电动汽车有突破吗？特斯拉AMS达成电池订单
05-27
随着电子控制技术和永磁材料技术的快速发展，永磁无刷直流电机已逐渐成熟。
由于用作电动汽车驱动电机时能够更好地满足电动汽车的各种性能要求，并且具有明显的价格优势，因此迅速成为电动汽车理想的驱动电机。
图1为电动汽车中常用的永磁无刷直流电机，图2为永磁无刷直流电机驱动的电动汽车。
图1 电动汽车用永磁无刷直流电机 图2 永磁无刷直流电机驱动的电动汽车 1 基本结构 在传统直流电机的基础上发展起来的永磁无刷直流电机在结构上基本相同。
，不同的是永磁无刷直流电机的电枢绕组放置在定子上，与交流电机的绕组类似。
同时一般采用多相形式，其中目前用得最多的是三相；其转子为永磁体，采用电子换向，定子磁场与转子永磁场相互作用产生电磁扭矩。
根据永磁体形状和磁路结构的不同，永磁无刷直流电机有三种气隙磁场波形：方波、梯形波、正弦波。
反电动势的波形也与之对应。
通常，反电动势为正弦波的电机称为永磁同步电机，如图3所示；另两种波形的电机称为永磁无刷直流电机，如图 4 所示。
图 3 PMSM 定子绕组产生的正弦反电动势 图 4 PMBLDCM 定子绕组产生的梯形反电动势永磁无刷直流电机如图5所示，可以看出它主要由三部分组成。
转子有凸极式和嵌入式两种结构，采用永磁材料制成。
定子上的电枢与永磁有刷直流电机相反，因此具有旋转磁场和固定电枢。
图5 永磁无刷直流电机组成电子开关电路中的功率管可直接与电机的电枢绕组连接。
与位置传感器一起，其作用相当于有刷电机中的机械换向装置。
永磁无刷直流电机结构简单，其基本结构图如图6所示。
图6 永磁无刷直流电机结构图。
永磁无刷直流电机的结构原理如图7所示。
从图中可以看出，开关电路的直流电源向定子绕组供电。
控制系统处理位置传感器信号来控制开关电路，正确判断各电机绕组的通电和断电状态，从而实现电机的正反转。
图7 永磁无刷直流电机的结构原理 图2 工作原理 为了更好的解释永磁无刷直流电机的工作原理，现对电动汽车用三相星形连接式全桥驱动永磁无刷直流电机进行分析电机并研究其正向和反向工作情况。
电机控制系统主电路如图8所示。
图8 永磁无刷直流电机全桥驱动电路图 图9 永磁无刷直流电机工作原理示意图 当电机转子处于图9(a)所示位置时，来自位置传感器通过控制系统进行逻辑变换，输出控制信号导通电机的两相绕组A、B。
电流从A相流入，从B相流出，产生电磁扭矩，使电机顺时针旋转；基于60°电角等，很容易知道当电机转子到达图9(b)所示位置时电机绕组的导通情况。
当绕组导通相序为AB-AC-BC-BA-CA-CB-AB时，电机按顺时针方向旋转。
同理，当处于图9（a）所示位置时，如果电流通过B相和C相，产生的电磁扭矩将导致电机反向旋转。
当电机电枢绕组导通顺序为BC-AC-AB-CB-CA-BA-BC时，电机按逆时针方向旋转。
因此，要实现电机的顺时针或逆时针旋转，只需改变电机导通的逻辑顺序即可。
图10 永磁无刷直流电机相电流和反电动势波形图。
从上面的分析可以看出，在正常运行的任何情况下，电机都只有两相导通，每个周期分为六步。
各相绕组中电流的导通时间和各开关管的导通角均为°电度，各相导通时间相差°电度，故称为二二导通法。
永磁无刷直流电机的相电流和反电动势波形如图10所示。
相电流为方波，反电动势为梯形波。
如果方波电流和反电动势同相，就可以得到与电流成正比的波形。
恒定的电磁扭矩；当相位反转时，将产生相应的反向电磁扭矩。
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