用于電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)用的交流異步電機主要由定子和轉子及相關(guān)部件組成，交流異步電機是應用得最廣泛的電動(dòng)機，與其他電動(dòng)汽車(chē)電機相比，有其獨特的特點(diǎn)。

一電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機的構成

圖示：電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機結構圖

01定子

　　定子由外殼、定子鐵心和定子繞組構成。

　　定子鐵心：一般由厚度0.35～0.5mm的硅鋼片疊壓而成。硅鋼片的內圓沖有均勻分布的槽，可以安放定子繞組。

　　定子繞組：由3個(gè)在空間互隔120°、對稱(chēng)排列、結構完全相同的繞組連接而成。

02轉子

　　轉子由轉子繞組和轉子鐵心組成。轉子鐵心用硅鋼片疊壓而成，嵌套在轉軸上，作用和定子鐵心相同，即鐵心本身用作導磁，外圓上均布的槽用于安放轉子繞組。

二電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機的基本原理

　　當金屬導線(xiàn)有電流通過(guò)時(shí)，在導線(xiàn)周?chē)目臻g將產(chǎn)生圓形磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向可以根據“右手螺旋定則”來(lái)確定：用右手握住導線(xiàn)，讓大拇指指向電流的方向，那么其余四指彎曲的方向就是磁感線(xiàn)的環(huán)繞方向。

　　交流異步電機的三相定子繞組在空間上互差120°，連接成星形(Y)或三角形(△)，如圖所示的U、V、W三相繞組。

圖示：定子繞組布置

　　當在三相繞組中，通入iu、iv、iw,三相交流電流，如圖所示，由右手螺旋定則可知，三相繞組周?chē)鶗?huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)會(huì )隨著(zhù)電流的變化而變化，當將三相繞組周?chē)拇艌?chǎng)合成后，會(huì )形成一個(gè)旋轉的磁場(chǎng)：

圖示：輸入定子繞組的三相交流電波形

　　當轉子繞組處于旋轉的磁場(chǎng)中，轉子繞組會(huì )因為切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢。感應電動(dòng)勢的方向可以用右手定則判斷，由于轉子繞組是閉合的，則會(huì )有感應電流產(chǎn)生。由于感應電流的產(chǎn)生，此時(shí)轉子繞組在磁場(chǎng)中會(huì )受到電磁力的作用，力的方向可由左手定則判斷。由于轉子繞組閉合回路兩邊受到兩個(gè)相反方向的電磁力的作用，則會(huì )產(chǎn)生電磁轉矩，使得轉子繞組轉動(dòng)，轉動(dòng)方向和旋轉磁場(chǎng)的方向一致。

三電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機的特點(diǎn)

　　與有刷直流電機相比，交流異步電機具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　?、?效率較高：交流異步電機的效率高于直流電機，這一特點(diǎn)對于車(chē)載能量有限的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)格外重要。

　?、?結構簡(jiǎn)單、體積較小、質(zhì)量輕：相比于直流電機，交流異步電機轉子的結構簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕。

　?、?工作可靠、使用壽命長(cháng)：交流異步電機無(wú)電刷和換向器，不存在換向火花問(wèn)題，因而工作可靠性較高，使用壽命也較長(cháng)。

　?、?免維護：不存在換向火花問(wèn)題，無(wú)電刷磨損問(wèn)題，因而在使用中無(wú)須維護。

　　交流異步電機的缺點(diǎn)如下：

　?、?調速性能相對較差：由于轉子的轉速與定子旋轉磁場(chǎng)的旋轉速度存在轉差率，因而調速性能較差。

　?、?配用的控制器成本較高：交流異步電機的控制相對較為復雜，配用的控制器成本較高。

四電動(dòng)汽車(chē)交流異步電機的控制

　　交流異步電機的控制大體分為兩種：矢量控制(FOC)和直接轉矩控制(DTC)。

01矢量控制

　　矢量控制的思想是模擬直流電機，求出交流電機電磁轉矩與之對應的磁場(chǎng)和電樞電流，并分別加以控制。其特點(diǎn)如下：

　?、?可以從零轉速開(kāi)始進(jìn)行控制，調速范圍很寬。

　?、?轉速控制響應速度快，且調速精度較高。

　?、?可以對轉矩實(shí)行較為精確的控制，電機的加速特性也很好。

　?、?系統受電機參數變化的影響較大，且計算復雜，控制相對繁瑣。

　　目前矢量控制理論比較完善，并日趨成熟，可基本滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性要求。

02直接轉矩控制

　　在定子坐標下，通過(guò)檢測電機定子電壓和電流計算電機的磁鏈和轉矩，并根據與給定值比較所得差值，實(shí)現磁鏈和轉矩的直接控制。不受轉子參數隨轉速變化而變化的影響，簡(jiǎn)化了控制結構，動(dòng)態(tài)響應快，因此受到了廣泛的關(guān)注。其特點(diǎn)如下：

　?、?調速精度較高，響應速度快。

　?、?計算簡(jiǎn)單，而且控制思想新穎，控制結構簡(jiǎn)單，控制手段直接。

　?、?信號處理的物理概念明確，動(dòng)靜態(tài)性能均佳。

　?、?調速范圍較窄，低速特性有脈動(dòng)現象。

　　在技術(shù)實(shí)現上，直接轉矩控制往往很難體現出優(yōu)越性，調速范圍不及矢量控制寬，其根源主要在于其低速時(shí)，轉矩脈動(dòng)的存在以及負載能力的下降，這些問(wèn)題制約了直接轉矩控制進(jìn)入實(shí)用化的進(jìn)程。

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