电机及其控制器系统知识培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电机及其控制器系统知识培训,一、,基本介绍,二、,工作原理,三、,应用范围,主讲人：刘世伟,2015/04,电机及其控制器系统知识培训一、基本介绍,1,一、,基本介绍,1、,行业发展现状,2、,电机及其控制器概述,3、,电机及其控制器分类,一、基本介绍1、行业发展现状,2,1、,行业发展现状,我国作为汽车消费大国，汽车行业的发展关乎到民生、环保、能源等重要方面。从2012年的不足1万辆，到2013年的两万辆，再到2014年的7.4万辆，我国新能源汽车的发展速度有目共睹。粗略估算，若要实现2020年保有量500万辆的目标，我国新能源汽车年销量增长率要保持近100%的水平。新能源汽车的推广任重道远，需要解决的问题还有很多。,1、行业发展现状我国作为汽车消费大国，汽车行业的发展关乎到,3,政策依赖明显用车环境有待提升,比如在2014年下半年表现得尤为突出，根据工信部的统计数据，新能源汽车免收购置税政策出台后，2014年9-12月的平均月产量超过了1.3万辆，而1-8月的平均月产量只有不足4千辆。,电机及其控制器系统知识培训课件,4,纯电动为未来大方向混合动力是否绕不开,目前，国家重点扶持纯电动汽车，但业内也存在质疑的观念，认为在新能源汽车的发展过程中，混合动力是绕不过去的一条路。,但综合分析中国的能源结构和国外发展现状，混合动力车型迎来爆发性发展机遇的可能性并不大，坚持走纯电动路线才是我国既定的国策和长期的战略。中国如果学习日本走混合动力路线，根本绕不开技术专利的壁垒，从源头上就会受制于人，难以实现独立发展。而纯电动路线中国与日本、欧美等发达国家站在同一起跑线上，虽然仍存在很多技术和市场的问题，但中国的纯电动汽车发展正在慢慢走向成熟。,电机及其控制器系统知识培训课件,5,微型电动车市场需求大亟待规范标准,由于价格便宜、停车方便，近几年来微型电动车销量增速明显，尤其在三四线城市受到青睐。但微型电动车一直存在标准缺失、无准入门槛的问题。,微型电动车市场亟待规范，这一点业内的意见是一致的。但随着老百姓生活水平的提高，以及豪华品牌、合资品牌车型、价格、渠道的不断下探，在未来的数十年里微型电动车发展成“国民车”的可能性似乎并不大。微型电动车何去何从，仍有待研究。,电机及其控制器系统知识培训课件,6,新能源客车推广相对容易销量持续猛增,2014年，在客车行业整体下降的情况下，新能源客车逆市上扬，全年共计销售新能源客车18637辆，同比增长80.54%。根据预测，2015年新能源客车的销量还将增加一倍。,电机及其控制器系统知识培训课件,7,苹果等巨头搅局新能源汽车概念将持续火热,2014年，“特斯拉效应”引发A股市场中的新能源汽车和锂电池等“特斯拉概念股”全面启动，便显示出了资本市场对新能源汽车板块的热情。,媒体推测，苹果公司已经在组建汽车开发团队，设立秘密研究室，Apple Car的最迟面世时间会是 2020 年。,电机及其控制器系统知识培训课件,8,2,、,电机及其控制器概述,驱动系统是新能源车核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电机驱动系统主要由电机、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。,2、电机及其控制器概述驱动系统是新能源车核心部件之一。电,9,国内主要厂商（电机及其控制器）,上海电驱动，上海大郡，北京精进电机，北京大洋电机，深圳大地和等。,国内主要厂商（电机及其控制器）,10,3,、,电机及其控制器分类,电动,汽车的电机,及其控制器系统,有,二,种主要形式：,永磁同步,电机,及其控制器系统,异步,电机,及其控制器系统,3、电机及其控制器分类 电动汽车的电机及其控制器系统有二种,11,永磁同步,电机,及其控制器系统,永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电动机，其定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成。同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。,永磁同步电机及其控制器系统,12,异步电机,及其控制器系统,感应电动机又称“异步电动机”，即转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获得一个转动力矩，因而转子转动。转子是可转动的导体，通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，故相当于一个旋转的磁场。,异步电机及其控制器系统,13,永磁同步电机系统,优点：结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制。,缺点：成本高、起动困难等。,电机及其控制器系统知识培训课件,14,异步电机系统,优点：起动迅速，结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便。,缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。,异步电机系统,15,二、,工作原理,同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或直流电流产生),定子旋转磁场拖着转子磁场(转子)转动,因此转子的转速一定等于同步速,也因此叫做同步电机,。,异步电机(感应电机)的工作原理是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流,产生电磁转矩,转子中并不直接产生磁场.因此,转子的转速一定是小于同步速的(没有这个差值,即转差率,就没有转子感应电流),也因此叫做异步电机,。,二、工作原理同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或,16,永磁同步电机工作原理,主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。,载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。,切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。,交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。,交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。,永磁同步电机工作原理,17,异步电机,工作原理,主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。,该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。,根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。,异步电机工作原理,18,电动汽车驱动系统外部接线图,电动汽车驱动系统外部接线图,19,数字信号处理（ Digital Signal Processing)是指利用计算机或专用设备，以数值计算的方式对实时信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。,而DSP芯片（数字信号处理器（Digital Signal Processors）就是这样的一种微处理器。其中TI公司推出的TMS320F28X处理器具有较高的信号处理和控制功能，在数字控制领域拥有广阔的应用前景。,CCS（Code Composer Studio）：我们可以称之为代码创作室。它是DSP开发所需的最主要的软件开发环境，它主要用于软件工程的创建、源程序文件的编辑、软件的编译、软件的链接和软件的仿真调试,等。,开发环境,数字信号处理（ Digital Signal Process,20,特性概述,高性能的32位CPU,采用高性能的静态CMOS技术,支持JTAG边界扫描接口,片内存储器,根只读存储器（Boot ROM）（4k16）,外部存储器扩展接口,时钟与系统控制,三个外部中断,128位的密钥,三个32位的CPU定时器,特性概述高性能的32位CPU,21,特性概述,马达控制外围设备,串口外围设备,12位的ADC，16通道,最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚,高级的仿真特性,低功耗模式和节能模式,封装方式,温度的选择：,A：-40到85,S：-40到125,特性概述,22,三,、,应用范围,主要应用于新能源汽车或相关驱动系统，比如乘用车（如特斯拉），大巴车（如深圳电动公交），混合动力车（如比亚迪 秦），特种车（如环卫车、物流车、观光车）等。,下面重点介绍低速电动车市场,三、应用范围主要应用于新能源汽车或相关驱动系统，比如乘用车,23,低速电动车市场SWOT简析,优势STRENGTHS,劣势WEAKNESS,机会OPPORTUNITY,威胁THREAT,基本性能PROPERTY,产品设计要求REQUIREMENTS,低速电动车市场SWOT简析优势STRENGTHS,24,优势STRENGTHS,低成本,低购置成本,低使用成本,低端市场,城乡结合部市场空间大,家用电充电,优势STRENGTHS低成本,25,劣势WEAKNESS,短途行驶,电池容量决定续航里程，提高容量成本会增加,充电时间长,家用电充电慢,产品可靠性不够,缺少可持续的成熟商业运营模式,劣势WEAKNESS短途行驶,26,机会OPPORTUNITY,出口市场,欧美日等市场的家用第二辆车,国内城乡市场,短途运输车辆,短途代步车辆,机会OPPORTUNITY出口市场,27,威胁THREAT,政策风险,铅酸电池存在环境污染,低速电动车影响国家汽车产业升级,威胁THREAT政策风险,28,基本性能PROPERTY,售价2-3万/辆,家用电充电,续航里程50-60公里,最高车速80Km/h,四辆或以上微型车，或面包车,两座小型货车,基本性能PROPERTY售价2-3万/辆,29,产品设计要求REQUIREMENTS,产品设计要求REQUIREMENTS,30,THANKS，请多指教！,THANKS，请多指教！,31,