电动汽车电机控制与驱动技术课件：续流增磁电机类型及其控制技术.pptxVIP

续流增磁电机类型及其控制技术;第一节混合励磁电机的分类及磁路特性;与永磁电机比较，混合励磁电机具有调节气隙磁场的能力；与电励磁同步电机相比，具有较小的电枢反应电抗。混合励磁电机不仅能继承永磁电机的诸多特点，而且具有电励磁电机气隙磁场平滑可调的优点，用作发电机，可获得较宽的调压范围，在飞机、车辆中可作为独立的发电系统。用作电动机，适合于作节能驱动使用，而其中的宽调速特性可以在电动汽车等高要求场合应用。;（1）混合励磁电机

如图6-2（a）为串联磁势式，永磁体和励磁绕组都安装在转子上，由于转子上安装了励磁绕组，电机难以实现无刷励磁。;（2）转子磁极分割型混合励磁同步电机

如图6-2（b）所示，转子表面存在两种磁极，一种是永磁磁极，一种是铁心磁极N极、S极和铁心磁极交错排列，定子铁心被定子环形直流励磁绕组分为两段，从结构上来看，其励磁绕组安装在定子上，永磁体安装在转子上。

（3）交叉凸极型

如图6-2（c），该结构中轴向充磁的永磁体在转子上，嵌放在N极和S极导磁体的中间，励磁绕组安装在电机的端部，通过导磁体形成轴向磁路，从而调节主气隙磁通。

（4）新型混合励磁双凸极电机

如图6-2（d）为一种新型混合励磁双凸极电机，永磁体安装在定子上，在电机端部放置电励磁绕组，引入轴向电励磁磁场，实现电机的励磁无刷化。

（5）混合励磁双凸极电机

如图6-2（e）永磁体安装在定子上，在电机定子上同时嵌入绕励磁绕组，电机转子上无绕组和永磁体，结构简单可靠。;2）混合励磁电机磁路模型

混合励磁电机内同时存在两个磁势源，即永磁磁势和电励磁磁势，因此两个磁势的相互作用关系直接决定了混合励磁电机的永磁体用量和电励磁绕组的匝数，进而影响励磁调节效率和气隙磁。依据磁路原理，混合励磁电机的永磁磁势和电励磁磁势关系可以归类为串联磁势、并联磁势、串并联磁势和并列磁势。

如图6-3所示，分别给出了以上3类混合励磁电机的等效磁路原理图，串联磁势的永磁磁势和电励磁磁势串联作用于气隙磁场，图6-2（a）所示混合励磁电机即属于串联磁势型，其磁路原理如图6-3（a）所示。电励磁磁通必须要穿过永磁体，由于永磁体磁导很低，因此直接导致励磁效率降低。;第二节续流增磁混合励磁电机结构和工作原理;1）续流增磁控制原理

该续流加增磁直流电机驱动控制系统弱磁调速原理图如图6-6所示。电机控制器的主要功能是接收驾驶员发出的加速踏板/制动踏板信号和功率电路中电机电枢电流传感器的反馈信号,实现电动大客车调速时的驱动转矩和再生转矩的闭环控制。

;2）续流增磁直流电动机稳态特性

当电机工作在低转速区时，电机电枢的反电动势小，此时PWM的占空比很小，电枢电流即可达到加速踏板信号的设定值。电流通过续流增磁绕组的时间长，增磁效果显著，电机具有很大转矩，对比传统电机，电动汽车加速性能得到提高。随着电机转速的增高，电机电枢反电动势逐渐增大，PWM占空比逐步增大才能满足加速踏板信号所设定的电枢电流。;（2）电动机续流回路中有无增磁绕组性能比较

当续流回路中接有增磁绕组时，该新型电动机随着转速的变化具有自动弱磁调速的特性。当续流回路没有接通增磁绕组时，该电动机与传统的他励直流电动机等效。图6-8显示了两种情况下不同电枢电流时电动机转矩与转速关系对比结果;3）续流增磁电动机与传统串励直流电动机的比较

由弱磁调速系统工作原理可知，续流增磁电动机的弱磁过程是随着车速的改变由PWM信号占空比自动控制完成的，无须另加斩波器或者接触器等器件来控制励磁电流，整个系统具有简洁，可靠等优点。并且，永磁磁场部分在调速过程中保持恒定，与传统型串励电动机相比，该系统在高速区具有更高的输出转矩来确保电动车驱动转矩与负载转矩平衡，且系统运行效率更高，解决了传统串励电动机必须牺牲转矩来满足电动机转速升高而不能满足电动汽车高速大转矩的缺陷。;第三节续流增磁混合励磁电机的应用;结束