折彎機行業中使用電動機的選型
作者:匿名 來源:本站原創 發布:2021年5月29日 修改:2021年5月29日 所屬分類:新聞動態 訪問統計:61
從高效率區來講,表現出來的結果是永磁同步電機高效率區更寬,這也和電機的本身原理是有關系。像交流異步電機轉子一定要勵磁,就會損失一部分的能量,永磁電機因為轉子永磁體本身可以產生磁場,使得效率占優。對于開關磁阻電機來說,轉子上沒有永磁體,也不需要感應,完全靠磁阻的變化,所以效率比永磁電機來說更低一些。作為電動汽車驅動電機使用,直流電機和永磁式電機在結構和面對復雜的工作環境適應性太差,很容易發生機械和退磁的故障。開關磁阻電機應用到電動汽車是必然的趨勢。
電機參數的選擇
驅動電機選型主要參考的參數為:最大轉矩,峰值功率,額定功率,最高轉速,基速。在驅動電機選型時,確定峰值功率的決定性因素是百公里加速時間,確定最大轉矩的決定性因素是最大爬坡度。
驅動電機的額定功率選擇
汽車行駛的方程式為:
(1)其中, Ttq/ Nm為電機轉矩,nt為傳動系統效率,i為當前擋位的總傳動比,ua/(km/h)為車速,g為重力加速度,α/°為爬坡角度,質量m/kg、迎風面積 A/m2、空氣阻力系數CD、車輪滾動半徑r/m。
(2)其中umax/(km/h)為持續最高車速。根據式(1)可計算得出額定功率P。
驅動電機的峰值功率選擇
驅動電機的峰值功率應同時滿足電動汽車瞬時最高車速,最大爬坡度和加速性能的要求。
a.純電動汽車以某一速度完成最大爬坡時的功率需求為:
(3)其中,Pmax-i/kW為滿足最大爬坡度要求的峰值功率,αmax/°為最大爬坡角度, ui/(km/h)為爬坡車速。代入數據得到Pmax_i。
b.純電動汽車加速時的功率需求為:
(4)其中,Pmax_a/kW為滿足最短加速時間要求的峰值功率。
對等式兩邊進行處理并對時間積分,得到:
(5)其中,Ft/N為驅動力,ut/(km/h)為加速過程的終速,根據動力性能要求應取值100 km/h,t/s為百公里加速時間。要特別注意的是,驅動電機基速前恒轉矩,基速后恒功率的特性決定了驅動力Ft為一分段函數,即:
(u≤ui) (6)
(u>ui) (6)
其中ue/(km/h)為驅動電機基速時對應的車速。在驅動電機特性和一擋傳動比均未知的情況下,ue也是未知的。驅動電機在基速附近工作時效率最高,據此大致擬定ue的范圍。由式(5)和(6)可得要求百公里加速世界小于t時,峰值功率的最小值Pmax_a。
綜合比較驅動電機的峰值功率Pmax_a和Pmax-i,取較大者作為驅動電機的峰值功率。
減速機傳動比的選擇
對于二擋減速機來說,一檔的傳動比應保證車輛要求的最大爬坡度,二擋的傳動比應保證車輛能達到所要求的最高車速,另外還應綜合考慮減速機的載荷、潤滑、離地間隙、主減中心距等,擋間比不宜過小 以便能有效的調節電機轉速。減速機換擋規律會影響車輛動力性和經濟性能。對于小型乘用車,以加速踏板開度和車速為參數的換擋規律最為常用,根據優化目標不同又可分為動力性換擋規律和經濟性換擋規律。動力性換擋規律需要找到一個車速點,在相同油門開度下,此點處的一檔驅動轉矩與二擋相同。該點就是此油門開度下的換擋點,通過標定不同的油門開度即可得到換擋曲線。經濟性換擋規律要讓電機盡可能的工作在效率高的區域,同樣是求的一點,在相同油門開度的情況下此點一二擋的效率相同,通過標定可得出經濟性的換擋曲線。通過以上得出的傳動比可通過模擬NEDC循環工況以求的經濟性最優的傳動比組合。
現在國內汽車驅動電機行業,永磁電機的使用是普遍趨勢,磁阻式電機是今后發展的方向,但大規模應用仍需時間,至于輪轂電機需要更加長的路要走,驅動電機的基速、最大轉矩、峰值功率以及減速機的傳動比等重要參數,其匹配對電動汽車的動力性能和能量消耗有顯著影響,傳動比的匹配不僅要考慮在理論上滿足整車的動力性和經濟性要求,也要考慮實際工程的約束條件,如離合器最大傳遞轉矩、變速器尺寸及主減速器離地間隙、齒數配比等等。
|