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leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理

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  leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理想要从事新能源汽车相关的工作,深入了解新能源汽车(电动汽车),势必绕不开新能源三大件——驱动电机,电驱和电池。

  从技术角度来说,这三个零件是区别于传统燃油车的核心技术,也是影响车辆产品性能表现的直接因素。

  在本次系列推文中,我们将对三大件之一的驱动电机做一个系统梳理,覆盖电机的定义、工作原理,到电机基础结构、组成散件、保护原理、基本性能等范畴。

  希望通过我们的系统梳理,能帮助从事新能源汽车行业的读者了解这一最能代表新能源汽车和燃油车差异的零件。

  电机,英文:Electric machinery,俗称“马达”,是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

  电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。

  电机的原理很简单,简单的说就是利用电能在线圈上产生旋转磁场,并推动转子转动的装置。学过电磁感应定律的都知道,通电的线圈在磁场中会受力转动,电机的基本原理就是如此,这是初中物理的知识。

leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理(图1)

  第二定律即为通电于若干个电解池串联的线路中,当所取的基本粒子的荷电数相同时,在各个电极上发生反应的物质,其物质的量相同,析出物质的质量与其摩尔质量成正比。

  楞次定律表示的是,感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。

leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理(图2)

  此时,假设线圈表面的平行方向(中间图中的黄线)和相对于磁通密度方向的垂直线(黑色虚线)形成角度为θ(=ωt),则穿透线圈的磁通量Φ由下式表示:

leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理(图3)

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  这样,电机就具备了发电作用。我在这里说明的是电机具有旋转动作和发电作用,并不意味着要将电机用于发电。如果要发电,通常使用专为发电进行了优化的发电机。

  构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。

  半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。

  定子绕组的构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

  定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。

  构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

  构造:分为鼠笼式转子和绕线)鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

  2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。

  特点:结构较复杂,故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能,故在要求一定范围内进行平滑调速的设备,如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。

leyu乐鱼手机版官网新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理(图5)

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  除了定子和转子绕组两个最为关键的核心部件外,电机还由其他若干重要的零件组成,包括风扇、接线盒、基座、轴承和端盖等散件。

  机座:机座是用来固定定子铁心及电机端盖,并起防护、散热等作用。机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。

  电机保护原理包括多个维度,一般来说,覆盖过载保护、欠载保护、堵转/阻塞保护、短相保护、接地/漏电保护、外部故障保护、启动超时保护、相序保护、欠压/过压保护、欠功率保护和过热保护等。

  当电动机在过负载故障下,长时间超过其额定电流运行时,会导致电动机过热,绝缘降低而烧毁,保护器根据电动机的发热特性,计算电动机的热容量,模拟电动机发热特性对电动机进行保护,过载保护不同脱扣级别对应的特征。

  当电动机所带负载为泵式负载时,电动机空载或欠载运转会产生危害,保护器提供欠载保护,当三相的平均电流与额定电流的百分比低于设定值时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警。

  电动机在起动时或运行过程中,如果由于负荷过大或自身机械原因,造成电时机轴被卡住,而未及时解除故障leyu手机版登录入口,将造成电机过热,绝缘降低而烧毁电机,堵转保护适用于电动机起动发生此类故障进行保护,阻塞保护适用于电动机运行过程中发生此类故障时进行保护,当电流达到动作设定电流时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警。

  断相(不平衡)故障运行时电动机的危害很大,当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时,如不平衡率达到保护设定值时,保护器按照设定的要求保护,发出停车或报警指令,使电动机的运行更加安全。

  保护器同时具备接地保护和漏电保护功能。接地保护电流信号取于内部电流互感器的矢量和,用于保护相线对电动机金属外壳的短路保护,保护器可通过增加漏电互感器,检测出30mA~50mA的故障电流,主要用于非直接接地的 保护,以保证人身安全。

  当保护器检测到有外部故障出现,外部故障开关量输入与保护器定义的开关量输入状态不一致时,保护器按照设定的要求保护,确保电动机设备安全。

  在电动机起动过程中,保护器只具有断相(不平衡),接地/漏电等保护功能,其余保护功能不起作用,在起动结束后,所有保护功能(按用户设定)均自动投入,当电动机起动时间超过用户设定的起动时间,电流还大于额定电流1.1倍时,保护器按照设定的要求保护,在动作(延时)设定时间内发出停车命令,停止电机运行。

  具有相序保护功能的保护器,当其电源侧的电压相位顺序与设定的顺序一致时,保护器应不动作。当保护器检测到电动d的相序接错时,电动机应不能起动。

  电压过低会引起电动机转速降低,甚至停止运行,当电动机运行电压下降至设定的欠电压保护范围时,保护器按设定的要求进行保护,在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警,以避免重要的生产工艺造成混乱,严重影响生产。

  电压过高会引起电动机绝缘程度损伤,当电动机运行电压超过设定的保护电压时保护器按设定的要求进行保护,在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警,以保证电动机设备安全。

  电动机由于传动装置损坏,失去机械输出能力,欠载运行时,电动机功率因数较低,但电动机电流很大,大量消耗系统的无功,当负载功率与额定功率的百分比低于设定动作值时,保护器在动作(延时)设定时间内动作或在报警时间内报警。

  在专题一中,我们介绍了新能源车辆驱动电机的定义、旋转原理、发电原理、内部结构、相关散件部件和诸多的保护原理。

  热电转换材料具有3个基本效应, 即Peltier效应、Seebeck效应和Thomson效应, 这3个效应奠定了热力学中热电理论的基础, 也为热电转换材料的实际应用展示了广阔的前景. 温差电是利用材料的Seebeck效应, 通过载流子(电子和空穴)进行能量的输运. 该效应于1821年由德国人Seebeck发现: 在两种不同金属(锑与铜)构成的回路中, 如果两个接头处存在温度差, 其周围就会出现磁场. 通过进一步的实验, Seebeck发现回路中存在电动势. Seebeck效应是制作测温热电偶、温差发电和温差电传感器的基础. 温差发电的原理如图1所示: 将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态, 另一端开路并给以

  当1997年第一代普锐斯正式投产的时候,恐怕连丰田汽车自己也没有想到,由它率先实现量产化的混合动力技术在十余年后的今天会发展成为一个庞大的新能源车市场。而以混合动力技术为基础所衍生而来的插电式混合动力技术已然成为了衔接纯电驱动电动汽车和传统内燃机汽车的重要一环。     一直以来,业界有观点认为,插电式混合动力技术作为传统内燃机汽车和纯电驱动汽车之间的衔接起到的是一个过渡品的作用,通过插电式混合动力车型的过渡来改变百余年来人类汽车社会所形成的固有的运作模式。既然是过渡产品,插电式混合动力车型必然在纯电动车型到来时自然消亡,而这个时间并不会存在太长。 对于这个观点,笔者持保留意见。在笔者看来,纯电驱动的电动汽车,无论是

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  是什么? /

  1月 15 日至 17 日leyu手机版登录入口, 日本电产 (Nidec)参加了于东京会展中心举办的日本国际新能源汽车技术展。 此次展会中,日本电产新研发的 电动汽车 专用、集 马达 、减速机、 逆变器 于一体的驱动马达系统“E-Axle”系列之 200kW 与 50kW 两款产品吸引众人瞩目。其中,200kW 的驱动马达系统是专为广汽新能源汽车的“Aion S”及“Aion LX”配套的产品。与畅销海内外的 150kW 驱动马达系统(正在批量生产)相比leyu手机版登录入口,该产品不仅保持了原有的高能效、结构紧凑、重量轻等特点,马达与减速机尺寸也得到了改进,功率提升了 30%,重量 95 公斤,仅比 150kW 款增加了 9%。该产品的定位是面向中国与欧洲市场中的高

  马达系统(E-Axle)系列之200kW与50kW两款产品问世 /

  同步发电机的工作原理 同步发电机的工作原理是将机械能转换为电能,其基本原理是利用电磁感应法将旋转的磁场转化为电能。其工作过程如下: 通过直流励磁给转子提供磁场,使得转子和定子的磁场同步。 当转子旋转时,转子内的磁场也会随之旋转,同时在定子线圈中产生感应电动势。 定子线圈中的感应电动势会引起电流流动,形成电磁场。 电磁场的作用下,电能从同步发电机中输出到电网中。同步发电机的转速与电网的频率保持同步,因此转速是恒定的。在运行过程中,通过调节直流励磁电流,可以调节同步发电机的输出电压和功率因数,以满足电力系统的需求。同时,同步发电机还具有自动调节电压和频率的功能,可以通过自动调压器、自动调频器等装置,实现

  新能源汽车“大三电”驱动系统包含驱动电机、电机和减速器。驱动电机的主要功能是为新能源汽车提供动力,将动力电池的电能转化为机械能,主要构成包括定子、转子、壳体、结构件;电机的主要功能是将来自动力电池的直流电转换成交流电,根据整车控制指令来控制驱动电机的运转,主要构成包括功率半导体、控制软件和传感器;减速器也被称为传动系统,主要功能用来降低输出转速,提高输出扭矩。 新能源汽车“小三电”电源系统包含车载充电机(OBC)、DC-DC 转换器和高压配电单元(PDU)。车载充电机的主要功能是为新能源汽车动力电池进行充电,主要构成包括 PFC 电路、隔离 DC/DC 和低压辅助电源;车载 DC-DC 转换器的主要功能是将新能源汽

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