| 一、引言
燃油汽车的迅猛发展已导致能源危机、环境污染等严重后果。发展“低能耗”、“零排放”的电动汽车切合当今环境保护的主题。电动汽车这一绿色交通工具必将取得前所未有的发展。在电动汽车的研究和开发中 ,有很多问题需要解决 ,驱动系统即是其中之一 ,而驱动电动机又是驱动系统的核心。在电动汽车驱动中 ,起动、爬坡、加速 ,电机必须有大的力矩 ,为了达到较高车速 ,电机需要有高的运行速度。为此 ,研制了一种新型的可调磁永磁无刷直流电机 ,其优点是 :调速性能好 ,其性能可以达到直流电机一样 ,但没有直流电机的碳刷及集电环易损坏的缺点 ;效率高 ;体积小 ;重量轻 ;出力大。在电动汽车的使用中具有广阔的前景。
二、样机主要技术指标
额定功率ＰＮ =3 5ｋＷ ,额定电压ＵＮ =2 40Ｖ ,极数Ｐ =6,额定转速Ｎｎ=3 0 0 0ｒ/ｍｉｎ ,额定相电流ＩＮφ=1 63 .4Ａ ,绝缘等级Ｂ级。
三、样机的定子、转子结构特点
机座铸件与Ｙ1 80Ｌ - 6通用 ,定子铁芯分左右两部分 ,两铁芯中间位安放与定子线圈垂直的环形励磁线圈。与之相对应 ,转子磁极也分为两部分 ,每部分装设相同极性的永磁 (ＮｄＦｅＢ)磁极 ,并与铁磁极相间安装 ,两部分磁极共用一个转子磁轭 。铁磁极为励磁磁通提供低磁阻磁路 ,增磁或弱磁取决于励磁线圈中的电流方向。
四、生产工艺
样机定子及转子的结构与普通电机差别较大。工艺过程较为复杂 ,技术要求较高。由于定子两铁芯之间安放有励磁线圈 ,机座留有安放励磁线圈的台阶 ,一段铁芯先由机座非出线盒端压入至台阶处止。励磁线圈是由薄钢板焊接而成的环形槽骨架进行绕制、成型及浸漆 ,由机座出线盒端压入。另一段铁芯由机座出线盒端通过三根槽定位棒与已压入的铁芯槽对齐压入至机座中间位台阶处。由于机座中间的台阶存在 ,保证铁芯压入时不致压坏励磁线圈 ,且励磁线圈与机座没有相对运动。铁芯、励磁线圈压入后 ,才进行定子线圈嵌线。最后 ,定子整体浸漆。转子主要由轴、磁轭、弧形磁钢 (钕铁硼ＮｄＦｅＢ)、弧形铁片组成。磁轭为整块Ａ3圆钢车削而成 ,与轴通过键连接 ,弧形磁钢与弧形铁片通过线切割加工而成。由于转子有强磁钢 ,转子装配时需有一个没有铁屑的干净定子线圈中流过的电流与转子磁场相互作用并产生转矩使转子转动。在转动过程中 ,对定子槽中的导体来说 ,转子磁极不断地变换位置 ,因而 ,磁场的强弱及极性均在不断地发生变化。为了保持转矩方向不变 ,并尽可能地减少转矩波动 ,相电流必须根据转子磁极的位置及时地换向。逆变器运行的逻辑顺序及开关节奏必须与转子磁极的位置的变化相谐调。为此设置了转子磁极位置检测器。磁场调节是靠励磁线圈中流过励磁电流产生励磁磁通 ,磁路主要是经由机座、定子铁芯、空气隙通过转子铁磁极形成通路。因而气隙磁通就可通过励磁电流的大小与方向来调节。通过适当增磁可以满足电动汽车对于驱动装置的低速大转矩的要求 ,通过弱磁可实现恒功率高速以满足电动汽车高速时对驱动装置的要求。
六、结束语
样机进行了主要参数的试验检测 ,证明是成功的 ,经过理论与实际的分析 ,将在电动车上进行实际试验。样机的研制成功将为电动汽车及一般工业电气传动开发一类新型的更高性能的驱动装置 ,具有十分重要的社会与经济意义。 |
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