Ø 起动力矩大：可以均匀而经济地实现转速调节，因 此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机 械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电 车等，都可用直流电动机拖动
Ø 控制比较简单：一般用斩波器控制，它具有高效率、 控制灵活、重量轻、体积小、响应快等优点；
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第3章1电动汽车用电动机
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第3章1电动汽车用电动机
5. 直流电动机的运行特性
•逐渐减小电源电压时， 理想空载转速逐渐下 降，但从空载到满载 转速变化很小，这种 特性称为硬机械特性。
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• 改变电枢电压时的机械特性
第3章1电动汽车用电动机
5. 直流电动机的运行特性
•逐渐减小励磁电 流时，理想空载转 速逐渐上升，曲线 斜率逐渐增大，使 特性变软，电动机 运行的稳定性变差。 过分“弱磁”时， 使电动机转速过高， 甚至引起“飞车”。
Ø 直流电动机的机械特性是指在电源电压恒定、励磁调 节电阻和电枢回路电阻不变的情况下，其转速与电磁 转矩之间的关系，又称为转矩—转速特性。
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第3章1电动汽车用电动机
5. 直流电动机的运行特性
(1)并励（他励）直流电动机的运行特性 ➢转速特性并励（他励）直流电动机的转速特性为
式中，
为电动机的理想空载转速；
2.电动机的额定指标
（5）额定转速 Ø 额定转速是指电动机额定运行（额定电压、
额定频率、额定输出功率）的情况下，电动 机转子的转速（r/min）。
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第3章1电动汽车用电动机
2.电动机的额定指标
Ø 当电动机在额定运行情况下输出额定功率时，称为 满载运行，这时电动机的运行性能、经济性及可靠 性等均处于优良状态。
方程为
其中 为互感 Ø 励磁回路的电压方程为
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4 .直流电动机的基本方程
Ø 有以下结果： （1）对于永磁直流电动机， （2）对于并励直流电动机， （3）对于串励直流电动机， （4）对于复励直流电动机，其特性介于串励和并
励之间。
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用同一电源，性能与他励直流电动机基本相同。
Ø 并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕 组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电 阻，使得通过它的励磁电流较小。
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1.直流电动机的分类
（3）串励直流电动机
Ø 串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再 接于直流电源，这种直流电动机的励磁电流就是电 枢电流。这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有 显著的变化。
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3.电动汽车对电动机的要求
（6）电动机应体积小，重量轻，一般为工业用电动机 的1/2~1/3；
（7）电动机的结构要简单坚固，适合批量生产，便于 使用和维护；
（8）价格便宜，从而能够减少整体电动汽车的价格， 提高性价比；
（9）运行时噪声低，减少污染。
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各种直流电动机的速度转矩特性
各种直流电动机的速度转矩特性
直流电动机的转速—转矩、电压特性曲线
5．功率方程式
Ø 他励直流电动机输入功率为
式中， 为输入功率； 为电磁功率； 为电枢回 路上的铜耗。
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5. 直流电动机的运行特性
Ø 直流电动机的工作特性是指电动机的转速特性、转矩 特性和效率特性。
4 .直流电动机的基本方程
(2)直流电动机的电磁转矩 ➢ 直流电动机的电磁转矩是指电枢上所有载流导体在
磁场中受力所形成的转矩的总和。可表示为
式中， 为电磁转矩； 为转矩常数，与电动 Nhomakorabea结 构有关。
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4 .直流电动机的基本方程
(3)电压方程式 Ø 由他励直流电动机的等效电路，得电枢回路的电压
•改变励磁电流时的机械特性
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5. 直流电动机的运行特性
•当电枢回路电阻 从零逐渐开始增 大时，机械特性 曲线的斜率逐渐 增大，使特性逐 渐变软，但电动 机的理想空载转 速不变。
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•改变电枢回路电阻时的机械特性
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5. 直流电动机的运行特性
第3章_1_电动汽车用电 动机
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2020/11/26
第3章1电动汽车用电动机
3.1 概述
• 它是将电能转变为机械能的一种机器。电 动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦 级。电动机的使用和控制非常方便，能满足各种 运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、 气味，不污染环境，噪声也较小。 • 由于它的一系列优点，所以在工农业生产、 交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设 备等各方面广泛应用。
➢ 复励直流电动机的永磁励磁部分采用高磁性材料 钕铁硼，运行效率高。
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•各种激励方式直流电动机的电路图
1.直流电动机的分类
➢ 电动汽车所使用的直流电动机主要是他励直流电动 机、串励直流电动机、复励直流电动机三种类型。
➢ 小功率（100W~10kW）电动机采用的是小型高效 的永磁直流电动机，可以应用在小型、低速的搬运 设备上。
2.直流电动机的结构与特点
Ø 由于存在电刷、换向器等易磨损器件，所以必须进 行定期维护或更换。
Ø 电动汽车专用的直流电动机和其它通用的电动机相 比，应在耐高温性、抗振动性、低损耗性、抗负载 波动性以及小型轻量化、免维护性等方面给予特殊 考虑。
Ø 除此之外，电动汽车用直流电动机大多在较低的 电压下驱动，同时是大电流电路，因此需要注意连 接接线的接触电阻。
子之间的间隙称为气隙。 （1）定子部分
主磁极 机座 换向极 电刷装置 （2）转子部分
电枢铁心 电枢绕组 换向器
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第3章1电动汽车用电动机
•直流电动机的结构
•直流电动机的结构
2.直流电动机的结构与特点
2）直流电动机的特点
Ø 调速性能好：直流电动机可以在重负载条件下，实 现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽；
线转子感应电动机。
（5）按运转速度分类 Ø 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、
恒速电动机、调速电动机。
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2. 电动机的额定指标
电动机的额定指标主要包括： （1）额定功率 Ø 额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机
械功率（W或kW）。 （2）额定电压 Ø 额定电压指外加于线端的电源线电压（V）。
Ø 并励直流电动机的工作特性如下图所示。
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•并励直流电动机的工作特性
5. 直流电动机的运行特性
Ø 机械特性
并励（他励）直流电动机的机械特性可表示为
式中， 为电枢回路外的串联电阻。
Ø 由上式可以得到并励（他励）直流电动机的机械特 性曲线，即改变电枢电压、改变励磁电流、改变电 枢回路电阻时的机械特性曲线。
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3.直流电动机的工作原理
4 .直流电动机的基本方程
(1)电枢绕组的感应电动势 直流电动机电枢绕组的感应电动势是指从一对正负 电刷引出的电动势，也称电枢电动势，可表示为
为每极磁通量； 为电动势常数，与电动机结构 有关。
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第3章1电动汽车用电动机
➢ 中等功率（10~100kW）的电动机采用他励、复励 或串励式直流电动机，可以用于结构简单、转矩要 求较大的电动货车上。
➢ 大功率（>100kW）直流电动机采用串励式，可用 在要求低速、高转矩的专用电动车上。
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第3章1电动汽车用电动机
2.直流电动机的结构与特点
1 ）直流电动机的结构 ➢ 直流电动机由定子与转子两大部分构成，定子和转
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3.2 直流电动机
在电动汽车所采用的直流电动机中，小功率 电动机采用的是永磁式直流电动机，大功率电动 机采用的是绕组励磁式直流电动机。
绕组励磁式直流电动机根据励磁方式的不同， 可分为他励式、并励式、串励式和复励式四种类 型。
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第3章1电动汽车用电动机
1.直流电动机的分类
Ø 为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励 磁绕组的电阻越小越好，所以串励直流电动机通常 用较粗的导线绕成，它的匝数较少。
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第3章1电动汽车用电动机
1.直流电动机的分类
（4）复励直流电动机
➢ 复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组，电 动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。若串 励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方 向相同称为积复励。若两个磁通势方向相反，则 称为差复励。
Ø 输出功率超过额定功率时称为过载运行，这时电动 机的负载电流大于额定电流，将会引起电动机过热， 从而减少了电动机使用寿命，严重时甚至烧毁电动 机。
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2.电动机的额定指标
Ø 电动机的输出功率小于额定功率时称为轻载运行， 轻载时电动机的效率和功率因数等运行性能均较 差，因此电动机应尽量避免轻载运行。
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3.电动汽车对电动机的要求
（3）电动机应在整个运行范围内，具有很高的效率， 以提高一次充电的续驶里程；
（4）电动机应能够在汽车减速时实现再生制动，将 能量回收并反馈给蓄电池，使得电动汽车具有最佳 能量的利用率；
（5）电动机应可靠性好，能够在较恶劣的环境下长 期工作；