关于电机效率曲线的疑问

danran

[这个贴子最后由danran在 2005/06/04 08:13pm 第 1 次编辑]

关于电机效率曲线的疑问
电机的效率曲线，如图（常州吉庆电机厂网页提供）
[SYX192-180型电动自行车轮毂电机效率曲线图]


上述曲线，看来似乎所有参数都是转矩的函数，当然，条件是输入电压恒定，稳态
那么是否我们对电动车的分析走入了歧途？？
我们用于调速的控制器，相当于是在调整电机的输入电压，那么在输入电压变化的前提下，上图的分析意义就没有那么直接了；
首先，假设同样的路面情况下，调整电动车速度到不同的稳态，比如，10公里时速或20公里时速，电机的效率并不是这两个速度等效的电机转速在图上对应得效率点，而是这时的实际转矩对应得效率点；由于风阻随着速度的增加，应该是比线性更高的速度增加，具体要看流体力学的定义了，实际阻力为摩擦阻力加风阻，更是非线性的。这样很多厂家挑选电机的出发点就 产生了问题。
其次，上坡下坡时，阻力的增加折算到扭矩上，显然大轮车需要付出的代价更大，同样的电机，效率点的移动影响更大，
第三，如果要考虑车的续航力，经济速度并不是图中效率最高点对应的转速，而是图中效率最高点对应得扭矩，换算成车轮的驱动力（和车轮直径有关）后，在电动车的速度——阻力曲线中找出相应得阻力点对应得速度。
请大家讨论

01

是有这个问题，而且还有很多问题，现在所谓“正常行驶”的范围太小。

danran

换言之，电压应该作为参变量体现在效率图中，也就是像晶体管特性一样，会有一族曲线来描述不同情况下的电机工作

水穷云起

直流电机的效率同电压关系不是很大，而且可以认为电动自行车电机一般工作在额定电压的一半以上电压，在效率曲线中可以忽略电压影响。

danran

比方说，我的电动车，平路无风，电子速度表指示为26-28公里。可是，城市里很多时候由于交通拥挤，速度有时需要到10-15左右匀速行驶。没有做过试验在这两种情况下输出功率会相差多大。换言之，一般在负载图中，扭矩增大，转速降低，这种情况适应上坡或迎风等情况，而实际使用中，主动降低速度的问题实际是扭矩减小，转速降低。这时候的效率变化显然需要分析。
这个问题的来源是，我一直想建立一种“经济巡航”的算法，就是通过测量电机电流，车速，得到一个在某种负载条件下的合理车速，使车续航里程最长。
其实，电池，控制器，电机，车体应该在设计的时候综合设计，动力组的特性应当与车行的负载特性符合。

水穷云起

简易款电动自行车，车速控制在10-15KM/H（用转把控制）时续行最长。

danran

简单说，平路上，手柄旋到底，速度加到最大，阻力也大；要是手柄旋到中间慢慢开，阻力就小。这两种情况哪种效率高？续航力长？从图中似乎有相应转速对照扭矩，再由扭矩对应效率，然而这是错的。因为这时的低速是降低电压造成的。

水穷云起

实际上还要考虑摩擦阻力和风阻的影响。时速15以上就不能忽略风阻。

danran

对，我们反过来想，如果我是电动车厂，应该如何设计？？是在10-15公里范围内设为续航里程最长，还是最高速度续航里程最长？还是其他的什么速度？我认为，在20公里时速左右，设为高效区，上坡12到15公里相对高效，这样可以保证续航里程的前提下，安全快速的到达目的。