上期電車插座講解了直流電機,本期將要講解的是交流電機。
交流電機是目前電動汽車使用的最多的類型,無論是感應電機也好還是永磁同步電機也罷,都是交流電機的一種。事實上,交流電機分為異步(感應)電機、同步電機、開關磁阻電機以及永磁混合電機等等。異步(感應)電機又分為繞線電機以及鼠籠電機,同步電機又分為永磁同步電機以及勵磁同步電機。
交流異步電機,也稱為感應電機,它與永磁同步電機一樣,均采用三相繞組。它的脈寬調試機制實現了三相電流的電源轉換,通過變頻器實現電機調速,從而控制其矢量以及扭矩的響應速度,滿足負載需求。繞組中的勵磁電流在定子鐵芯中產生旋轉磁場,在感應電流的作用下推動轉子,進行旋轉運動。根據電磁感應作用,每當轉子電流增加,轉子帶著機械負載開始運動。
交流異步電機的優(yōu)點在于結構簡單,定子轉子無直接接觸,可靠性強,扭矩大,維護成本低。但是其能耗高,轉子發(fā)熱快,功率因數低,需要大容量的變頻器以及冷卻系統(tǒng),造價較高,調速性較差。目前,幾乎只有歐美國家的新能源車型使用這種感應電機,并且特斯拉對于這種電機的青睞超出其他品牌,也造成了特斯拉唯有不斷增加能量密度才能保證續(xù)航的尷尬境地。另一方面,歐美國家稀土資源匱乏,所以永磁同步電機使用較少也是情理之中的事情。
永磁同步電機與感應電機最大的不同,就是輸入調制方波產生旋轉磁場帶動永磁轉子轉動。永磁同步電機的優(yōu)點在于其較大的轉矩和傳動效率、扭矩平臺寬泛、無損耗和散熱、電機結構簡單,并且體積更小。但是,電控系統(tǒng)以及退磁問題目前還無法得以解決,所以未來而言還存在一定的問題。國內永磁同步電機興起是因為它相比其他形式電機更加優(yōu)秀,在體積、性能、效率等方面都占有絕對優(yōu)勢,況且我國是稀土大國,所以永磁同步電機在國內有著豐富的原材料。目前,永磁同步電機主要應用于體積小,且速度、操控性能要求較高的電動乘用車領域。
除此之外,很多國家及企業(yè)都在大力研發(fā)輪轂電機,因為輪轂電機可以解決四驅、穩(wěn)定性、扭矩以及損耗問題,只是同步調解問題讓很多廠家非常頭痛。未來,待技術成熟時,電機扭矩的優(yōu)勢也會隨著輪轂電機的發(fā)展而發(fā)揮更大的作用。
來源:第一電動網
作者:電車插座
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