特斯拉电机系统的毕业论文

摘 要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率[1]。本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案，控制电路由软件实现系统的功能，取代传统的双闭环调速系统。系统用一台单片机及外部扩展设备代替原模拟系统中速度调节器、电流调节器、触发器、锁零单元和电流自适应调节器等，从而使直流调速系统实现数字化[2]。

电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏，以电动机代替燃油机，由电机驱动而无需自动变速箱。特斯拉的动力系统分为四部分：储能系统（ESS）、功率电子模块（PEM）、电动机(EM)、顺序手动变速箱(SMT)。

由 6,831 块锂离子电池组成的储能系统 ESS，输出直流电 DC是其动力之源。ESS统输出的直流电经过功率电子模块 PEM 逆变成交流电 AC，为交流电动机供电。因此我们可以确定，特斯拉汽车是属于交流调速系统。MODEL S 60 后置后驱；MODEL S 8 5 前置后驱；MODEL S 60D 和MODEL S 8 5D 都是双电机四驱。

特斯拉汽车的交流调速系统较直流系统相比，有单电机结构简单、电机坚固耐用且重量轻、功率因数高、谐波小、调速的动态性能好和电机效率高的优势。这些优势在满足日常用车是动态响应高的场合的同时，还能达到较好的节能效果，因此说这套系统所以经济可靠，且便于日常维护不为过。

特斯拉搭载的3 相，4 极感应电动机可在约四秒加速到 60 英里每小时，最高速度能达到大约 130 英里每小时，甚至可以在非常低的转速产生较大的扭矩，并使电动机维持在大马力状态，它可以达到 13000 转，这是大多数内燃机无法做到的。这么一个强大的“心脏”，它的重量只有70 磅。

特斯拉汽车的交流调速系统

由于储能系统 ESS 输出的是直流电，要想为交流电动机供电，必须首先将直流电逆变为交流电，这一功能是由功率电子模块 PEM 完成。特斯拉汽车的功率电子模块使用 72 个绝缘栅双极晶体管（IGBT）将直流电转换为交流电。除了控制充电和放电速率，功率电子模块还控制电压等级、电机的 RPM（每分钟转数）、转矩和再生制动系统。该制动系统通常通过制动捕获动能，并将其反馈传输回 ESS。电池组、功率电子模块和电机系统的效率和集成能够达到 85 至 95％，从而使马达输出可达 185 千瓦的功率。

特斯拉汽车电驱动的优点：1、交流电机结构简单，便于日常维护；2、交流电机坚固耐用、重量轻，需要动态响应高的场合（精密、高速控制）时优势显著；3、调速的动态性能好，经济可靠；4、功率因数高、谐波小；5、电机效率高、节能效果好（相比直流综合节电率在 15-25%）。特斯拉汽车电驱动的缺点：1、线路复杂，控制难度大；2、交流变频调速装置初期投入成本略高。特斯拉不同于传统的汽油动力车，其动力系统主要由四个部分组成：储能系统、功率电子模块、电动机、顺序手动变速箱。它的储能系统 ESS 由 6,831 块锂离子电池组成，输出直流电 DC，是电动车的动力之源。储能系统输出的直流电经过功率电子模块 PEM 逆变成交流电 AC，为交流电动机供电。

首先特斯拉汽车的电驱动系统是由4个方面组成的，那么这就在很大程度上加强了，整个系统的一个持久性和耐电力，同时它的安全性能也会有一定的提升，我觉得这是它最大的一个优势。但是每一件物品都是会有它的一定的缺陷的，我觉得对于特斯拉汽车来说，它的缺点可能就是一些线路比较复杂，所以在发生一些情况的时候，我们不能够很好的去解决它，同时它的成本也是过高的，这也就导致了这一款车它的一个价格会比较的昂贵一些。