1.轮毂电机技术的轮毂电机技术应用现状
近年来,国外轮毂电机驱动技术的应用主要体现在两个方面:一是以轮胎生产商或汽车零部件生产商为代表的研发团队开发的集成化电动系统;二是整车生产商与轮毂电机驱动系统生产商联合开发的电动汽车。而在我国国内对于轮毂电机的研究多集中于高校,产品均为电动汽车,与此同时,自主品牌汽车厂商也纷纷推出了自己的轮毂电机技术产品,国内的汽车商虽然能够生产电动汽车,但是对于轮毂电机驱动技术的研究尚不成熟,尤其是在高转矩轮毂电机开发方面,与国外先进产品仍有一定差距,因此我国仍需加强对轮毂电机技术的研发投入,提高核心竞争力,缩小差距,争取达到世界先进水平。
2.轮毂电机技术的轮毂电机技术简介
轮毂电机技术又称车轮内装电机技术,它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内,因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机技术并非新生事物,早在1900年,就已经制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车,在20世纪70年代,这一技术在矿山运输车等领域得到应用。而对于乘用车所用的轮毂电机,日系厂商对于此项技术研发开展较早,目前处于领先地位,包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。
轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要分成两种结构型式:内转子式和外转子式。其中外转子式采用低速外转子电机,电机的最高转速在1000-1500r/min,无减速装置,车轮的转速与电机相同;而内转子式则采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器,为获得较高的功率密度,电机的转速可高达10000r/min。随着更为紧凑的行星齿轮减速器的出现,内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。
3.电动机论文
在费拉里斯和特斯拉发明多相交流系统后,19世纪80年代中期,多沃罗沃尔斯基发明了三相异步电机,异步电机无需电刷和换向器,但长期高速运行,轴承维护保养仍是难题。
二次世界大战后,直流磁轴承技术的发展,使得电机和传动系统无接触运行成为可能,但这种传动系统造价很高,因为铁磁性物体不可能在一个恒定磁场中稳定悬浮。 主动磁轴承的发明,解决了这个难题,但用主动磁轴承支承刚性转子要在5个自由度上施加控制力,磁轴承体积大、结构复杂和造价高。
20世纪后半期,为了满足核能开发和利用,需要用超高速离心分离方法生产浓缩铀,磁轴承能满足高速电机支撑要求,于是在欧洲开始了研究各种磁轴承计划。 1975年,赫尔曼申请了无轴承电机专利,专利中提出了电机绕组极对数和磁轴承绕组极对数的关系为±1。
用赫尔曼提出的方案,在那个年代是不可能制造出无轴承电机的。 随着磁性材料磁性能进一步提高,为永磁同步电机奠定了有力竞争地位。
同时,随着双极晶体管的应用,以及和柏林格尔提出的无损开关电路结合,能够制造出满足无轴承电机要求的新一代高性能功率放大器。 大约在1985年,具有快速和负载能力的功率开关器件和数字信号处理器的出现,使得已经提出20多年的交流电机矢量控制技术才得以实际应用,这样解决了无轴承电机数字控制的难题。
瑞士苏黎世联邦工学院的比克尔在这些科技进步的基础上,于20世纪80年代后期才首次制造出无轴承电机。 几乎与比克尔同时,1990年日本A。
Chiba首次实现磁阻电机的无轴承技术。 1993年,苏黎世联邦工学院的R。
Schoeb首次实现交流电机的无轴承技术。 无轴承电机取得实际应用,关键性突破是1998年苏黎世联邦工学院的巴莱塔研制出无轴承永磁同步薄片电机,电机结构简单,大大降低了控制系统费用,在很多领域具有很大应用价值。
2000年,苏黎世联邦工学院的S。Sliber研制出无轴承单相电机,再一次在无轴承电机研究历史上前进了一步,降低了控制系统的费用,使得无轴承电机实际应用不仅仅是可想的,而且是经济的。
无轴承电机像机械轴承支承的电机一样简单,电气控制系统并不复杂,在很多领域采用无轴承电机也很经济。 我们认为在不久的将来,这种技术在中国将取得广泛的应用。
无轴承电机特点及应用 无轴承电机是根据磁轴承与电机产生电磁力原理的相似性,把磁轴承中产生径向力的绕组安装在电机定子上,通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。无轴承电机具有磁悬浮磁轴承所有优点,需要免维修、长寿命运行,无菌、无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型应用场合。
目前得到了如下应用。 1。
半导体工业 在蚀刻、制板、清洗或抛光等加工过程中需用腐蚀性化学液体,产品质量很大程度上取决于化学液体质量,液体输送泵是关键的一个环节。像酸液、有机溶剂等腐蚀的化学液体,泵必须无污染可靠传输,并且泵要具有抗腐蚀和耐一定温度的要求。
传统气动和薄片泵寿命短,大多数耐温最高只有100℃左右,运动阀和薄片仍然会产生少量的微粒,液体传输也存在着不均匀的脉动,影响了工艺处理质量。采用无轴承电机密封泵能解决传统传输中存在的缺陷,大大满足精密半导体器件生产工艺要求。
目前,功率为300W的无轴承电机密封泵已经在半导体工业得到应用。 2。
化工领域放射性环境或高温辐射环境等恶劣条件下,用无轴承电机密封泵进行废料处理,能解决机械轴承磨损和维修的难题。在化学工业,对有效密封传输和生产系统的需求进一步提高,传统的转轴密封的密封泵,机械轴承需要润滑,据报道80%的故障是由于密封失效引起的,20%是轴承、连接及其它故障。
为了安全生产,免遭环境污染,使用无轴承电机密封泵是最佳选择。目前,苏黎世联邦工学院和Sulzer泵公司合作完成了功率为30kW的无轴承密封泵样机的研制和测试工作,进入了试运行阶段。
3。生命科学领域 心脏是生命的永动机,一旦发生故障难以修复。
利用人工心脏部分或全部替代心脏功能成为心脏病患者生命延续的福音。利用机械轴承的血泵会产生摩擦和发热,使血细胞破损,引起溶血、凝血和血栓,甚至危及病人生命。
苏黎世联邦工学院和Levitronix公司研制成功的无轴承永磁电机驱动的血泵和可以移植到人体内的心脏左心室辅助装置已经在临床中应用。 研究和应用前景 我国开展磁悬浮列车和磁轴承研究多年,自20世纪90年代后期,江苏大学、沈阳工业大学和南京航空航天大学等先后得到了国家自然科学基金资助,开展了无轴承电机研究工作,在理论和实验方面取得了一些成绩。
江苏大学电气信息工程学院朱?秋与瑞士苏黎世联邦工学院J。 Hugel教授等共同开展了功率为4kW的无轴承永磁同步电机研究和应用工作,攻克了传感器检测、功率损耗等关键技术难题,成功研制出世界上第一台功率为4kW的无轴承永磁薄片电机,预计2004年将在化工工业、半导体工业等得到应用。
在美国、日本等国家,无轴承电机在生命科学、制药行业、化工行业、半导体工业、食品工业等领域得到了应用。 随着我国经济进一步发展,在很多特殊的电气传动领域。
4.请问,利用轮毂电机作为驱动的电动汽车是如何实现转向的
兄弟, 很羡慕你能做这个方向! 如果解决这个问题, 那电动汽车就成功一大半了.
除了考虑,驱动力的因素外, 转向角度的控制要点在轮速差, 你可以考虑做一个模型, 来实现四轮联动控制,注意设计好边界条件(驱动力, 转速和转向角度) - 这块儿 没有现成的数据给你参考, 需要你通过模拟试验来完成.
从我接触的知识面来说, 四轮独立控制难度不大, 关键在联动方程的设置, 也就控制器的算法问题.
希望这些能对你有所帮助, 祝早日完成答辩,最好实现产业化.
最近关于轮毂电机电动车很火爆, 貌似奇瑞出了款,可以借鉴下, 不过好像没发布转向参数. 另外, 之前在展会上见过博士的驱动电机,貌似很牛.
若有兴趣, 可以发email: carkin.beater@gmail.com
5.轮毂电机技术的轮毂电机的优点
新能源车型不少都采用电驱动,因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车,抑或是增程电动车,都可以用轮毂电机作为主要驱动力;即便是对于混合动力车型,也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力,可谓是一机多用。同时,新能源车的很多技术,比如制动能量回收(即再生制动)也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。
6.带有轮毂电机的汽车未来前景到底如何
1、省略大量传动部件,让车辆结构更简单
对于传统车辆来说,离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的,而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂,同时也存在需要定期维护和故障率的问题。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除了结构更为简单之外,采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率,同时传动效率也要高出不少。
2、可实现多种复杂的驱动方式
由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,因此无论是前驱、后驱还是四驱形式,它都可以比较轻松地实现,全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向,大大减小车辆的转弯半径,在特殊情况下几乎可以实现原地转向(不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大),对于特种车辆很有价值。
3、便于采用多种新能源车技术
新能源车型不少都采用电驱动,因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车,抑或是增程电动车,都可以用轮毂电机作为主要驱动力;即便是对于混合动力车型,也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力,可谓是一机多用。同时,新能源车的很多技术,比如制动能量回收(即再生制动)也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。
二、轮毂电机的缺点
1、增大簧下质量和轮毂的转动惯量,对车辆的操控有所影响
对于普通民用车辆来说,常常用一些相对轻质的材料比如铝合金来制作悬挂的部件,以减轻簧下质量,提升悬挂的响应速度。可是轮毂电机恰好较大幅度地增大了簧下质量,同时也增加了轮毂的转动惯量,这对于车辆的操控性能是不利的。不过考虑到电动车型大多限于代步而非追求动力性能,这一点尚不是最大缺陷。
2、电制动性能有限,维持制动系统运行需要消耗不少电能
现在的传统动力商用车已经有不少装备了利用涡流制动原理(即电阻制动)的辅助减速设备,比如很多卡车所用的电动缓速器。而由于能源的关系,电动车采用电制动也是首选,不过对于轮毂电机驱动的车辆,由于轮毂电机系统的电制动容量较小,不能满足整车制动性能的要求,都需要附加机械制动系统,但是对于普通电动乘用车,没有了传统内燃机带动的真空泵,就需要电动真空泵来提供刹车助力,但也就意味了有着更大的能量消耗,即便是再生制动能回收一些能量,如果要确保制动系统的效能,制动系统消耗的能量也是影响电动车续航里程的重要因素之一
转载请注明出处众文网 » 轮毂电机毕业论文(轮毂电机技术的轮毂电机技术应用现状)