驱动电动机主要是做什么的?
新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯电动汽车上体现尤为明显:以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠,甚至被视为中国在新能源汽车行业实现汽车工业“弯道超车”的希望领域之一。新能源电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成,其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。因此,对于驱动电机的选择就尤为重要。
在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。但由于直流电动机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。此外,电动机运转时的电刷火花会使转子发热,浪费能量,散热困难,还会造成高频电磁干扰,这些因素都会影响具体整车性能。
由于直流电动机的缺点非常突出,目前的电动汽车已经将直流电机淘汰。
在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。但由于直流电动机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。此外,电动机运转时的电刷火花会使转子发热,浪费能量,散热困难,还会造成高频电磁干扰,这些因素都会影响具体整车性能。
由于直流电动机的缺点非常突出,目前的电动汽车已经将直流电机淘汰。
对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。
1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。
2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。
3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。
4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。
5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。