電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)綜述
送料器 1、概述
電動(dòng)車是一種安全、經(jīng)濟(jì)、清潔的綠色交通工具,不僅在能源、環(huán)境方面有其獨(dú)特的優(yōu)越性和競爭力,而且能夠更方便地采用現(xiàn)代控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)單輥破碎機(jī)其機(jī)電一體化的目標(biāo),因而具有廣闊的發(fā)展前景。
現(xiàn)有電動(dòng)車大致可以分為以下幾個(gè)主要部分:蓄電池、電池管理、充電系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、石頭粉碎機(jī)整車管理系統(tǒng)及車體等。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為電動(dòng)車提供所需的動(dòng)力,負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。無論何種電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),均具有基本相同的結(jié)構(gòu),都可以分成能源供給子系統(tǒng)、電氣驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)子系統(tǒng)三部分,其中電氣驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)是電動(dòng)車的心臟,主要包括電動(dòng)機(jī)、功率電子元器件及控制部分。
粉料輸送機(jī) 其中,電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均具有相同或相似的功能模塊。
2、電動(dòng)車電ne斗式提升機(jī)氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較
電動(dòng)機(jī)的類型對電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及電動(dòng)皮帶稱重給料機(jī)車整體性能影響非常大,評價(jià)電動(dòng)車的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上主要就是對不同電動(dòng)機(jī)及其控制方式進(jìn)行比較和分析。目前正在應(yīng)用或開發(fā)的電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)主要有直流電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁無刷電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)四類。由這四類電動(dòng)機(jī)所組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其總體比較如表所示。
 氣力輸送系統(tǒng);下面分別對這幾種電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行較為詳細(xì)地分析和闡述。
機(jī)械振動(dòng)篩
&粉料機(jī)nbsp;2.1直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,具有優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性,所振篩機(jī)以直到20世紀(jì)80年代中期,它仍是國內(nèi)外的主要研發(fā)對象。而且,目前國內(nèi)用于電動(dòng)車的絕大多數(shù)是直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
但普通直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械換向結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生電火花,不宜在多塵、潮濕、易燃易爆環(huán)境中使用,其換向器維護(hù)困難,很難向大容量、高速度發(fā)展。此外,電火花產(chǎn)生的電磁干擾,對高度電子化的電動(dòng)汽車來說將是致命的。而且直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格高、體積和重量大。隨著控制理論和電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比,已大大處于劣勢。因此,目前國外各大公司研制的電動(dòng)車電氣驅(qū)精細(xì)篩分機(jī)動(dòng)系統(tǒng)已逐漸淘汰了直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
&nb不銹鋼篩sp;2.2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
 多錘頭破碎機(jī);2.2.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)車感應(yīng)電動(dòng)機(jī)爬坡皮帶輸送機(jī)與一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比較具有以下特征:
?。?)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),與一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工況相CSJ系列粗碎機(jī)似。
?。?)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)沒有一般感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程,轉(zhuǎn)差率小,轉(zhuǎn)子上的集膚效應(yīng)不明顯。
?。?)運(yùn)行頻率不是50Hz,而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)在此之上。
?。?)采用變頻調(diào)速方式時(shí),轉(zhuǎn)速與極數(shù)之間沒有嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系。
為此,電動(dòng)車感應(yīng)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面有如下特點(diǎn):
(1)盡力擴(kuò)大恒轉(zhuǎn)矩區(qū),使電動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能有較高轉(zhuǎn)矩。而要提高轉(zhuǎn)矩,則需盡量減小定轉(zhuǎn)子之間的氣隙,同時(shí)減小漏抗。
?。?)更注重電動(dòng)機(jī)的電磁優(yōu)化設(shè)計(jì),使轉(zhuǎn)矩、功率和效率等因素達(dá)到綜合最優(yōu)。
?。?)減少重量、體積,以增加與車體的適配性。
2.2.2控制技術(shù)
應(yīng)用于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變頻控制技術(shù)主要有三種:V/F控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制。20世紀(jì)90年代以前主要以PWM方式實(shí)現(xiàn)V/F控制和轉(zhuǎn)差頻率控制,但這兩種控制技術(shù)因轉(zhuǎn)速控制范圍小,轉(zhuǎn)矩特性不理想,而對于需頻繁起動(dòng)、加減速的電動(dòng)車不太適宜。近幾年來,研制的電動(dòng)車感應(yīng)電動(dòng)機(jī)幾乎都采用矢量控制技術(shù)。矢量控制按其側(cè)重點(diǎn)不同,主要有兩種控制策略:提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率的最大效率控制與簡化系統(tǒng)、降低成本的無速度傳感器矢量控制。
最大效率控制技術(shù)是通過使勵(lì)磁電流隨電動(dòng)機(jī)參數(shù)和負(fù)載條件而變化來實(shí)現(xiàn)在任何負(fù)載條件下都使電動(dòng)機(jī)的損耗最小,效率最大的目標(biāo)。
矢量控制離不開速度的控制,而無速度傳感器是利用電動(dòng)機(jī)電壓、電流和電動(dòng)機(jī)參數(shù)來估算出速度,從而無需一般矢量控制中的速度傳感器,達(dá)到簡化系統(tǒng)、降低成本、提高可靠性的目的。
2.3永磁無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
2.3.1永磁無刷電動(dòng)機(jī)
永磁無刷電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以分為兩類,一類是方波驅(qū)動(dòng)的無刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(BDCM),另一類是永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(PMSM),也稱之為正弦波驅(qū)動(dòng)的無刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。BDCM系統(tǒng)不需要絕對位置傳感器,一般采用霍爾元件或增量式碼盤,也可以通過檢測反電動(dòng)勢波形換相。PMSM系統(tǒng)一般需要絕對式碼盤或旋轉(zhuǎn)變壓器等轉(zhuǎn)子位置傳感器。從磁鐵所處不同位置的結(jié)構(gòu)上看,永磁無刷電動(dòng)機(jī)可以分成表面型、鑲嵌型、深埋式等結(jié)構(gòu)型式,在電動(dòng)汽車中也有采用盤式結(jié)構(gòu)或外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的。
深埋式永磁同步電動(dòng)機(jī)因其較高的功率密度、有效的弱磁控制及方便的最大效率控制而在電動(dòng)車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn)。用在電動(dòng)車上的永磁同步電動(dòng)機(jī)是將磁鐵插入轉(zhuǎn)子內(nèi)部,得到同步旋轉(zhuǎn)的磁極深埋式轉(zhuǎn)子,這種電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面主要有兩個(gè)特征:①轉(zhuǎn)子磁鐵使用埋入式;②采用多極化設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)具有顯著的優(yōu)點(diǎn):
(1)與將永磁體貼在轉(zhuǎn)子表面的情況相比,將永磁體植入轉(zhuǎn)子內(nèi)部,則即使高速旋轉(zhuǎn),永磁體也不會(huì)飛散,為此就使設(shè)計(jì)10000r/min以上的超高速電動(dòng)機(jī)成為可能。
?。?)對于要求的最大轉(zhuǎn)矩而言,采用特定的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),永磁電動(dòng)機(jī)能做得更小。
?。?)電機(jī)多極化設(shè)計(jì)也是降低成本的有效手段。
2.3.2深埋式永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)
與一般電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)多為速度控制系統(tǒng)或位置控制系統(tǒng)不同,電動(dòng)車是由加速器與控制器共同決定的轉(zhuǎn)矩指令來控制電機(jī)。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩由電流決定,所以實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)電流控制系統(tǒng)。應(yīng)用轉(zhuǎn)矩指令和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,通過獨(dú)立增減單方面電流進(jìn)行電流控制,就能使電動(dòng)機(jī)和逆變器的綜合損失最小,進(jìn)而提高電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。以上設(shè)計(jì)不僅考慮了電動(dòng)機(jī)的特性,還考慮了電動(dòng)機(jī)的控制方法及使用方法,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定,是目前電動(dòng)車的優(yōu)選驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2.4開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
2.4.1開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)
目前,開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRM)已投入實(shí)際使用,法國F1AT公司研制的電動(dòng)車和中國第二汽車制造廠研制的電動(dòng)客車都曾采用了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。SRM是沒有任何形式的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和永久磁鐵的無刷電動(dòng)機(jī),它的定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極都是凸的。由于SRM具有集中的定子繞組和脈沖電流,其功率變換器可以采用更可靠的電路拓?fù)湫问?。SRM具有簡單可靠、在較寬轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)高效運(yùn)行、控制靈活、可四象限運(yùn)行、響應(yīng)速度快、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。但SRM也有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、噪聲大、需要位置檢測器、系統(tǒng)非線性特性等缺點(diǎn),所以,目前應(yīng)用還受到限制。針對傳統(tǒng)SRM的缺點(diǎn),研制了永磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(PMSRD),通過高性能永磁鋼的引入,克服了傳統(tǒng)SRM存在的換流相對較慢、能量利用率較低的缺點(diǎn),增加了電機(jī)的比功率密度。
2.4.2控制技術(shù)
由于SRM系統(tǒng)具有明顯的非線性特性,系統(tǒng)難于建模,一般的線性控制方式不適于SRM系統(tǒng)。目前主要利用模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。香港大學(xué)開發(fā)的模糊滑模控制具有減少控制振蕩等優(yōu)點(diǎn),是SRM系統(tǒng)控制研究的一個(gè)新的突破。
3、結(jié)束語
20世紀(jì)80年代以來,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流電動(dòng)機(jī)控制變得比較容易了。為此,電動(dòng)車的電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向交流電動(dòng)機(jī),特別是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、成本低的優(yōu)點(diǎn),對于電動(dòng)車來說是特別可貴的。但永磁電動(dòng)機(jī)除有以上優(yōu)點(diǎn)外,還在轉(zhuǎn)換效率方面又較感應(yīng)電動(dòng)機(jī)略勝一籌。
開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、可四象限運(yùn)動(dòng)、可靠性高、能在較寬的速度和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)高效運(yùn)行等特點(diǎn),作為具有潛力的電動(dòng)車電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)日益受到重視。但其轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大等缺點(diǎn)一直未得到很好解決,如何從電機(jī)設(shè)計(jì)和控制策略兩方面加以改進(jìn)是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。
永磁電動(dòng)機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速更高(德國KOVO電技術(shù)公司已研制出轉(zhuǎn)速達(dá)50000r/min、功率達(dá)1.5kW的無刷電動(dòng)機(jī))、用磁更省、可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子輕小緊湊、低成本化設(shè)計(jì)而成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。但永磁電動(dòng)機(jī)也有制成后難以調(diào)節(jié)磁場以控制功率因素和無功功率的缺點(diǎn),這將成為今后的研究方向。
在控制器件方面,應(yīng)用新一代功率電子器件,可使變頻器有更高的功率密度和效率,結(jié)構(gòu)也更牢固,更適于電動(dòng)車所用。
在控制策略方面,變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)等新的控制方法正逐漸應(yīng)用于電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,并取得越來越好的效果
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- 落砂機(jī)
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- 單輥破碎機(jī)適宜用來粉碎中硬或松軟的物料,比如石灰石、硬質(zhì)粘土及煤塊等。
- 振動(dòng)粉碎機(jī)
- 振動(dòng)粉碎機(jī)適用于礦山、冶金、水泥、建材工、化工、水電等行業(yè)。
- 礦山破碎機(jī)
- 顎式破碎機(jī)是常用礦用破碎機(jī)(礦山碎石機(jī)),廣泛用于水電、高速公路、人工砂石料、破碎等行業(yè)。設(shè)備破碎比大、產(chǎn)量高、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修簡便、
- 單段破碎機(jī)
- DPC系列單段破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。
- 單段錘式破碎機(jī)
- DPC系列單段錘式破碎機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。
- 單齒輥破碎機(jī)
- 單齒輥破碎機(jī)主要用在選礦或石料廠、電廠的粗碎和中碎作業(yè)中。
- 破碎機(jī)輸送機(jī)
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- 多錘頭破碎機(jī)是對水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化技術(shù)的專用機(jī)械,對舊水泥路面打碎后,水泥路面顆粒由上而下逐漸增大,經(jīng)碾壓后,上部顆粒形成平整面,下部顆粒間形成嵌擠結(jié)構(gòu),再加鋪新的面層后,可有效強(qiáng)化路基。
- 錘式破碎機(jī)錘頭
- 錘式破碎機(jī)又叫錘破,主要利用轉(zhuǎn)子上的錘頭高速旋轉(zhuǎn)與石料發(fā)生多次碰撞來實(shí)現(xiàn)破碎的,由于錘式破碎機(jī)錘頭自身高速旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生部分熱量,再加上與石料連續(xù)多次發(fā)生碰撞,錘頭很容易發(fā)熱,進(jìn)而會(huì)加重錘頭的磨損。
- 超細(xì)破碎機(jī)
- 超細(xì)破碎機(jī)簡稱超細(xì)破,運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠,工藝簡化,結(jié)構(gòu)簡單,維修方便。生產(chǎn)能力大,錘頭使用壽命長。
- 重錘破碎機(jī)
- 重錘破碎機(jī)又俗稱方箱破碎機(jī),適用于破碎各種脆性材料的礦物。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。
- 圓錐破碎機(jī)
- 圓錐破碎機(jī)廣泛用于礦山的二級三級或四級破碎。
- 移動(dòng)破碎機(jī)
- 移動(dòng)破碎機(jī)既是移動(dòng)破碎站,是可流動(dòng)性的石料破碎作業(yè),可以看做是一種簡易的石料生產(chǎn)線,廣泛用于鐵路、公路、建筑、水利、冶金等行業(yè)。
- 雙齒輥破碎機(jī)
- 2PGC雙齒輥破碎機(jī)適用于燒結(jié)礦、煤炭、水泥、硅酸鹽、玻璃、陶瓷等行業(yè),適于中等硬度以下脆性物料的破碎,主要用于礦石的中細(xì)碎作業(yè)。
- 圓錐式破碎機(jī)
- 圓錐式破碎機(jī)廣泛應(yīng)用在冶金工業(yè)、建材工業(yè)、筑路工業(yè)、化學(xué)工業(yè)與硅酸工業(yè)中,適用于破碎中等和中等以上硬度的各種礦石和巖石。
- 破碎機(jī)械
- 破碎機(jī)械設(shè)備一般常用于礦山,冶金行業(yè),選礦也應(yīng)用于煤,建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門。
- 破碎機(jī)設(shè)備
- 破碎機(jī)設(shè)備適用于破碎中硬物料,如水泥廠的石灰石破碎機(jī),具有生產(chǎn)能力大,出料粒度小的優(yōu)點(diǎn)。
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