在早期開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)上都采用直流電機，即使到現在，還有一些電動(dòng)汽車(chē)上仍使用直流電動(dòng)機來(lái)驅動(dòng)。但由于存在電刷和機械換向器，不但限制了電機過(guò)載能力與速度的進(jìn)一步提高，而且如果長(cháng)時(shí)間運行，勢必要經(jīng)常維護和更換電刷和換向器。另外，由于損耗存在于轉子上，使得散熱困難，限制了電機轉矩質(zhì)量比的進(jìn)一步提高。鑒于直流電動(dòng)機存在以上缺陷，在新研制的電動(dòng)汽車(chē)上已基本不采用直流電動(dòng)機。

一電動(dòng)汽車(chē)直流電機結構

　　電動(dòng)汽車(chē)直流電機主要由定子、轉子及換向器組成，其結構如圖所示。

圖示：電動(dòng)汽車(chē)直流電機機構

01定子

　　直流電機的定子也稱(chēng)為主磁極，其主要構成是磁極鐵心和磁極繞組。

　?、? 主磁極：主磁極的作用是在定子和轉子之間的氣隙中建立磁場(chǎng)，使得通電電樞產(chǎn)生電磁轉矩。主磁極鐵心通常由厚度為0.5～1mm的低碳鋼片疊裝而成，在磁極鐵心上繞有勵磁繞組。主磁極總是成對出現，通電后形成的N極和S極互相間隔排列。

　?、? 電刷組件：電刷的作用是將直流電引向轉動(dòng)的電樞繞組，并與換向器配合，使得電樞繞組的電流及時(shí)換向，以產(chǎn)生方向不變的電磁轉矩。電刷組件由電刷、刷架、電刷彈簧等組成，電刷架固定在端蓋上。

02轉子

　　直流電機的轉子也稱(chēng)為電樞，由電樞鐵心和電樞繞組構成，轉子總成還包括換向器。

　?、?電樞鐵心：電樞鐵心由厚度為0.35~0.5mm的硅鋼片疊裝而成，鐵心本身構成電機主磁路的一部分，鐵心上面的槽用來(lái)嵌裝電樞繞組。

　?、? 電樞繞組：電樞繞組在磁場(chǎng)中通電后產(chǎn)生電磁轉矩，電磁轉矩帶動(dòng)電樞繞組運動(dòng)。電樞有多匝繞組，按一定的繞制方式嵌裝在電樞鐵心的槽中。每匝電樞繞組都與換向片連接形成閉合回路。

03換向器

　　換向器的作用是使電樞繞組中的電流及時(shí)換向，將從電刷輸入的直流電轉換為電樞繞組的交流電。換向器是由許多銅片組成的，各銅片用云母片絕緣。

二電動(dòng)汽車(chē)直流電機特點(diǎn)

　　與交流電機、無(wú)刷直流電機以及開(kāi)關(guān)磁阻電機等其他新能源汽車(chē)電機相比，直流電機的優(yōu)點(diǎn)如下：

　?、?調速性能良好：直流電機具有良好的電磁轉矩控制特性，可實(shí)現均勻平滑的無(wú)級調速，具有較寬的調速范圍。

　?、?起動(dòng)性能好：直流電機具有較大的起動(dòng)轉矩。

　?、?具有較寬的恒功率范圍：直流電機恒功率輸出范圍較寬，可確保電動(dòng)汽車(chē)具有較好的低速起動(dòng)性能和高速行駛能力。

　?、?控制較為簡(jiǎn)單：直流電機可采用斬波器實(shí)現調速控制，具有控制靈活且高效、質(zhì)量輕、體積小、響應快等特點(diǎn)。

　?、?價(jià)格便宜：直流電機的制造技術(shù)和控制技術(shù)都比較成熟，其控制裝置簡(jiǎn)單、價(jià)格較低，因而整個(gè)直流驅動(dòng)系統的價(jià)格較便宜。

　　直流電機的主要缺點(diǎn)：

　?、?效率低：比交流電機的效率低。

　?、?維護工作量大：有刷直流電機工作時(shí)電刷和換向器之間會(huì )產(chǎn)生換向火花，換向器容易燒蝕。

　?、?轉速低：轉速越高，電刷和換向器產(chǎn)生的火花越大，這限制了直流電機轉速的提高。

　?、?質(zhì)量和體積大：直流電機功率密度低，質(zhì)量大，體積也大。

三電動(dòng)汽車(chē)直流電機控制系統

　　一般而言，直流電機的轉速控制可以通過(guò)兩種方法實(shí)現，即電樞控制和勵磁控制。電樞調速方式屬于恒轉矩調速，勵磁調速方式屬于恒功率調速。當直流電機電樞電壓減小時(shí)，電樞電流和電機轉矩就會(huì )降低，由此引起電機轉速降低。反之，當電樞電壓增加時(shí)，電機轉矩就會(huì )增加，由此會(huì )引起電機轉速增加。由于電樞的最大允許電流不變，且磁場(chǎng)是固定的，電樞電壓的控制可在任何轉速下保持最大轉矩不變。然而，由于電樞電壓不能超過(guò)其額定值，這種控制方法只適于直流電機的工作轉速低于基速的場(chǎng)合。

　　另外，當電樞電壓值恒定，直流電機的勵磁電壓減弱時(shí)，電機的感應電動(dòng)勢就會(huì )降低。由于電樞電阻很小，電樞電流增大的程度比磁場(chǎng)減弱的程度要大，因此，電機轉矩增加，電機轉速也隨之增大。由于電樞的最大允許電流是常數，所以當電樞電壓保持不變時(shí)，無(wú)論轉速多大，感應電動(dòng)勢都是恒定的。因此，電機所允許的最大功率恒定，允許的最大轉矩隨電機轉速的變化而逆向變化。所以，為使電動(dòng)汽車(chē)的直流電機有較寬的轉速控制范圍，電樞控制必須和勵磁控制相結合。

　　當電機轉速在零與基速之間時(shí)，勵磁電流保持在額定值，采用電樞控制。當電機轉速超過(guò)基速時(shí)，電樞電壓保持在額定值，采用勵磁控制。采用電樞與勵磁控制相結合的控制方式所允許的最大轉矩與最大功率。

　　電動(dòng)汽車(chē)使用直流電機時(shí)的電機控制器一般以斬波方式工作，也稱(chēng)為直流斬波器，主要由功率開(kāi)關(guān)模塊和中央控制器構成。斬波器是直流電源和負載電機之間的一個(gè)周期性通斷的開(kāi)關(guān)控制裝置，它的作用是改變供給電機的電壓。實(shí)際上，它作為一個(gè)電壓調節系統而工作，由于采用斬去輸入電壓而變成在時(shí)間上斷續的脈沖輸出，這類(lèi)調節器因此而得名。

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