量损失、提高动力响应速度以及实现更高的能源利用效率。
3. 系统设计:现有的轮毂驱动系统主要包括安装在车轮上的电动机或驱动器、电池组以及控制系统等组件。
电动机通常采用无刷直流电机或永磁同步电机,其功率和尺寸根据车辆需求进行选择。
电池组是为电动机提供能量的核心部件,其容量和性能直接影响车辆的续航里程和动力输出。
4. 优势与挑战:轮毂驱动技术具有以下优势:简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆的灵活性和稳定性。
然而,该技术也面临着一些挑战,如系统重量增加、制动和悬挂系统的优化、成本控制等。
三、未来趋势1. 智能化:随着智能驾驶技术的发展,轮毂驱动技术将与车辆控制系统相结合,实现更智能的驾驶模式和车辆动力管理。
2. 轻量化:为了提高车辆的整体燃油效率和运行性能,轮毂驱动系统将向轻量化设计方向发展,采用更先进的材料和制造工艺。
3. 高效能电动机:随着电动机技术的不断进步,轮毂驱动系统将采用更高效、轻量化且可靠性更高的电动机,以提高系统的功率输出和能源利用效率。
四、结论轮毂驱动技术作为一种创新的驱动技术,具有简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆灵活性等优势。
随着技术的不断发展和成熟,轮毂驱动技术的应用前景将会越来越广阔。
四轮驱动小车轮毂电机调研报告一、背景介绍四轮驱动小车是一种由四个轮毂电机驱动的车辆,它具有良好的操控性和稳定性,适用于各种地形和道路条件。
轮毂电机是安装在车辆轮毂上的电机,可以直接驱动车轮转动,不需要传动装置,因此具有高效率和紧凑的特点。
本报告对四轮驱动小车轮毂电机进行调研分析,以帮助了解其特点和应用。
二、四轮驱动小车轮毂电机的特点1.高效率:轮毂电机不需要传动装置,直接将电能转化为机械能,转化效率高于传统的发动机驱动方式。
2.紧凑:轮毂电机安装在车轮中,节省了传动装置的空间,使得整车尺寸更为紧凑。
3.动力分配灵活:四轮驱动小车轮毂电机可以实现前、后、左、右四个轮子各自独立驱动,可以根据需求灵活分配动力。
4.高操控性:轮毂电机可以根据电控系统的控制信号进行精确控制,提供更好的操控性和稳定性。
5.低噪音:轮毂电机没有传动装置的摩擦和噪音,工作时噪音较低,提供更好的驾驶体验。
三、四轮驱动小车轮毂电机的应用领域1.物流配送:四轮驱动小车轮毂电机可以实现无人驾驶,提高物流配送的效率和安全性。
2.农业机械:四轮驱动小车轮毂电机可用于农业机械,实现自动导航和作业,减轻劳动强度。
3.特种车辆:四轮驱动小车轮毂电机可以用于消防车、警车等特种车辆,提供更好的操控性和应急响应能力。
4.城市交通工具:四轮驱动小车轮毂电机可以用于城市小型电动车辆,提供更好的操控性和环保性能。
四、四轮驱动小车轮毂电机的发展趋势1.高能量密度:随着电动车辆市场的发展,对于电池的能量密度要求越来越高,轮毂电机需要能够提供更高的功率和驱动能力。
2.自动驾驶:随着自动驾驶技术的发展,四轮驱动小车轮毂电机将与智能传感器和控制系统结合,实现更高级别的自动驾驶功能。
3.绿色环保:四轮驱动小车轮毂电机可以提供零排放和低噪音的性能,符合环保发展的趋势。
4.智能互联:四轮驱动小车轮毂电机可以与互联网和智能控制系统结合,实现车辆远程监控和故障检测,提高车辆管理和维修效率。
《轮毂电机驱动电动汽车悬架分析与优化》篇一一、引言随着科技的发展,电动汽车逐渐成为现代交通的重要组成部分。
轮毂电机作为一种新型的驱动方式,因其高效、紧凑的结构特点,在电动汽车中得到了广泛应用。
然而,电动汽车的悬架系统对其行驶性能、乘坐舒适性及安全性有着至关重要的影响。
因此,对轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统进行分析与优化,具有重要的研究价值。
二、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统概述轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统主要由弹性元件、减震器、导向机构等部分组成。
其中,弹性元件负责承受和传递垂直载荷,减震器则用于减小路面不平度引起的振动和冲击,导向机构则保证车轮按照设定的轨迹运动。
三、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统问题分析1. 振动与噪声问题:由于轮毂电机的特殊性,其驱动系统与悬架系统的耦合性较高,容易产生振动和噪声,影响乘坐舒适性。
2. 悬架性能问题:在复杂的路况下,传统的悬架系统可能无法很好地适应轮毂电机驱动的电动汽车,导致行驶性能和安全性下降。
3. 结构优化问题:现有的悬架系统结构可能存在设计上的不足,如结构笨重、耗能大等,需要进行优化以提升整体性能。
四、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统分析方法1. 理论分析:通过建立数学模型,对悬架系统的动力学特性进行分析,了解其工作原理及性能特点。
2. 仿真分析:利用计算机仿真软件,对不同路况下的悬架系统进行仿真分析,预测其性能表现。
3. 实验分析:通过实际道路实验,对理论分析和仿真分析的结果进行验证和修正。
五、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统优化策略1. 优化振动与噪声问题:通过改进减震器设计、优化悬挂系统结构等方式,减小振动和噪声的产生。
同时,采用先进的材料和技术,提高悬架系统的刚度和阻尼性能。
2. 提升悬架性能:针对复杂路况,通过优化悬挂系统的参数设置,如弹簧刚度、减震器阻尼等,提高行驶性能和安全性。
同时,采用智能控制技术,实现悬架系统的自动调节和优化。
3. 结构优化:对现有的悬架系统结构进行轻量化设计,降低耗能。
四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究共3篇四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究1四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究随着各国对环保和节能理念的不断提高,电动车的普及程度越来越高,特别是在城市交通领域。
传统的车辆采用传统的燃油动力,较之电动汽车,不仅控制复杂,同时能源消耗过大、环境污染严重,跟不上时代的步伐。
为了响应绿色环保理念,四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统逐渐进入人们的视野。
许多汽车生产厂家也开始投入大量的经费,尽力满足客户日益增长的需求。
永磁无刷轮毂电机是现代电动汽车中常见的一种驱动形式,要想将电力变为动力,永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制显得十分重要。
由于永磁无刷轮毂电机的控制技术问题,目前该驱动系统仍处于完善状态。
本文旨在分析和研究四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制问题,并提出一种新型控制系统的方案。
1. 电动四轮驱动汽车系统介绍电动四轮驱动汽车,即为同时由四个独立的电机提供动力的车辆,其每个电机的功率、扭矩和转速均可以独立调节。
其中,永磁无刷轮毂电机是一种常见的电机产品,具有高效、可靠、安全、节能等特点。
轮毂电机的工作原理是将电能转化成机械能,通过转轮来驱动车辆行驶。
2. 永磁无刷轮毂电机的驱动控制永磁无刷轮毂电机的控制分为位置控制和速度控制两种。
其中位置控制主要是马达的定位和调整,而速度控制是为了控制汽车的运动速度。
(1)位置控制在位置控制方面,目前较为常用的是闭环控制方法。
用速度传感器、定位信号器和转子位置估计等仪器来获取电动机转子的具体位置,再根据电动机的工作状态进行调节控制。
同时,为确保闭环控制系统的稳定运行,一般需要加入PID控制算法进行调整。
(2)速度控制在速度控制上,电动车辆的执行器通常是直流转换器。
直流转换器主要是将交流电转换为直流电,使其可以输出发动机所需的电流和电压。
直流转换器一般采用电流控制和电压控制两种调控方式。
线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究一、本文概述随着环保意识的日益增强和新能源汽车技术的迅速发展,电动汽车(EV)在全球范围内正逐步成为新的交通出行选择。
特别是线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车(以下简称轮毂电机电动汽车),其独特的驱动方式和控制策略使得车辆性能优化成为可能。
然而,这类电动汽车在稳定性和节能性方面仍面临诸多挑战。
因此,本文旨在深入研究轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制策略,以提高其运行性能并降低能耗。
本文将首先概述轮毂电机电动汽车的基本原理和特性,包括其驱动方式、控制系统以及与传统电动汽车的差异。
随后,将重点分析轮毂电机电动汽车在稳定性方面面临的挑战,如侧倾、横摆等动态特性问题,以及如何通过先进的控制算法和车辆动力学模型来提高稳定性。
本文还将探讨节能控制策略,包括能量管理、优化驱动和回收制动等方面,以实现更高的能源利用效率和更长的续航里程。
通过本文的研究,我们期望能够为轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制提供有效的理论支持和实践指导,推动电动汽车技术的进一步发展,并为未来的绿色出行贡献力量。
二、线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车概述随着电动汽车技术的不断发展和创新,线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车(Independent Wheel Drive In-Wheel Motor Electric Vehicle, IWD-IWM EV)作为一种新型的电动汽车形式,逐渐展现出其独特的优势和巨大的发展潜力。
这种电动汽车采用轮毂电机直接驱动车轮,取消了传统的传动轴和差速器,实现了车辆的独立四轮驱动。
线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的核心特点在于其高度集成化和模块化的设计。
每个车轮都配备有独立的轮毂电机,这些电机通过先进的电子控制系统进行精确控制,能够实现车辆在各种路况下的高效、稳定行驶。
由于取消了传统的机械传动系统,这种电动汽车的结构更为紧凑,重量更轻,从而提高了整车的能效和动力性能。
轮毂驱动调研报告标题:轮毂驱动调研报告摘要:本报告对轮毂驱动技术进行了调研,重点探讨了其原理、优势、应用领域以及未来发展趋势。
调研结果表明,轮毂驱动技术具有高效、环保、节能等诸多优势,在汽车、电动自行车等领域具有巨大应用潜力。
一、引言轮毂驱动技术是一种将电动机嵌入到车轮内部,直接驱动轮毂实现车辆行驶的技术。
相对于传统的中央驱动方式,轮毂驱动技术具有多方面的优势,因此在汽车领域备受关注。
二、轮毂驱动技术原理轮毂驱动技术通过将电动机集成到车轮中,实现直接驱动轮毂,而不需要传递动力至中央传动轴或传统的传动系统。
这种设计可以减少能量转换损失,提高能量利用率,从而提高整个车辆的效率。
三、轮毂驱动技术优势1. 增加能量回收:轮毂驱动技术可以通过回收制动能量将其转化为电能储存起来,提高能量回收和利用效率。
2. 灵活性高:传统的中央传动系统限制了车辆的设计和布局,而轮毂驱动技术可以通过简化机械传动系统来实现更灵活的设计。
3. 提升操控性:轮毂驱动技术可以实现四轮独立驱动,有助于提升车辆的操控性能,尤其在转弯时更加稳定。
4. 降低噪音和震动:由于电动机直接嵌入到车轮中,减少了传统传动链带来的噪音和震动,提高了乘坐舒适性。
四、轮毂驱动技术应用领域1. 汽车领域:轮毂驱动技术在电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车中得到广泛应用。
其高效节能的特点使其成为未来汽车发展的重要方向。
2. 电动自行车:轮毂驱动技术可以将电机嵌入到自行车的前轮或后轮中,实现更加简化的电动自行车设计。
轮毂驱动技术在电动自行车领域具有较大的市场需求。
五、未来发展趋势轮毂驱动技术在新能源汽车和电动自行车领域已经有了广泛应用,而在未来还有进一步发展的空间。
我们可以期待轮毂驱动技术在设计、效率、性能和成本等方面的不断创新,以满足不断增长的市场需求。
六、结论轮毂驱动技术作为一种创新的动力传输方式,具有高效、环保、节能等诸多优势,并在汽车和电动自行车等领域具有广阔的应用前景。
目录中文摘要 (2)英文摘要 (3)1 绪论 (4)1.1研究意义 (4)1.2 国内外研究状况 (4)2 轮毂电动汽车的动力性 (6)2.1 轮毂电动汽车动力性的评价指标 (6)2.2 轮毂电动汽车受力分析 (6)2.3 轮毂电动汽车的最高车速 (7)2.4 轮毂电动汽车的加速能力 (7)2.5 轮毂电动汽车的上坡能力 (8)2.6 四轮驱动的轮毂电动汽车相关的直线行驶时的控制方式 (9)2.7 本章小结 (10)3轮毂电动汽车的制动性 (10)3.1 制动性的评价指标 (10)3.2 制动时车轮的受力 (11)3.3 轮毂电动汽车的回馈制动的概述 (12)3.4 轮毂电动汽车回馈制动技术的研究内容 (13)3.5 回馈制动系统各个制动力变化特性 (14)3.6 回馈制动的控制逻辑与操作方式 (15)4 轮毂电动汽车的操纵稳定性 (18)4.1 汽车操纵稳定性的概述 (18)4.2汽车转向时的受力分析 (18)4.3 汽车在前轮角阶跃输入下的稳态响应的类型 (20)4.4 四轮独立驱动的轮毂电动汽车转向时的转矩控制 (21)4.5 本章小结 (25)5 轮毂电动汽车的行驶平顺性 (26)5.1 轮毂电动汽车行驶平顺性的概述 (26)5.2 轮毂电动汽车的垂直振动特性研究 (27)5.3 本章小结 (29)6 结论与展望 (29)谢辞 (31)[参考文献] (32)轮毂电动汽车的动力性能研究摘要:轮毂电动汽车是一种新型的电动汽车,利用四个独立控制的轮毂电机驱动四个车轮,为提高汽车的动力性、稳定性、安全性提供了更大的技术潜力。
本文主要结合轮毂电动机的特性,对轮毂电动汽车的动力性、制动性、操纵稳定性和行驶平顺性进行分析和研究,其中以汽车操纵稳定性中通过控制轮毂电机转矩来控制汽车转向运动的研究为重点。
并类比传统的集中驱动汽车与轮毂电动汽车,结合轮毂电动机的特性,探究汽车的动力性能,针对轮毂电动汽车的特点,研究轮毂电动汽车通过控制轮毂电机转矩来控制汽车转向运动的可能性,并简要分析轮毂电动汽车与传统集中驱动汽车相比的优势。
采用轮毂电机的四轮电动汽车性能分析杜廷义【摘要】电动汽车的推进系统一般由高速低转矩电动机和齿轮箱、变速箱、差速器等部件组成,驱动轮与电动机的间接耦合可以使电动机工作在最大效率点附近.为减少机械部件、减轻重量和增加空间,在推进系统中可以使用轮毂电机代替单台高速低转矩电机.使用轮毂电机的推进系统可以是两轮驱动、四轮驱动或其他驱动方式.然而,轮毂电机在全速度范围内工作时,不能确保电动机一直工作于最大效率点.通过分析四轮驱动轮毂电机的特性,对比城市交通的电动汽车推进系统的效率、重量和成本,得出混合驱动方式性能更好的结论.【期刊名称】《河南机电高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(026)006【总页数】7页(P12-18)【关键词】电动汽车;效率;重量;两轮驱动;四轮驱动;轮毂电机【作者】杜廷义【作者单位】新乡医学院,河南新乡 453003【正文语种】中文【中图分类】TK05为了减少化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量,在过去几年中,我国颁布了一系列严格的法规,并采取一系列措施调整产业结构,减少二氧化碳排放量,降低能源消耗强度 [1],这些法规和措施对汽车工业有很大的影响。
事实上,运输行业的二氧化碳排放量占全球二氧化碳排放量的20%,其中,道路运输占总排放量的19%。
电动汽车的能量转换(化学能到机械能)效率是内燃机(ICE)车辆的三倍以上[2-3],随着电动汽车(EV)用户数量的日益增加,道路运输的二氧化碳排放量会逐渐减少。
此外,电动汽车没有内燃机的压缩和燃烧冲程,振动和噪音的减少还可以提高驾驶汽车的舒适度。
为了增加功率-重量比,提高驱动系统的功率密度,电动汽车制造商通常采用高速低转矩电机作为驱动。
这种配置需要使用离合器、变速器或变速箱向驱动车轮传递转矩,需要机械差速器在驱动轮之间分配转矩,而这些机械部件将传动效率降低了20%[4-5]。
为了进一步提高电动汽车推进系统的性能,减少冗余,降低成本,可以采用在驱动轮内直接安装低速大转矩电动机(轮毂电机)的方案。
四轮驱动小车轮毂电机调研报告李煌目录1轮毂电机 (1)1.1概述 (1)1.2电机类型 (1)1.2.1异步电机 (1)1.2.2永磁无刷电机 (2)1.2.3开关磁阻电机 (2)1.2.4横向磁场电机 (2)1.2.5电机性能比较 (2)1.3发展趋势 (3)1.3.1无位置传感器控制技术 (3)1.3.2转矩脉动的抑制 (3)1.3.3弱磁扩速 (4)1.4结论 (4)2无刷电机介绍 (5)2.1无刷电机简介 (5)2.2无刷电机结构解析 (5)2.3无刷电机简明运行原理 (5)2.4有刷电机的缺点 (6)2.4.1摩擦大,损耗大 (6)2.4.2发热大,寿命短 (6)2.4.3效率低,输出功率小 (6)2.5无刷电机的优点 (6)2.5.1无电刷、低干扰 (6)2.5.2噪音低,运转顺畅 (6)2.5.3寿命长,低维护成本 (7)3市面上可购型号轮毂电机 (7)3.160V1000W电瓶车发动机澳玛 (7)3.22000W型改装电机 (10)3.38寸一体轮电动滑板车无刷有齿轮毂电机36V (11)3.4锂电池电动车前置高速无刷有齿轮毂电机48V250W (15)3.5小结 (18)附录 (19)第一章轮毂电机1.1概述早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毅装置。
该轮毅于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用白卸车上。
近年来,随着电动汽车的兴起,轮毅电机重新引起了重视。
轮毅电机驱动系统的布置非常灵活,可以使电动汽车成为两个前轮驱动、两个后轮驱动或四轮驱动。
与内燃机汽车和单电机集中驱动电动汽车相比,使用轮毅电机驱动系统的汽车具有以下儿方面优势:(1)动力控制由硬连接改为软连接型式。
通过电了线控技术,实现各电动轮从零到最大速度的无级变速和各电动轮问的差速要求,从而省略了传统汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等,使驱动系统和整车结构简洁,有效可利用空问大,传动效率提高。
(2)各电动轮的驱动力直接独立可控,使其动力学控制更为灵活、方便;能合理控制各电动轮的驱动力,从而提高恶劣路面条件下的行驶性能。
(3)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。
(4)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的白由度增加。
若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。
(5)若在采用轮毅电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术(4WS),实现车辆转向行驶高性能化可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。
1.2电机类型要使电动汽车有较好的使用性能,驱动电机应具有较宽的调速范围、较高的转速、足够大的起动扭矩,以及体积小、重量轻、效率高,并具有强动态制动和能量回馈等特性。
目前,电动汽车用电动机主要有异步电动机(M)、永磁无刷电动机(PM BIM)和开关磁阻电动机(SRM),横向磁场电机(TFPM)等四类。
1.2.1异步电机异步电机在四类电机中发展历史最为长久,其设计、制造以及控制技术都相对成熟,且具有结构简单、制造容易、低费用、高可靠性等优点,受到欧美国家的青睐。
但此类电机也存在一些缺点:效率不高(特别是在低速时),功率密度一般;是一个强偶合、多变量、非线性的系统,需采用矢量控制和直接转矩等控制手段,控制成本较高。
1.2.2永磁无刷电机与其他电机相比,永磁无刷电机具有功率密度高、效率高、体积小、结构简单、输出转矩大、可控性好、可靠性高、噪声低等一系列优点,在电动汽车领域颇受青睐。
日本绝大多数电动汽车采用永磁无刷电机驱动系统。
其缺点是:因受永磁材料的限制,目前最大电机功率也只有儿十千瓦;其次,永磁转了的励磁无法调节,导致电机调速困难,调速范围不宽。
1.2.3开关磁阻电机开关磁阻电机是近20年才发展起来的一种新型调速电机,具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。
但其缺点也很多:转矩存在较大波动,振动大,噪声大;系统非线性,建模困难,控制成本高;功率密度低等。
1.2.4横向磁场电机横向磁场电机最早是由德国著名电机专家H.W eh于上世纪80年代末提出,并将之使用到电力舰船、电动汽车上。
与其他电机相比,横向磁场电机的优点十分突出:实现了电路和磁路解祸,设计白由度大大提高;高转矩密度,大约是标准工业用异步电机的5~10倍,且特别适合应用于要求低速、大转矩等场合;绕组形式简单,不存在传统电机的端部,绕组利用率高;各相问相互独立;效率高;控制电路与永磁无刷电动机相同,可控性好等。
目前,国外已成功开发了很多电动汽车用横向磁场电机,国内也正在积极开展相关研究。
但其也存在不少缺点永磁体数目多,用量大;结构较为复杂,工艺要求高,电机成本高;漏磁严重;功率因素低;白定位转矩较大等。
1.2.5电机性能比较各电机性能对比如表1所示,由表一可见:无刷电机是电动汽车的最好选择。
表1-1:各种电机基本性能比较1.3发展趋势1.3.1无位置传感器控制技术传统无刷直流电机都需要一套位置传感器来确定转了位置,这给电机带来了一系列的问题:首先,传感器不但增加了电机的成本,而且占用了电机的内部空问;其次,传感器信号线较多,容易引入干扰;此外,传感器的可靠性与灵敏度易受环境的影响。
所以,无位置传感器的位置信号检测技术是发展的必然趋势。
1.3.2转矩脉动的抑制永磁无刷直流电动机在理想情况下运行时应满足:三相绕组完全对称,气隙磁场为方波,定了电流为方波;反电动势为梯形波,且在每半个周期内,方波电流持续时问为1200电角度,梯形波反电势平顶部分也为1200电角度,两者严格同步。
此时,电机将产生恒定的电磁转矩。
但在实际运行中,电机总存在转矩脉动。
产生转矩脉动的原因和抑制方法有以下几种:(1)电磁因素产生的转矩脉动。
该类型的转矩脉动是由定了电流和转了磁场的相互作用而产生的。
抑制的方法有:电机优化设计法、最佳开通角法、谐波消去法和转矩闭环控制法等。
(2)电流换向引起的转矩脉动。
该类型的转矩脉动是由于电机绕组电感阻碍了电流的瞬时变化引起的,因而在电枢电流从某一相切换到另一相时就会引起转矩脉动。
抑制方法有:电流反馈法、重叠换向法和PWM斩波法等。
(3)齿槽引起的转矩脉动。
该类型的转矩是由永磁体磁场和定了铁心的齿槽作用在圆周方向产生的转矩,又可称为定位转矩或磁阻转矩。
抑制齿槽转矩的方法有:磁性槽楔法和闭口槽法,辅助槽法、辅助齿法和分数槽法,斜槽法和斜极法。
1.3.3弱磁扩速由于永磁体的励磁恒定不变,电机在基速以下采用PAM调制实现调压调速,此时电机的反电势同转速、气隙磁通成正比。
基速及基速以上运行时,端电压已调至最大,随着转速的升高,电机反电势增大,电枢电流减小。
当反电势等于端电压时,电枢电流为零,无法产生电磁转矩,电机将停转。
为了在基速以上端电压不变的条件下保持一定的电枢电流以产生电磁转矩,要实行弱磁控制。
而对方波无刷直流电机而言,传统的弱磁控制不能直接使用,需要新的控制策略。
有的专家提出可通过提前开通功率器件,使得绕组的变压器反电势抵消一部分的旋转反电势,从而满足电压平衡关系,实现等效的弱磁控制。
目前恒功率弱磁调速范围为基速的28倍左右。
1.4结论轮毅电机驱动系统是一种全新的驱动形式,具有的明显优势,已成为电动交通工具发展的一个重要方向。
目前,轮毅电机已在电动白行车的应用上取得巨大成功。
可以预见,随着研究的不断深入,电机性能的不断提高,以及电池技术、动力控制系统和整车能源管理系统等相关技术的突破,轮毅电机也将在电动汽车上取得更大的成功。
第二章无刷电机介绍2.1无刷电机简介无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC。
无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注。
本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。
无刷电机在我国的发展时间虽短,但是随着技术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。
已在航模、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用,并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。
如深圳伟业电机、长沙科达等一批专业厂商,在技术上不断推进行业发展。
近几年来,无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。
由于产量和价格的原因,过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中,现在由于机械加工技术的快速发展,无刷电机的生产成本下降许多,目前它正进入模型领域的各个层面,从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机,无处不在。
2.2无刷电机结构解析结构上,无刷电机和有刷电机有相似之处,也有转子和定子,只不过和有刷电机的结构相反;有刷电机的转子是线圈绕组,和动力输出轴相连,定子是永磁磁钢;无刷电机的转子是永磁磁钢,连同外壳一起和输出轴相连,定子是绕组线圈,去掉了有刷电机用来交替变换电磁场的换向电刷,故称之为无刷电机(Brushless motor),那现在就有问题了,没有了电磁场的变换,如何让无刷电机转动呢?2.3无刷电机简明运行原理简单而言,依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场,这个磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机就转起来了,电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,更与无刷电机的控制性能有很大关系,因为输入的是直流电,电流需要电子调速器将其变成3相交流电,还需要从遥控器接收机那里接收控制信号,控制电机的转速,以满足模型使用需要。
总的来说,无刷电机的结构是比较简单的,真正决定其使用性能的还是无刷电子调速器,好的电子调速器需要有单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等过程的总体控制,所以价格要比有刷电机高出很多。
2.4有刷电机的缺点2.4.2.4.11摩擦大,损耗大老模友们在以前玩有刷电机的时候都碰到这个问题,那就是使用电机一段时间以后,需要打开电机来清理电机的碳刷,费时费力,维护强度不亚于来一次家庭大扫除。
2.4.2发热大,寿命短由于有刷电机的结构原因,电刷和换向器的接触电阻很大,造成电机整体电阻较大,容易发热,而永磁体是热敏元件,如果温度太高的话,磁钢是会退磁的,使电机性能下降,影响有刷电机的寿命。
2.4.33效率低,输出功率小2.4.上面说到的有刷电机发热问题,很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了,所以电能有很大程度转化为了热能,所以有刷电机的输出功率不大,效率也不高。
2.5无刷电机的优点2.5.1无电刷、低干扰无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。