驱动电机与普通电机有何区别？

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电动汽车是汽车行业的发展趋势，大家都知道其原理核心是用电机替代发动机，实现电力驱动。但大家有没有想过电动汽车上的电机和普通电机是否一样呢？答案肯定是否定的，和常规使用感应电机相比，电动汽车电机无论在性能要求和驱动原理上都有较大区别，驱动电机和普通电机如图7-16所示。

新能源汽车用电机的安装环境狭小，其工作环境复杂多变且恶劣——振动大、冲击大、灰尘多、腐蚀严重、高温高湿且温度变化大。因此新能源对驱动电机系统的要求是：
1）电机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩，还应具有自动调速功能，以减轻驾驶员的操纵强度，提高驾驶的舒适性，并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。
2）能够承受4～5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，并能够实现四象限的运转，高效率地回收电动车辆在制动时反馈的能量。
3）高电压、高转速。有利于提高电机的比功率，减小电机的尺寸，降低电机的重量和各种控制装置和导线的截面积。有利于在电动车辆上进行安装和布置，可以降低成本。
4）电动汽车电机应该具备较大范围的调速能力，在低速时具有较大的转矩，在高速时具有高功率，能够根据驾驶需要，随时调整电动汽车的行驶速度和相应的驱动力。
5）电动汽车电机应该具备良好的效率特性，在较宽的转速/转矩范围内，获得最优的效率，提高一次充电后的持续行驶里程，一般要求在典型的驾驶循环区，获得85%～93%的效率。
6）电动汽车电机的外形尺寸要求尽可能小，质量尽可能轻，功率密度最优化。
7）电动汽车电机应该具备良好的可靠性，耐温和耐潮湿性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作，运行时噪声低，维修方便。
8）可以结合驱动电机控制器有效地回收制动产生的能量。
为什么说驱动电机是核心部件？
驱动电机、电控系统、动力蓄电池是纯电动汽车的核心部分，称为“三电”。
驱动电机按照驾驶人的意图将动力电池的高压直流转变成驱动电机的高压三相交流电，从而使驱动电机产生旋转力矩，并通过传动装置将驱动电机的旋转运动传递给车轮，实现车辆的行驶，如图7-17所示。

目前，驱动电机不仅可以驱动车辆，而且可以进行制动能量回收。
驱动电机在制动、缓慢减速时，通过整车电控单元发出相应指令使驱动电机转为发电机发电工况，此时驱动电机会将车辆动能转化为电能，如图7-18所示，然后通过驱动电机控制器以电能形式向动力电池充电。

驱动电机相当于传统汽车上的哪个零部件？
在电动汽车上，驱动电机替代了传统汽车上的发动机和发电机，如图7-19所示。发动机通常是把化学能转化为机械能驱动车辆行驶，而驱动电机将电能转化为机械能驱动车辆行驶。发电机通过将机械能转化为电能并储存在蓄电池上，驱动电机通过制动能量回收功能将车辆机械能转化为电能储存在动力电池上。

驱动电机安装在什么位置？
如图7-20中标注所示，驱动电机装在前机舱动力总成支架下面，与减速器、传动半轴连接。

旋转变压器有什么作用？
旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器，由旋变线圈等组成，如图7-21所示。它是一种测量用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，驱动电机用其检测电机转子位置，由控制器解码后可以获知电机转速。

旋转变压器在运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感器和测量用。磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内，固定不动。但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。两相绕组输出信号，仍然随转角作正弦变化的、彼此相差90°的电信号。转子磁极形状做特殊设计，使气隙磁场近似于正弦形，转子形状的设计也必须满足所要求极数，也就是说，转子的形状决定了极数和气隙磁场形状。
旋转变压器是如何工作的？
旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的一次、二次绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数。而旋转变压器的一次、二次绕组随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系。其中定子绕组作为变压器的一次侧接励磁电压，转子绕组作为变压器的二次侧，通过电磁耦合得到感应电压。旋转变压器的结构简图如图7-22所示。一次侧作为转子，二次侧作为定子。随着两者相对角度的变化，在输出侧就可以得到幅值变化的波形。旋变输出信号幅值随位置变化而变化，但频率不变。

旋变的转动位置与输出电压的关系如图7-23所示。图（a）所示为在两线圈夹角为0°时，输出电压的大小与输入电压的大小基本相同，频率也相同。图（b）所示为在两线圈夹角为90°时，输出电压与输入电压相差最大，输出电压为0。图（c）所示为在两线圈夹角为0°～90°范围内时，输出电压小于输入电压但不为0。图（d）所示为在两线圈相位差为180°时，输出电压与输入电压大小基本相同，方向相反。

周春文

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