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电动观光车电机常见类型及性能特点

发布日期:2020-03-27 14:28:24 作者:admin 点击:7

目前电动观光车行业采用的电机主要有直流他励电机、直流串励电机以及交流电机三种类型。专业的高尔夫球车和电动叉车等一般都采用直流他励电机及他励控制器,具有启动平缓、行驶平稳的特点,驾乘非常舒适。大多数四座以上电动观光都采用直流串励电机和串励控制器,具有启动快、动力强的特点。通常电动代步车以及越来越多的景区电动观光车采用交流电机及交流控制器,起步平缓、扭力大,具有再生制动以及反向充电等功能。

一、     直流有刷电动机

总体来说,直流电动机的主要优点在于控制简单、技术成熟,具有交流电机不可比拟的优良控制特性。不过,由于存在电刷和机械换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,而且如果长时间运行,势必要经常维护和更换电刷和换向器。另外,由于损耗存在于转子上,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机存在以上缺陷,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机。

直流有刷电机的常见问题:

1       碳刷磨损:直流电机的碳刷需要承载较大的电流和不断的机械摩擦,会有明显的消耗,通常使用频率较高或长期高负荷使用的电动观光车在一年左右可能就需要更换碳刷,否则可能会引起两个严重问题:(1)碳刷与转子接触不良,车辆行驶不顺畅;(2)电机内积累过多碳粉,由于电机工作时内部温度过高,引发燃烧,进而烧坏电机。

2       传感器故障:直流电机的传感器包括温度传感器和速度传感器以及励磁传感器,这些也都是比较脆弱的部件,比较容易损坏,一但损坏,电机也就无法正常工作甚至烧毁,必须及时更换。

二、     直流无刷电机

目前,永磁无刷直流电机还比较少应用于电动观光车行业,更多的应用于两轮电动车。不过,永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的zui大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构;此外,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易;再者,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中有着很好的应用前景。

永磁直流无刷电机常见问题:

1       工作环境差传感器失效。直流无刷电机需要在非热源区设置光电或磁性传感器,用于检测电机转动位置,发出控制换向的信号。市场上的绝大多数的无刷电机轮毂无法将传感器与热源隔离。热源来自电机的铜损和铁损,特别是当电机工作在较低效率区时,热量聚集的速度很快,于是铁芯就会发热,从而直接设置在热源区的传感元件会出现性能漂移,导致换向误差,一旦换向错误,则会导致电机效率大下降,温度进一步升高,以致进入恶性循环,直接导致电子换向器烧毁,一般表现为“短路”。

2       感应电动势过高导致控制器烧毁。无刷电机没有超越离合器,当车轮快速转动,在电机输入端会形成感应电动势,轮子转得越快,感应电动势就越高,当超过器件的耐压值时,会导致电子换向系统的“电压击穿”,电机又要短路,轮子骤然卡死。因此,尽管无刷电机很耐用,但是其电子换向器实际上是一个故障率很高的部件。

三、     交流三相感应电动机

交流三相感应电机是目前应用zui广泛的电动机,其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件,结构简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,转速达到1200015000r/min;可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高,对环境的适应性好,井能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量减轻一半左右,价格便宜,维修方便。

电动观光车蓄电池供给的直流电不能直接使用于交流三相感应电动机,需要通过交流控制器转化为交流电,并根据加速器信号进行适当调节。简单的说,也就是应用逆变器中的功率半导体器件,将直流电变为频率和幅值都可以调节的交流电来实现对交流三相电动机的控制,主要有v/f控制法、转差频率控制法。

另外,交流三相感应电动机具有非线性输出特性,用矢量控制法对交流三相感应电动机的励磁绕组交流电的频率和输入交流三相感应电动机的端调控制,控制交流三相感应电动机旋转磁场的磁通量和转矩,实现改变交流三相感应电动机转速和输出转矩,来满足负载变化特性的要求,并能够获得zui高效率,从而使得交流三相感应电动机能够在更大功率的电动汽车上得到广泛应用。

交流三相感应电机常见问题:

1       交流三相感应电动机的耗电量较大,转子容易发热,在高速运转时需要保证对交流三相感应电动机的冷却,否则会损坏电动机。

2       交流三相感应电动机的功率因数较低,使得变频变压装置的输入功率因数也较低,因此需要采用大容量的变频变压装置。交流三相感应电动机的控制系统的造价远远高于交流三相感应电动机本身,增加了电动汽车的成本。

3       另外,交流三相感应电动机的调速性也较差。


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