在早期开发的混合动力汽车上多使用直流电动机,但在新研制的混合动力汽车上已基本不再使用直流电动机。直流电动机具有优良的电磁转矩控制特性,调速比较方便,控制装置简单、价廉;但效率较低、重量大、体积大、价格高。 (1)直流电动机的种类和基本性能在混合动力汽车上,最常采用的包括他励直流电动机和串励直流电动机。 ①他励直流电动机。可以分别控制励磁电流和电枢电流,来实现对他励直流电动机的控制。他励直流电动机具有线性特性与稳定输出特性,可以扩大其调速范围,可以实现在减速和制动时的再生制动,回收一部分能量。 ②串励直流电动机。励磁电流与电枢电流相等,能获得每单位电流的最高转矩,启动转矩大,具有较好的启动特性以及较宽的恒功率调速范围,有助于提高混合动力汽车的动力性能。
(2)直流电动机的控制系统直流电动机在电源电路上,可以采用较少的控制元件,通常用斩波器来控制,最常采用的有IGBT电子功率开关的斩波器用作控制装置。IGBT斩波器是在直流电源和直流电动机之间的一个周期性的通断开关装置,斩波器按照直流电动机输出转矩的需要,脉冲输出和变换直流电动机所需电压从零到最高电压,和直流电动机输出的功率相匹配,来驱动和控制直流电动机运转。IGBT斩波器已经商品化,可以供用户选用。
(3)直流电动机的特点直流电动机的电枢和磁场可以分别控制,所以控制起来比较容易,而且控制性能较好,直流电动机的容量范围很广,能够根据所需的转矩和最高转速来选用所需要的容量,市场上具有各种不同结构的直流电动机供选用。直流电动机的制造技术和控制技术均较为成熟,驱动系统较便宜。
由于直流电动机在结构上有电刷、换向器等接触零件,它们容易磨损,在高速旋转时电刷和换向器之间会产生火花,严重时形成“环火”,限制了直流电动机转速的提高。直流电动机相对于其他电动机,结构比较复杂,体积较庞大,也较笨重,对使用环境要求高,可靠性较差,价格高,需经常维护和修理。
