交流感应电机[]

1. 交流感应电机结构及原理

交流感应电机又称异步电机，主要由转子和定子构成，在转子与定子之前没有相互接触的滑环、换向器等部件。在运行时，定子通过交流电而产生旋转磁场，旋转磁场切割转子中的导体，在转子导体中产生感应电流，转子的感应电流产生一个新的磁场，两个磁场相互作用而使转子转动。

2. 交流感应电机特性

交流感应电机具有结构简单、成本低、效率较高和免维护等一系列优点，目前已经成为工业中应用最为广泛的拖动电机。三相交流感应电机结构简单，可靠性好，使用寿命长，功率范围宽，转速可达到12 000～15 000 r/min。冷却方式可采用空冷或水冷，对环境适应性好，并能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电机相比，其效率较高，质量小，价格便宜，维护方便。其不足之处在于耗电量较大，转子容易发热，功率因数较低，并且调速性能相对较差。

3. 交流感应电机控制

相对于直流电机而言，交流感应电机的调速系统比较复杂。由于动力电池和燃料电池输出直流电，因此必须先将直流电转变为交流电才能驱动交流感应电机，实现变流的装置称为逆变器。逆变器的工作原理是通过电力电子器件的开关及合理的变流电路将直流电逆变成交流电。现代电力电子技术的发展，为交流感应电机调速性能的改善提供了硬件条件。

感应电机的转速公式为

式中，n, f, pn和s分别为电机转速、供电频率、极对数和转差率。由式（5.1）可以看出，电机调速方法主要包括转差率调速、变频调速、变极对数调速等方案。这些方案主要应用于20世纪90年代早期的电机中，但是因转速控制范围小，转矩特性不理想，对于需频繁起动、加减速的电动车并不适合。

近年来，交流感应电机多采用矢量控制技术。矢量控制理论日趋成熟，在线能准确辨识电机的参数，控制性能已基本满足电动汽车的动力性要求。矢量控制策略的方案有很多，常见的有转差频率矢量控制、无速度传感器矢量控制、参数自适应补偿矢量控制等。随着微处理器运算能力越来越强大，处理复杂算法的实时性也越来越有保障，其应用范围会更广泛，国内外研制生产的电动汽车几乎全部采用各种类型的矢量控制系统。

随着交流电机在电动车驱动系统中的应用，基于模糊控制、自适应控制、神经网络、鲁棒控制、滑模控制思想的控制算法也越来越多地被应用到电机控制中。