老聽銷售說到同步電機(jī),、異步電機(jī),,對于沒(認(rèn)真)學(xué)過物理的我,完全是懵逼……別急,,接下來慢慢為你解釋,。 作為新能源汽車的“發(fā)動機(jī)”,采用何種電機(jī),,很大程度決定了這款新能源車型的動力表現(xiàn)甚至是油耗表現(xiàn),。當(dāng)前主流的電動汽車驅(qū)動電機(jī),大致分為兩大類,,即交流異步帶電動機(jī)和永磁同步電動機(jī),,為避免下文帶來大家更疑惑的結(jié)局,,簡單來說,這兩者最大的區(qū)別也就是一個有永磁鐵,,一個沒有,。兩者的代表車型也分別為特斯拉和“其他”! 01、交流感應(yīng)異步電機(jī) 定子 轉(zhuǎn)子 交流異步電機(jī)是目前工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一類電機(jī),,其特點是定、轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成,,兩端用鋁蓋封裝,,定、轉(zhuǎn)子之間沒有相互接觸的機(jī)械部件,,結(jié)構(gòu)簡單,,運(yùn)行可靠耐用,維修方便,。交流異步電機(jī)與同功率的直流電動機(jī)相比效率更高,,質(zhì)量約輕了二分之一左右。如果采用矢量控制的控制方式,,可以獲得與直流電機(jī)相媲美的可控性和更寬的調(diào)速范圍,。由于有著效率高、比功率較大,、適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)勢,,交流異步機(jī)是目前大功率電動汽車上應(yīng)用最廣的電機(jī)。 特斯拉電機(jī) 但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下電機(jī)的轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,工作時要保證電機(jī)冷卻,,同時異步電機(jī)的驅(qū)動,、控制系統(tǒng)很復(fù)雜,電機(jī)本體的成本也偏高,,另外運(yùn)行時還需要變頻器提供額外的無功功率來建立磁場,,故相與永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)相比,異步電機(jī)的效率和功率密度偏低,不是能效最優(yōu)化的選擇,。 異步電動機(jī)應(yīng)用的較多的地區(qū)是美國,,這也被人為是和路況有關(guān),。在美國,高速公路已經(jīng)具有一定的規(guī)模,,除了大城市外,,汽車一般以一定的高速持續(xù)行駛,所以能夠讓高速運(yùn)轉(zhuǎn)而且在高速時有較高效率的異步電動機(jī)得到廣泛應(yīng)用,。同樣,,誕生于美國的特斯拉更是異步電機(jī)的忠實粉絲,大功率,、高轉(zhuǎn)速與特斯拉強(qiáng)大的性能表現(xiàn)完美契合,。 2、永磁同步電機(jī) 永磁同步電機(jī)相比異步感應(yīng)電機(jī),,區(qū)別主要在于轉(zhuǎn)子為永磁體,,減少了勵磁所帶來的損耗,定子上安裝有繞組通過交流電來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,,所以冷卻相對容易,。由于這類電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu),工作時不會產(chǎn)生換向火花,,運(yùn)行安全可靠,,維修方便,能量利用率較高,。 永磁式電動機(jī)的控制系統(tǒng)相比于交流異步電機(jī)的控制系統(tǒng)來說更加簡單,。不過永磁材料價格較高,,因此整個電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高,目前只有稀土資源豐富的中國比較傾向于使用永磁電機(jī)的電動汽車驅(qū)動方案,。像日本,、歐洲,,要么是使用輕稀土的永磁材料做永磁電機(jī),,要么是直接改用無需稀土材料,但對控制器設(shè)計要求更高的開關(guān)磁阻電機(jī),。當(dāng)前,,國內(nèi)自主品牌中的大部分車型都是使用永磁同步電機(jī),其傳輸效率更高成為了補(bǔ)貼面前努力提升續(xù)航能力的一大誘惑。 3,、其他類型:直流電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī) 其實在電動汽車發(fā)展的早期,,很多電動汽車都是采用直流電動機(jī)方案,。主要是看中了直流電機(jī)的產(chǎn)品成熟,控制方式容易,,調(diào)速優(yōu)良的特點,。但由于直流電動機(jī)本身的短板非常突出,其自身復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)(電刷和機(jī)械換向器等),,制約了它的瞬時過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高,;而且在長時間工作的情況下,電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗,,提高了維護(hù)成本,。此外,電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的電刷火花會使轉(zhuǎn)子發(fā)熱,,浪費(fèi)能量,,散熱困難,最終無奈退出市場,。 而開關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型電機(jī),,相比其他類型的驅(qū)動電機(jī)而言,開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)最為簡單,,定,、轉(zhuǎn)子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子上沒有繞組,,定子裝有簡單的集中繞組,,具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高,、質(zhì)量輕,、成本低、效率高,、溫升低,、易于維修等諸多優(yōu)點。 不過開關(guān)磁阻電機(jī)有轉(zhuǎn)矩波動大、需要位置檢測器,、系統(tǒng)非線性特性,,磁場為跳躍性旋轉(zhuǎn),,控制系統(tǒng)復(fù)雜等缺點。近年來的研究表明,,通過采用合理的設(shè)計,、制造和控制技術(shù),開關(guān)磁阻電動機(jī)的噪聲完全可以得到良好的抑制,。目前中國國內(nèi)也漸漸有廠家關(guān)注這塊電動汽車驅(qū)動電機(jī)的未來發(fā)展方向,。 總結(jié):一句話概括,永磁同步電機(jī)有永磁鐵,、效率高,,適合非高速路況,大家都在用,!而感應(yīng)異步電機(jī)沒有永磁鐵,、效率一般蠻力挺大,更適合高速長途,,也就特斯拉在用,。 |
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