《电机技术》２００６年第１期

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流电机的换向器和电刷缺点，但目前还存在成本

高，

可靠性和使用寿命比异步电机差等缺点。

开关磁阻电机是一种新型电机，它的结构比

任何一种电机简单，效率可达８５％￣９３％，转速可

达１５０００ｒ／ｍｉｎ，

其转矩－转速特性较好，

在较宽的转

速范围内，转矩、速度可灵活控制，有高的起动转

矩和低的起动功率的特性，但工作时转矩脉动大，
噪声也较大，体积比同功率的异步电机要大一些。

开关磁阻电机的控制系统较复杂，

调节性能和控

制精度要求高。

最近，新的研究方向为：开发用于

电动汽车的永磁混合电动机。

３

电动汽车驱动电机参数的选择

选择电动汽车驱动电机的关键是电动机的机

械特性，

可用Ｔ－ｎ和Ｐ－ｎ曲线表示。

３．１电动机额定功率的选择

电动机的额定功率若选小，电机常在过载下

运行，

因过热而损坏，

不能承受冲击负载或起动困

难。额定功率若选得过大，电机常在欠载下运行，

其效率及功率因数变差，

综合经济效益下降。

正确

选择电动机功率，应考虑电动汽车最高车速、爬

坡、满载加速等性能要求。

（１）

最高车速：

作为城市交通的电动汽车多数

以中、

低速行驶，因此，

最高车速可定得低些。

（２）

加速性能：一般来说，

电动机的储备功率

越高，加速性越好，

但使电机常处于欠载下工作。

为了提高电机的使用效率，其加速性能只要

满足城市车流的需要，

并考虑行驶工况的复杂性，

如坑洼路面、坡度、

满载起动加速等，

要求电机有

一定的过载能力，

高于额定转矩１．５￣５倍的转矩。

同燃油汽车一样，设计时从预期的最高车速来初

步选择电动机的功率，使功率大体等于但不小于

以最高车速行驶时行驶阻力功率之和。

３．２电动机额定转速（或额定频率）的选择

额定功率相同的电动机，

额定转速高时，

其体

积小、

重量轻、

价格低、

效率和功率因数较高，

且可

减少实际运行中整车的机械损耗，

也可为控制系

统提供较大的调速范围。但在汽车的行驶速度一
定时，额定转速越高，则传动速比大，有可能加大

主减速器的速比和尺寸。因此，电动机额定转速的
选择应综合考虑以上因素。
３．３行驶工况与电机机械特性的平衡点

采用交流驱动系统时，电动汽车动力设计要

考虑两个主要的动力与阻力平衡点：一是常规车

速，

等速平地行驶的转矩平衡点，

另一是最高车速

的平衡点。建议常规车速的平衡点应在基频上。

根

据异步电动机调频特性，

最高车速的平衡点实际

上在等功率特性段。

此时，

应合理考虑该工况的转

矩储备和功率储备，

以保证电动汽车的其它动力

性。

４

电动汽车驱动电机的控制策略

电动汽车的电动机有多种控制模式。

传统的

线性控制，如ＰＩＤ，

不能满足高性能电机驱动的苛

刻要求。传统的变频变压（ＶＶＶＦ）

控制技术，不能

使电机满足所要求的驱动性能。

异步电机多采用

矢量控制

（ＦＯＣ），是较好的控制方法。近几年，

许

多先进的控制策略。包括自适应控制、变结构控

制、模糊控制和神经网络控制等适用于电机驱

动。

自适应控制包括自调节控制（ＳＴＣ）

和模型参

考自适应控制（ＭＲＡＣ）。运用ＳＴＣ，

控制器的参数

可以根据系统参数的变化进行自动调整。关键是

用一个识别模块来跟踪系统参数的变化，通过控

制器的自调整模块更新控制器的参数，

以获得理

想的闭环控制性能。运用ＭＲＡＣ，

输出模型的响应

跟踪参考模型的响应，基于利用参考模型和系统

输出差别的自适应算法，

控制器的参数不断加以

调整，从而得到理想的闭环控制性能。现在，

ＭＲＡＣ和ＳＴＣ都用于电动汽车无换向电动机驱动

系统中。

变结构控制

（ＶＳＣ）

已应用到电机驱动中，

与

自适应控制进行竞争。运用ＶＳＣ，

系统提供不敏感

的参数特性，

规定误差动态并简化所执行的操作。

根据开关控制理论，

系统必须按预定的轨道在相

应平面内运行，而不管系统参数如何变化。

模糊逻辑

（ＦＵＺＺＹ）

和神经网络

（Ｎｅｕｒａｌ　Ｎｅｔｗ－

ｏｒｋｓ）

等技术也被引入电机控制领域。

模糊控制是

一种语言过程，

它基于人类使用的先前经验和试

探法则。神经网络控制

（ＮＮＣ）

，

控制器有可能解释

系统的动态行为，

然后自学并进行自我调整。

这种

控制策略能结合其它控制策略形成新的控制模
式，如自适应模糊控制，模糊ＮＮＣ和模糊ＶＳＣ等。

不久的将来，利用人工智能（ＡＩ）

的控制器不需人

现代驱动与控制

Drive & Control