随着电动机在我们的日常生活中变得越来越普遍,我们在汽车,厨房用具,物联网和智能设备等几乎所有产品中都能找到它,了解机器特性,现代控制技术以及与之相关的相互作用比以往任何时候都更加重要。为这些物体供电的电子驱动器。 用于估算机器参数和性能的基于计算机的工具可以显着加快设计人员对不同控制和机器设计假设何时适用的理解,以及这些假设在接近性能限制时失败的优雅程度。

本课程重点介绍电动机,发电机和驱动系统的分析和设计,特别强调电驱动机器的设计,包括牵引驱动,自动化制造用驱动电机(机器人),汽车材料处理和驱动电机,飞机和船舶推进系统。 参与者将通过使用MATLAB的计算机实验室练习和我们教学实验室的硬件构建课程获得广泛的实践活动。

练习将包括调查受设计措施影响的机器性能,例如极点和槽数的选择,绕组细节,例如转弯分布,感应电机槽型,磁铁优化和其他设计措施。 我们将使用基于计算机的仿真工具来讨论不同机器类型的控制策略并解决优化技术,包括将电机设计与性能要求相匹配。 在整个课程中,我们将介绍性能考虑因素,权衡取舍和设计方法,并提供对计算机设施的访问,并为机器分析和设计实践提供分析程序。

电动汽车正在使用 电机 用于推进和能量恢复。 电机可以有两种类型:电机和发电机。 一个 电动机 将电能转换为机械能,而 发电机 将机械(动能)能量转换为电能。

内容包括: 电动机的结构和功能,电动机类型,交流电动机基本原理,同步电动机,直流电动机,电子换向电动机,开关磁阻电动机,电动机效率,控制系统,功率控制,传感器,电池

推荐用于: 技术人员,学生,技术培训师和评估员

与内燃机相比,电动机具有几个优点。 其中一些在下表中描述。

特点内燃机
(冰)
电机
(EM)
活动部件数量很高
可靠性中等
效率[%]
(少于45)

(超过90)
双向没有
(不能旋转并反向产生扭矩)

(也可以反向旋转并产生扭矩)
能量回收没有
功率密度[kW / kg]
(例如约0.7雪佛兰V8涡轮增压柴油机)

(例如约1.4 Toyota Prius BLDC *)
静止时的扭矩输出没有
噪音,振动中等
废气污染物
(CO,HC,NOx,PM)
没有

*无刷直流电动机

当从零开始设计电动车辆或进行转换(内燃机到电机)时,动力总成有两种选择:

  • 设计制造电机
  • 整合已有的电机

第一种选择仅适用于电动汽车的大批量生产。 设计和制造电机需要大量的资金,知识和时间。 对于电动汽车原始设备制造商(例如特斯拉,雷诺 - 日产等)来说,设计和制造电机是有意义的,因为总体成本较低并且他们可以控制技术规格。

教学大纲:

  1. BLDC,PMSM,PMDC和感应电动机的V -I特性。
  2. BLDC的设计计算
  3. BLDC的基础知识
  4. BLDC部分说明
  5. 用于制造BLDC电机部件的材料
  6. BLDC电机技术
  7. BLDC和其他电机之间的区别
  8. BLDC设计的一般步骤
  9. BLDC的扭矩速度特性
  10. BLDC电机与其他电机转矩转速特性的比较
  11. 计算BLDC的导线尺寸,电阻和电感/相位
  12. BLDC电机的优缺点和应用
  13. BLDC的齿槽转矩
  14. PMSM和感应电动机的速度转矩特性
  15. PMSM和感应电动机的优点,缺点和应用

在第一个十年期间 1900s, 38% 在美国所有汽车中,随着内燃机在1920中占据主导地位,这一份额几乎降至零。 今天节约能源和减少污染的努力使电动汽车焕发了新生,但其高成本和有限的旅行范围相结合,使销售数据保持在低水平。

解决这些问题的大多数尝试涉及到 改善电池。 当然,更好的蓄电系统 - 无论是电池还是燃料电池 - 都必须继续成为任何改进电动汽车战略的一部分,但在另一个基本的汽车部件:电机方面还有很大的改进空间。 在过去的四年中,我们一直在研究电动汽车和卡车中使用的电动牵引电动机的新概念。 与传统设计相比,我们的最新设计提高了效率 - 足以使电动车更加实用和经济实惠。

研究参考:
[1] https://cdn.borgwarner.com/technologies/electric-drive-motors/hvh-series-electric-motor
[2] J. Larminie,J。Lowry,电动汽车技术解释,John Wiley&Sons,2003

  1. EV设计 - 电动机,x工程师
  2. 电动汽车及其汽车的秘密:不是所有关于电池,人
  3. 自充电动车的设计与制作
  4. 关闭电池:更好的电动汽车的关键是更轻的电机

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