有刷直流电机是一种直流电机，有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，上海常规驱动系统，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载，上海常规驱动系统。由于电刷和换向器的存在，有刷电机的结构复杂，上海常规驱动系统，可靠性差，故障多，维护工作量大，寿命短，换向火花易产生电磁干扰。中文名有刷直流电机外文名BDCMotor尺寸范围8mm-35mm转速12000rpm扭矩范围有无铁芯无目录1有刷直流电机的工作原理2有刷直流电机的种类3工作原理▪定子▪转子▪电刷和换向器▪永磁体▪并激▪串激▪复激▪基本驱动电路▪速度控制▪反馈机制▪传感器反馈▪反电磁通量（BEMF）4直流电机的励磁方式5总结有刷直流电机有刷直流电机的工作原理编辑语音有刷直流电机的工作原理图如图2-1所示。在有刷直流电机的固定部分有磁铁，这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。图2-1所示的两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈。驱动系统是电动汽车**主要的系统之一。上海常规驱动系统

    有刷直流电机基本驱动电路驱动电路用在使用了某类控制器并且要求速度控制的应用中。驱动电路的目的是为控制器提供改变BDC电机中绕组电流的方法。驱动电路允许控制器对BDC电机的供电电压进行脉宽调制。就功耗来说，这样的速度控制方法在改变BDC电机的速度方面比起传统的模拟控制方法效率要高很多。传统的模拟控制要求与电机绕组串联一个额外的变阻器，这样会降低效率。驱动BDC电机的方法多种多样。有些应用场合*要求电机往一个方向运转。前者采用低端驱动，后者采用**驱动。使用低端驱动的优点是可以不必使用FET驱动器。FET驱动器的用途是：1.将驱动MOSFET的TTL信号转换为供电电压的电平。2.提供足以驱动MOSFET的电流(1)3.提供半桥应用中的电平转换。对于绝大多数PIC®单片机应用，第二点通常不适用，这是因为PIC单片机的I/O引脚可提供20mA的拉电流。注意，在每个电路中，电机的两端都跨接有一个二极管，目的是防止反电磁通量（BackElectromagneticFlux，BEMF）电压损坏MOSFET。BEMF是在电机转动过程中产生的。当MOSFET关断时，电机的绕组仍然处于通电状态，会产生反向电流。D1必须具有合适的额定值，以能够消耗这一电流。BDC电机的双向控制需要一个称为H桥的电路。上海常规驱动系统永磁同步电机具有高比功率(可以远大于1kW/kg)、高效率(可达到97%)、高功率因素和高成本等特点。

    选择设计符合电动汽车运行要求的电机，具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高、功率密度大和可靠性高的特性。如对感应电机，要求提高额定工作点(基频100Hz以上)和工作电流密度，降低铜耗(高导电率材料)和铁耗(高磁导率)。而且，电机采用液体冷却提高热容量，减少体积和质量。电机技术与电力电子技术、微电子技术和控制技术完美结合，**后发展成为可靠、易维护、高功率密度、高集成度的智能电机。牵引电机种类多，应用在电动汽车上的电机主要包括直流电机、鼠笼式感应电机、永磁同步电机(包括永磁无刷直流电机)和开关磁阻电机。驱动系统直流电机直流电机具有调速性能好平滑和精确、控制简单、成本低、笨重和维护性差等特点。串励式直流电机起动转矩高和宽恒功率调速范围，适合在牵**域应用。直流电机的调速方式有电枢变阻、电枢调压和改变磁通三种。电力电子技术和微电子技术的发展使得直流斩波技术在现代直流调速中飞速发展，PWNI式IGBT斩波器流行，使得直流电机的功率因数、工作效率(80%~90%)、动态性能和转矩脉动性得到明显改善。法国是世界上直流电机电动汽车较多的国家，而目前国内永磁直流牵引电机倍受重视。

    PMDC电机的缺点是永磁体的磁性会随着时间的推移逐渐衰退。某些PMDC电机的永磁体上还绕有绕组，以防止磁性丢失的情况发生。PMDC电机的性能曲线（电压与速度关系曲线）的线性非常好。电流与转矩成线性关系。由于定子磁场是恒定的，所以这类电机对电压变化的响应非常快。有刷直流电机并激并激有刷直流（Shunt-woundBrushedDC，SHWDC）电机的励磁线圈与电枢并联。励磁线圈中的电流与电枢中的电流相互**。因此，这类电机具有***的速度控制能力。SHWDC电机通常用在需要五个或五个以上马力的应用中。在SHWDC电机中，不会出现磁性丢失的问题，因此它们通常比PMDC电机更加可靠。有刷直流电机串激串激有刷直流（Series-woundBrushedDC，SWDC）电机的励磁线圈与电枢串联。由于定子和电枢中的电流均随负载的增加而增加，因此这类电机是大转矩应用的理想之选。SWDC电机的缺点是它不能像PMDC和SHWDC电机那样对速度进行精确控制。有刷直流电机复激复激（CompoundWound，CWDC）电机是并激和串激电机的结合体。CWDC电机可产生串激和并激两种磁场。CWDC电机综合了SWDC和SHWDC电机的性能，它具有比SHWDC电机更大的转矩，又能提供比SWDC电机更佳的速度控制[2]。电机是电动汽车的驱动单元，它的技术性能直接影响车辆运行的动力性和经济性。

    制动时将动能转换为电能回馈给能量存储系统。现代电动汽车与传统的燃油汽车不同，其动力驱动系统可以省去复杂笨重的机械齿轮变速机构就能提供满足车辆行驶速度范围宽和负载变化大的转矩转速特性，即低速恒转矩和高速恒功率，其理想的转矩/转速特性见图1。电动汽车可选择单电机或双电机驱动，也可采用轴式电机或轮式电机。目前在市场上销售的小功率电动汽车如电动轿车中，都采用结构简单的单电机动力驱动系统，而中、大功率电动汽车如电动客车一般采用单电机或双电机结构动力驱动系统。驱动系统分类编辑语音电动汽车动力驱动系统根据电机电流类型可分为交流驱动系统(ACDrives)和直流驱动系统(DCDirves)，交流驱动系统又可分为感应电机驱动系统(IMDrives)和同步电机驱动系统(SMDrives)，同步电机驱动系统又可分为永磁同步电机驱动系统(PMSMDrives)和开关磁阻电机驱动系统(SRMDirves)。当前商业化电动汽车中应用的动力驱动系统有三类：直流驱动系统、感应电机驱动系统和永磁同步电机驱动系统，**产品分别有标致106EV、通用EVI和本田EVlPus。随着电力电子技术、微电子技术和控制技术的发展，数字化交流驱动系统(IMDrives和PMSMDrives)在商业化电动汽车中独占鳌头。电动汽车驱动系统由牵引电机、电机控制器、机械传动装置、车轮等构成。上海常规驱动系统

电动汽车运行性能的好坏主要是由其驱动系统决定的。上海常规驱动系统

    例如1998年北京理工大学研制了125kW的大功率永磁直流电机动力驱动系统，在北京试运行良好。驱动系统鼠笼式感应电机鼠笼式感应电机(以下简称为感应电机)是**常用的感应电机，具有可靠、易维护、价廉、效率较高(90%以上)、比功率较高(1kW/kg左右)和功率因素变化大等特点。感应电机的基本调速方式有调压调速、变极调速和变频调速三种。目前基于IGBT的PWM式VVVF控制应用***，动静态性能优良的矢量控制可与直流调速相媲美，而控制简单动态性能好的直接转矩控制在机车牵引等领域显示了广阔的应用前景。在牵引控制中，为了获得宽调速范围，感应电机控制一般分为三个阶段：（1）保持转差不变，调节定子电流，获得恒转矩区；（2）保持定子额定电压不变，调节定子电流，获得恒功率区；（3）保持定子额定电压不变，调节转差，获得低转矩高速区。感应电机是电动汽车牵引电机的主要类型之一，一般采用效率优化的转差频率矢量控制方法。驱动系统永磁同步电机永磁同步电机具有高比功率(可以远大于1kW/kg)、高效率(可达到97%)、高功率因素和高成本等特点。永磁同步电机根据定子电流波形的不同可分为矩形波永磁同步电机和正弦波永磁同步电机，而矩形波永磁同步电机又称为永磁无刷直流电机。上海常规驱动系统

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