电机达人浅谈电动车无刷电机的额定效率与最高效率的简便计算方法

四川办事处

其实控制器加电机就是一个变压器

(原)jcq

前级功率调整电路实际就是一个可调电流源，工作在两象限范围之内，功率可以双向流动。电路设计我认为可以参考有刷电机控制器，如果增加高频滤波电感就更好了，只要部分削减作用在电机铁心的高频涡流损耗就可以抵消因为增加串联MOS带来的损耗。前级输出电容只需要滤除高频分量，避免辐射干扰即可，CBB本来已经是控制器的标配了，没有增加什么成本。另外的一个好处是可以方便的测量相电流，可以彻底保护功率管。看看现在的控制器在康铜丝后面的巨大电解电容，功率管的瞬间过流不可避免吧？

wch222222

我可以评论吗？
Amin 发表于 2013-8-22 19:31

热烈欢迎！

(原)jcq

呵呵，说电机怎么说到控制器上了？还是说电机吧！
经历降低电机内部电阻损耗绝对是正路，可以提高工作效率，增大启动扭矩，降低发热。如果继续提高电机性能，我感觉应该要扁铜线绕制了，这样槽满率才能达到极限。许多启动机和直流牵引电机都是扁铜线的，以前我维修过一台6000V的高压电机也是扁铜线焊接的，这是大功率绕不开的。
如果把绕组电阻降低到极致，就会出现一个可笑问题，引线电阻超过绕组了！怎么办？加粗引线是增加无谓的成本。最好的办法就是缩短引线！结果就是控制器复合进电机内部，功率管直接固定在定子支架上面，引线就接在功率管上面，扭矩效率发挥到极致了！散热问题怎么办？一个效率很高的电机温升是有限的，况且还有控制器的温度检测呢，升级板就选择水冷电机了。

(原)jcq

对于输电来说，直流输电效率超过交流输电，控制器三相输出与直流输入引线效率是不同的，首先相电流在启动和低速段远远超过电池电流。还有就是脉冲电流的焦尔热要超过稳恒电流，一个50%占空比的100a脉冲与50a稳恒电流损耗是不同的，因为热量是电流的平方，越高的脉冲发热越厉害。所以说把控制器复合在电机内部可以降低损耗，甚至可以像汽车那样用车架做负极，只有正极引线连接，大电流成本整体才能降低。

wch222222

对于输电来说，直流输电效率超过交流输电，控制器三相输出与直流输入引线效率是不同的，首先相电流在启动和低速段远远超过电池电流。还有就是脉冲电流的焦尔热要超过稳恒电流，一个50%占空比的100a脉冲与50a稳恒电流 ...
jcq 发表于 2013-8-22 20:51

想法很好，只是依目前的技术这思路不现实，极速时单电机的发热就够厉害的，加入控制器在内部无疑雪上加霜。

(原)jcq

轮毂电机属于低速电机，铁损所占比例不大，多极结构导致绕组冗长，所以铜损是电机的主要损耗。达人也是通过降低电机最大损耗来提高电机效率的，增加槽满率绝对是正确的。
如果说今天的电机为什么如此发热？其实我认为仍然是成本问题，本来电机就没有那么大的额定功率，极度虚标，电流密度超大！即使这样还被挖掘潜力超压工作，其实超压不超流是可行的，毕竟是低速电机嘛！但是某些大侠说超压2倍，功率大4倍，这样超流能不热吗？在
其实抛开成本因素说，电机应该选功率余量大一些的电机，选择效率平台宽的电机，选择低功率时效率高的电机，

(原)frh206

前级功率调整电路实际就是一个可调电流源，工作在两象限范围之内，功率可以双向流动。电路设计我认为可以参考有刷电机控制器，如果增加高频滤波电感就更好了，只要部分削减作用在电机铁心的高频涡流损耗就可以抵消因 ...
jcq 发表于 2013-8-22 20:03

这位兄弟很有想法。希望多来发表下想法。大家都学习提高。
你的想法我基本都同意，下面说个不太同意的。
如果参考有刷电机控制器的方法，我认为不是增加高频滤波电感更好，而是必须增加这个电感。否则mos瞬间电流太大。我简单举例。如果前级的电池电压是48v，这个dc输出后级是8v时，那么dc上mos管的压降是40v。那么mos打开时电流怎么变化呢？是40v的压降加到mos和它前后的引线上(其实相当于40v的电源直接把mos短路），因为引线上电感量非常小，mos电流会瞬间升高，us或几十us级别就超过mos的最高承受电流，所以基本不可控。为了让电流不是瞬间升高，才需要加电感线圈。 并且电感值越大电流上升越慢。不过电感值大的同样体积电感磁饱和电流小。所以这个地方是需要比较大体积电感的。（具体大小要根据这个DC的设计最大输出功率决定）。

(原)frh206

轮毂电机属于低速电机，铁损所占比例不大，多极结构导致绕组冗长，所以铜损是电机的主要损耗。达人也是通过降低电机最大损耗来提高电机效率的，增加槽满率绝对是正确的。
如果说今天的电机为什么如此发热？其实我认 ...
jcq 发表于 2013-8-22 21:18

电机一般超压2倍，功率不是超4倍，是超4-8倍之间。和车子行驶速度处于哪个阶段有关系。如果车子没任何风阻，只有轮子滚动摩擦阻力，则超压2倍，功率超4倍，如果车子忽略轮子滚动摩擦阻力，只考虑风阻（或者说在高速阶段，风阻起主导作用），则超压2倍，功率基本超8倍。我们一般的车子这2个阻力都不可忽略，一般超压2倍，功率超5-6倍左右。
另外轮毂电机尽管属于低速电机，但是霍尔换相频率可是超级高（甚至比高速中置电机都高），常见轮毂电机转动一圈，霍尔换相100多次。在车子100-200时速时，换相周期是上百us级别。 不过这时电机绕组内阻降低仍然是显著比高内阻电机效率高。当然低内阻电机在起步加速阶段的高效率优势更加明显。

wch222222

不错不错！论坛需要这样的氛围！