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汽車電動機內部工作原理說明

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點擊次數:  更新時間:2017-01-11 09:41:09  【打印此頁】  【關閉

        電動機是利用通電線圈產生旋轉磁場并作用于轉子形成磁電動力旋轉扭矩,按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是異步電機。其主要由定子與轉子組成,通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線方向有關,工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。


        在市場環境下,海外電動汽車電機電控行業的發展勢頭較為明朗,主要有兩條路線:一是以豐田為代表的整車企業使用自己研發的配套零部件的in-house 路線;二是整車廠商與有實力的電控廠商合作,形成穩定的供應鏈條。國外新能源汽車各方面起步較早,專業的零部件企業在技術方面優勢明顯,市場集中度較高,知名的零部件企業如博世、大陸集團、麥格納、現代摩比斯和采埃孚等,壟斷絕大部分市場份額。


        幾種常見的電動機啟動方式包括:全壓直接啟動、自耦減壓起動、y-δ 起動、軟起動器、變頻器。


        全壓直接起動:在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接起動的情況下,可以考慮采用全壓直接起動。優點是操縱控制方便,維護簡單,而且比較經濟。主要用于小功率電動機的起動,從節約電能的角度考慮,大于11kw 的電動機不宜用此方法。


        自耦減壓起動:利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應不同負載起動的需要,又能得到更大的起動轉矩,是一種經常被用來起動較大容量電動機的減壓起動方式。它的最大優點是起動轉矩較大,當其繞組抽頭在80%處時,起動轉矩可達直接起動時的64%。并且可以通過抽頭調節起動轉矩。至今仍被廣泛應用。


        y-δ 起動:對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機來說,如果在起動時將定子繞組接成星形,待起動完畢后再接成三角形,就可以降低起動電流,減輕它對電網的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動,或簡稱為星三角起動(y-δ 起動)。


        采用星三角起動時,起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的1/3。如果直接起動時的起動電流以6~7ie 計,則在星三角起動時,起動電流才2~2.3 倍。這就是說采用星三角起動時,起動轉矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。并且同任何別的減壓起動器相比較,其結構最簡單,價格也最便宜。除此之外,星三角起動方式還有一個優點,即當負載較輕時,可以讓電動機在星形接法下運行。此時,額定轉矩與負載可以匹配,這樣能使電動機的效率有所提高,并因之節約了電力消耗。


        軟起動器:這是利用了可控硅的移相調壓原理來實現電動機的調壓起動,主要用于電動機的起動控制,起動效果好但成本較高。因使用了可控硅元件,可控硅工作時諧波干擾較大,對電網有一定的影響。另外電網的波動也會影響可控硅元件的導通,特別是同一電網中有多臺可控硅設備時。因此可控硅元件的故障率較高,因為涉及到電力電子技術,因此對維護技術人員的要求也較高。


        變頻器:變頻器是現代電動機控制領域技術含量最高,控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置,它通過改變電網的頻率來調節電動機的轉速和轉矩。因為涉及到電力電子技術,微機技術,因此成本高,對維護技術人員的要求也高,因此主要用在需要調速并且對速度控制要求高的領域。


關于調速方法

        電動機的調速方法很多,能適應不同生產機械速度變化的要求。一般電動機調速時其輸出功率會隨轉速而變化。從能量消耗的角度看,調速大致可分兩種:


        ①保持輸入功率不變。通過改變調速裝置的能量消耗,調節輸出功率以調節電動機的轉速。


        ②控制電動機輸入功率以調節電動機的轉速。


        自去年以來,電機電控行業已經進入存量競爭的階段,隨著兼并重組的不斷進行,行業集中程度將會提高。新能源汽車電機作為新興行業,技術和經驗上的積累尤為重要,行業新進入者如果從研發開始做起,到配套供應整車使用,至少要經過三年時間。



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