一、電動汽車開關磁阻電機原理
與其他類型的電機相比,開關磁阻電機的結構和工作原理都有很大的不同。電動汽車開關磁阻電機的定子和轉子均為雙凸極結構,依據磁路磁阻最小原理產生電磁轉矩,使轉子轉動。
開關磁阻電機的定子雙凸極上繞有集中繞組,轉子凸極上沒有繞組。其電磁轉矩產生如圖所示。
圖示:四相8/6極開關磁阻電機原理圖
圖中僅畫出其中一相繞組(A相)的連接情況。當定子、轉子凸極正對時,磁阻最??;當定子、轉子凸極完全錯開時,磁阻最大。當B相繞組施加電流時,由于磁通總是選擇磁阻最小的路徑閉合,為減少磁路的磁阻,轉子將順時針旋轉,直到轉子凸極2與定子凸極B的軸線重合。
當各電子開關依次控制A、B、C、D四個定子繞組通電時,轉子就會不斷受電磁力的作用而持續轉動。如果定子繞組按D-A-B-C的順序通電,則轉子就會逆著勵磁順序以逆時針方向連續旋轉。反之,若按B-A-D-C的順序通電,則電動汽車電機轉子就會沿順時針方向轉動。
根據定子、轉子凸極對數的配比,開關磁阻電機可以設計成不同的結構,如圖所示。
圖示:開關磁阻電機的不同凸極配比
二、電動汽車開關磁阻電機特點
新能源汽車開關磁阻電機作為一種新型調速電機,在電動汽車領域應用的主要優勢如下:
①通過適當的控制策略和系統設計,開關磁阻電機能滿足電動汽車四象限運行要求,具有較強的再生制動能力,并在高速運行區域內能保持較強的制動能力;
②開關磁阻電機驅動系統有良好的散熱性能,功率密度大,減少了電機的體積和重量,節省了電動汽車的有效空間;
③開關磁阻電機能在很寬的功率和轉速范圍內保持高效率,能有效提高電動汽車一次充電的續駛里程;
④開關磁阻電機可以達到良好控制特性,而且容易智能化,從而能通過編程和替換電路元器件,滿足不同類型電動汽車的運行要求;
⑤開關磁阻電機結構簡單,成本低,制造工藝簡單;
⑥開關磁阻電機可控參數多,調速性能好,適于頻繁起動、停止以及正反轉運行。
開關磁阻電機的不足主要有:
①雖然結構簡單,但其設計和控制較復雜,開關磁阻電機設計和控制要求非常精細,電機的主電路較復雜。當電機的凸極數較多時,主接線數就多,電機的主電路較復雜;
②電磁轉矩的脈動較大,在特定頻率下會產生諧振,這些都使得開關磁阻電機噪聲和振動較大。
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