電動式拖拉機驅(qū)動電機的參數(shù)匹配計算案例在電動拖拉機驅(qū)動系統(tǒng)之中其重要部件就是驅(qū)動電機，電動拖拉機動力多寡取決于驅(qū)動電機性能的優(yōu)劣。在本節(jié)內(nèi)容中也針對驅(qū)動電機性能參數(shù)以及類型展開匹配，除此之外還細致分析其特性。1.1驅(qū)動電機類型選擇(1)驅(qū)動電機的類型選擇截止現(xiàn)在來看，通常看到的驅(qū)動電機類型涵蓋感應電機和直流電機以及永磁無刷電機等。它們的驅(qū)動性能比較如表3-1所示：表3-1常用驅(qū)動電機主要性能比較電機類型直流電機 感應電機 永磁無刷電機 開關(guān)磁阻電機功率密度低中等高中等扭矩小中等大中等使用壽命短長較長長噪聲/振動大小小大轉(zhuǎn)矩波動強弱弱強過載能力低高高高技術(shù)成熟度成熟成熟較成熟較成熟尺寸/重量/體積大較小小較小可靠性差好較好好控制復雜程度簡單較簡單較簡單中等成本低低高較低效率低較高高較高由于電動拖拉機作業(yè)環(huán)境復雜特殊，并且牽引農(nóng)具作業(yè)時產(chǎn)生載荷波動，因此其驅(qū)動電機要滿足以下要求：1)有較大的啟動轉(zhuǎn)矩和較強的過載能力以保證能夠適應工作載荷突變和短距離轉(zhuǎn)移爬坡所需。2)具有較寬的調(diào)速范圍和高功率密度，操控性和可靠性要比較好，能夠頻繁的啟動停車、加速減速。3)具有較強的防塵和防水能力，以適應田間復雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境。4)尺寸體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。通過對表3-1中四種常用驅(qū)動電機主要性能比較，再結(jié)合電動拖拉機對于驅(qū)動電機的要求，永磁無刷電機剛好具有大扭矩，高功率密度，操控性和可靠性較好，尺寸小結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點，因此本文選擇永磁無刷電機作為電動拖拉機驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動電機。1.2驅(qū)動電機的參數(shù)確定串聯(lián)式混合動力拖拉機的驅(qū)動力由驅(qū)動電機提供，因此驅(qū)動電機功率的選擇尤為重要，需要滿足拖拉機在不同工況下的功率要求。而驅(qū)動電機的功率由輸出的驅(qū)動力和行駛速度決定，因此驅(qū)動電機輸出的驅(qū)動力需大于拖拉機在不同工況下所受的阻力。1)犁耕工況所需功率當拖拉機處于犁耕工況時，拖拉機所受阻力包括犁耕阻力、滾動阻力、空氣阻力和加速阻力，由于拖拉機的行駛速度較低、變化范圍較小，故空氣阻力和加速阻力忽略不計:犁耕阻力為克服配套樺式犁產(chǎn)生的牽引阻力，計算公式如下:Fq0式中：Fq0k——為土壤比阻，kPa;Z——為犁樺數(shù);b——為犁體耕作幅寬，cm;h——為耕深，cm。滾動阻力代表的是拖拉機處于作業(yè)狀態(tài)下因為路面變形和輪胎變形等原因而出現(xiàn)同滾動方相反作用的力，具體計算公式是:Ff=f?ms?g式中:Fff——為滾動阻力系數(shù);ms——為拖拉機使用質(zhì)量，kg;g——為重力加速度，m/s2。基于此，在犁耕工況基礎(chǔ)上，拖拉機需要的牽引力Fq:需要超過滾動動力以及犁耕阻力之和，即:F代入相關(guān)參數(shù)得Fq1故驅(qū)動電機需提供的功率P1為:P1=式中，v——為拖拉機在犁耕工況下的行駛速度，km/h取20km/h，得P1為30.5kW。2)運輸工況所需功率假如拖拉機在運輸工況前提下，拖拉機承受到的阻力涵蓋坡度阻力和滾動阻力還有空氣阻力等，將加速阻力和空氣阻力進行忽略。拖拉機處于平坦道路執(zhí)行運輸任務(wù)過程中，承受到的滾動阻力是:Ff拖拉機處于坡道執(zhí)行運輸任務(wù)過程中，承受到的滾動阻力是:Ff式中，f——為滾動阻力系數(shù);a——為坡度角，rad當拖拉機在爬坡時，重力順著坡面分力致使坡度阻力Fg產(chǎn)生，具體計算公式是Fg=ms?g?sina基于此，當處于運輸工況前提下，拖拉機需要的牽引力Fqz需要比坡度阻力以及滾動阻力之和大，即:Fqz>Ff故驅(qū)動電機需提供的功率P2為:P2=Fq2在上述公式里面，拖拉機基于輸出工況基礎(chǔ)上的速度使用V2表示，km/h由于拖拉機處于工作狀態(tài)下路況以及農(nóng)具會產(chǎn)生改變，因此需要將10%-20%的功率儲備預留出來，所以，最大功率Pm的公式是:Pm=1.1-1.2max(P1,P2)(3-9)代入相關(guān)參數(shù)得Pm為36.8kW。以驅(qū)動電機為例，其理想狀態(tài)下的扭矩/功率特性曲線是：首段是恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，高轉(zhuǎn)矩固定不變以及功率持續(xù)增加從而確保加速平滑且快速，能夠在重負荷環(huán)境下開展作業(yè)；接下來一段是功率區(qū)域，功率恒定以及轉(zhuǎn)矩逐步減少能夠確保高速平穩(wěn)行駛，其能夠使用到輕運輸作業(yè)任務(wù)中；最后一段是功率減弱區(qū)域。圖3-2 電機的轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩特性圖首先根據(jù)整車的最高車速要求匹配電機功率，公式如下：Pmax1=mgvmax式中，Pmax1是最高車速需求功率，拖拉機半載的質(zhì)量m=1750kg，重力加速度g=9.8m/s2，傳動系效率ηt=0.92，滾動阻力系數(shù)f=0.012，風阻系數(shù)CD=2.8，迎風面積A=2m2；由此公式可得車速與功率的關(guān)系曲線，如圖圖3-3 車速與功率的關(guān)系曲線再根據(jù)拖拉機的最大爬坡度進行匹配，Pmax2=mgvmax8630ηm1950kgvp=10km/h，αmax大爬坡度；由公式（3-11）可得最大爬坡度與功率的關(guān)系如圖3.6圖3-4 爬坡度與電機功率的關(guān)系綜上所述，本