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高效驱动电机的解说剖析实例,从质料到参数的图文介绍

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1.壳体评价

宝马i3的电机作为独自的总成,并未与加速箱集成。电机总分量约为42公斤,官方发布的数据表现电机功率可达125kw,扭矩可达250Nm。电机定子是热压进铝水套的,水套外圆为螺旋槽和外壳以构成冷却回路。十分轻松的将定子水套从电机外壳中拉出后,可以看到定子内套两头各装有一个大号的O型圈,这两个O型圈可以包管冷却电机的乙二醇冷却剂不会泄漏出来。电机的分量约莫为6.9kg,带有法兰盘的水套的分量约莫为4.6kg,余下的定子铁芯、铜线、绝缘质料等统共有20.8kg。

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2.定子绕组及硅钢片细节


下左图更细致的展示了定子绕组及硅钢片的细节,电机为12极72槽共同,同心绕组,6个并联支路,每槽9匝,每匝12根AWG21圆铜线。电机装有两个温度传感器,一个安置在绕组端部,别的一个安置在转子轴承左近。下右图定子硅钢片并不是完备的圆环型,它是由6块铁芯以拼接的方法构成一个完备的定子铁芯。定子铁芯长度是132.3毫米,外径242.1毫米。

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下图是电机转子,它由转子轴、硅钢片、磁铁、转子端板构成,总分量为14.2kg。转子外径为178.6mm,转子硅钢片的外形有点相似于同步磁阻电机的设计,但它在每极上装有一大一小两个钕铁硼磁钢。为了增加运转时期的齿槽转矩和扭矩脉动,转子钢片轴向上一共分红了6层斜极。
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I3电机转子的磁钢结构和槽形都十分的庞大和特别,目标是减小电机磁链的条件下,增长电感凸极率。电机反电动势很小,但输入扭矩却很大;电机必要弱磁的车速很高(工况很少),而扭矩电流比却做得很大。

3.电机参数

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4.宝马i3逆变器和电机功能评价


为了对电机做更细致的功能测试,如下图,制造了工装夹具,将电机安置在了测试台上作更细致的功能测试。

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下图表现了在差别角度及电流的状况下,电机堵转测试的状况 。图表表现发生250Nm的峰值扭矩必要530A的峰值电流。随着角度的变革,扭矩变革十分平顺,输出最大电流,当角度为135度时,电机输入峰值扭矩。
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下图所示,随着电流的增长,扭矩变革十分线性,这可以标明:就当电机发生250Nm的峰值扭矩时,磁饱和的水平也不高。
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基于360V的电压平台,在差别的转矩和转速下,对宝马i3的电机做了功能和服从测试。在这些测试中,为了发扬体系的最佳形态,电控及电机是被50%的水和50%的乙二醇混淆液冷却,冷却液的流量是10L/min,冷却液的温度坚持在65度。


下图是电机的服从等高图,从中九游会可以看出,电机在2500~9000rpm之间,输入扭矩到达125Nm时的服从可以到94%。

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下图是电控的服从等高图,随着速率的增长,电控服从从88%增长至99%。
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下图是电机和电控的综合服从图,当电机转速高于5000rpm,输入扭矩大于50Nm时,电机和电控的综合服从可以到达90%以上。经过这些测试可以确认,0~4000rpm电机都可以输入250Nm;5000~11400rpm电机可以输入峰值功率125kw。


在可操纵的条件下,对电机在25、50、75kw的功率品级下做一连测试,测试转速为5000rpm、7000rpm及9000rpm。下图表现了电机转速为7000rpm,继续功率辨别为25kw、50kw及75kw时的绕组温度变革。继续输入25kw,半小时后电机温度到达85度;继续输入50kw,半小时后电机温度到达95度;继续输入75kw,半小时后电机温度到达110度。

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下图所示,电机转速为5000rpm,输入功率为50kw,继续如许的工况半个小时,电机温度到达100度。20221022/faad0ee6109874a0d159e8f14c96d9e7.png
别的,宝马i3的逆变器接纳英凌650V/800A的FS800系列IGBT。针对它120KW的功率而言,逆变器搭载的电容仅仅为450V/475μF,也有大概是在电池端另有分外的电容并联。

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