子绕组中的磁链。
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永磁无刷直流电动机的不足
永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响 和限制，使得永磁无刷直流电动机的功率范围较 小，最大功率仅几十千瓦。永磁材料在受到振动、 高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或 发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时 还会损坏电动机，在使用中必须严格控制，使其不 发生过载。永磁无刷直流电动机在恒功率模式下， 操纵复杂，需要一套复杂的控制系统，从而使得永
成熟。具有交流电机不可比拟的优良控制特性。在 早期开发的电动汽车上多采用直流电动机，即使到 现在，还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱 动。但由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电 机过载能力与速度的进一步提高，而且如果长时间 运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。另 外，由于损耗存在于转子上，使得散热困难，限制 了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机 存在以上缺陷，在新研制的电动汽车上已基本不采
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怡，胡元德，王义发，等 ’ 国外电动汽车电 机 驱 动 系
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电动汽车采用的各种驱动电动机性能比较 电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动
%,& 肖 孝 优 ’ 电 动 汽 车 用 可 调 磁 永 磁 无 刷 直 流 电 机 的 研 制 %( &’
!" 功率变换器
开关磁阻电动机的励磁绕组，无论通过正向电 流或反向电流，其转矩方向不变，不要求电流作周 期换向，每相只需要一个容量较小的功率开关管， 功率变换器电路较简单，不会出现直通故障，可靠 性好，易于实现系统的软启动和四象限运行，具有 较强的再生制动能力。成本比交流三相感应电动机 的逆变器控制系统要低。
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电动汽车用电动机应能够在汽车减速时实现
再生制动，将能量回收并反馈回蓄电池，使得电动 汽车具有最佳能量的利用率，这在内燃机汽车上是 不能实现的。
修改稿收稿日期：&(("\(+\(7
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２００ ４ 年第 ２ 期 《 汽车电器》
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设计!研究
对环境的适应性好，并能够实现再生反馈制动。与 同样功率的直流电动机相比较，效率较高，质量减 轻一半左右，价格便宜，维修方便。
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电动汽车用电动机应在整个运行范围内，具 另外还要求电动汽车用电动机可靠性好，能够
有高的效率，以提高$ 次充电的续驶里程。 在较恶劣的环境下长期工作，结构简单适应大批量
［$%&］ 。 生产， 运行时噪声低， 使用维修方车用电动机的种类和控制方法 直流电动机 有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术
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开关磁阻电动机 开关磁阻电动机的基本性能 开关磁阻电动机是一种新型电动机，该系统具
有很多明显的特点：它的结构比其它任何一种电动 机都要简单，在电动机的转子上没有滑环、绕组和 永磁体等，只是在定子上有简单的集中绕组，绕组 的端部较短，没有相间跨接线，维护修理容易。因 而可靠性好，转速可达 ,* --- . / 012 。效率可达 3*4
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永磁无刷直流电动机的控制系统
典型的永磁无刷直流电动机是一种准解耦矢量 控制系统，由于永磁体只能产生固定幅值磁场，因 而永磁无刷直流电动机系统非常适合于运行在恒转 矩区域，一般采用电流滞环控制或电流反馈型
#" 控制器
控制器由微处理器、数字逻辑电路和接口电路 等元件组成。微处理器根据驾驶员输入的命令，同 时对位置检测器、电流检测器所反馈的电动机转子
［"］ 。 用直流电动机
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电动汽车对电动机的基本要求 电动汽车的运行，与一般的工业应用不同，非
常复杂，因此，对驱动系统的要求是很高的。
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电动汽车用电动机应具有瞬时功率大，过载
能力强 （过载系数应为 "#! ） ，加速性能好，使用寿 命长的特点。
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电动汽车用电动机应具有宽广的调速范围，
包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区，要求低速 运行时具有大转矩，以满足起动和爬坡的要求；在 恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足汽 车在平坦的路面能够高速行驶的要求。
电机电器技术， !--- ， （+ ） ： !.#!+’
机，最早基本是采用了控制性能最好和成本较低的 直流电动机。随着电机技术、机械制造技术、电力 电子技术和自动控制技术的不断发展，交流电动 机、永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出 比直流电动机更加优越的性能，在电动汽车上，这 些电 动 机 逐 步 取 代 了 直 流 电 动 机 。 表"为 现 代 电 动 汽车所采用的各种电动机的基本性能比较。目前交 流三相感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机 以及它们的控制装置，成本还比较高，形成批量生 表 # 现代电动汽车驱动电动机的基本性能比较
［!， ""#"$］ 。 电容器
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骅’ 电动汽车的现状及发展 （"） %( &’ 汽车电器，
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%.& 王正键 ’ 电动汽车驱动电机与控制方法 % ( &’ 机电工程技术 ，
［*+,-］ 。 磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高
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交流感应电动机的控制系统
由于交流三相感应电动机不能直接使用蓄电池 供给的直流电，另外交流三相感应电动机具有非线 性输出特性。因此，在采用交流三相感应电动机的 电动汽车上，需要应用逆变器中的功率半导体器 件，将直流电变为频率和幅值都可以调节的交流电 来实现对交流三相 电 动 机 的 控 制 。 主 要 有! " #控 制 法、转差频率控制法。 用矢量控制法，对交流三相感应电动机的励磁 绕组交流电的频率和输入交流三相感应电动机的端 电压进行谐调控制，控制交流三相感应电动机旋转 磁场的磁通量和转矩，实现改变交流三相感应电动 机转速和输出转矩，来满足负载变化特性的要求， 并能够获得最高效率，从而使得交流三相感应电动 机能够在电动汽车上得到广泛应用。
人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人 们迫切希望寻求到一种低排放和有效利用资源的交 通工具，使用电动汽车无疑是一种很有希望的方案。 现代电动汽车是融合了电力、电子、机械控 制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合 产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池 系统和电机驱动控制系统。电动汽车的电机驱动系 统 一 般 由!个 主 要 部 分 组 成 ， 即 控 制 器 、 功 率 变 换 器、电动机及传感器。目前电动汽车中使用的电动 机一般有直流电动机、感应电动机、开关磁阻电动 机以及永磁无刷电动机等。
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产以后，这些电动机和单元控制装置的价格会迅速 降低，将能够满足经济效益的要求，并使电动汽车
［!］ 。 整车价格降低
!" 位置检测器
开关磁阻电动机需要高精度的位置检测器，来 为控制系统提供电动机转子的位置、转速和电流的 变化信号，并要求有较高的开关频率以降低开关磁 阻电动机的噪声。
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结
论
通过系统地分析和比较后认为永磁无刷直流电 动机和开关磁阻电动机综合性能超过其它电动机， 有可能是当前电动汽车的最佳选择。 除本文讨论的几种电动机及控制技术外，根据 特殊需要，还可以选择永磁阶跃电动机以及横向磁通 量电动机等特种电动机应用于电动汽车的驱动系统。 参考文献：
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交流三相感应电动机的不足
交流三相感应电动机的耗电量较大，转子容易 发热，在高速运转时需要保证对交流三相感应电动 机的冷却，否则会损坏电动机。交流三相感应电动 机的功率因数较低，使得变频变压装置的输入功率 因数也较低，因此需要采用大容量的变频变压装 置。交流三相感应电动机的控制系统的造价远远高 于交流三相感应电动机本身，增加了电动汽车的成
开关磁阻电动机的控制系统
开关磁阻电动机具有高度的非线性特性，因 此，它的驱动系统较为复杂。它的控制系统包括功 率变换器、控制器和位置检测器等，见图 9 。