纯电动汽车使用永磁同步电机和异步电机的利
2023年07月19日 静态资讯
纯电动汽车使用永磁同步电机和异步电机的利弊
1.纯电动汽车[电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。]使用永磁同步电机[同步电机,和感应电机(即异步电机)一样是一种常用的交流电机。]和异步电机[异步电动机又称感应电动机,是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。]的利弊
1.永磁同步电机
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场[旋转磁场,磁感应矢量在空间以固定频率旋转的一种磁场;是电能和转动机械能之间相互转换的基本条件。]的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能,永磁同步电机作发电机(generator)用;此外,当定子侧通入三相对称电流,由于三相定子在空间位置上相差120,所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场,转子旋转磁场中受到电磁力作用运动,此时电能转化为动能,永磁同步电机作电动机(motor)用。
优点:
1.效率高:因为它的励磁磁场(转子磁场)是由磁铁提供的,所以省去一部分励磁磁场所需的电能。
2.调速范围大:由于他是永磁作为励磁磁场,因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。
3.体积小重量轻:因为它的结构简单,因此无论体积还是重量都相对较小。
4.发热小,密封性强,免维护。
缺点:
1.抗震性较差:由于现在大部分永磁材料都采用钕铁硼强磁材料,这种材料较为硬脆,因此受到强烈震动有可能会碎裂。
2.抗热冲击较差:由于转子采用磁性材料,而电机在运行或者环境温度过高情况下会引起磁铁退磁,因此会造成动力下降
得益于我国稀土资源优势,电动机主流为永磁同步电动机,如比亚迪,北汽等新能源车企大部分使用的都是永磁同步电机。
2.异步电机
异步电动机,又称感应电动机,是1885年由意大利物理学家和电气工程师费拉里斯发明。它是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。
优点:
1.结构简单稳定性好,抗震动性能优越。
2.不存在衰退现象,因为它的磁场并不依靠磁铁产生,这就使得它的工作温度和退磁性都比永磁同步电机要好。只要不损坏,就不存在动力下降的问题。
3.功率大,恒速性能强,因为它的磁场会根据输入的电流变化而变化(一个可变过程),这就使得它在空载到满载的过程中能够接近恒速变化。
缺点:
1.可调速性不好,因为恒速性能好,自然调速就比较困难,所以装备交流异步电机的特斯拉控制器极其昂贵。
2.需要交流电才能运转,新能源汽车都采用电池供电,电池属于直流电[直流电(Direct Current,简称DC),又称恒流电,恒定电流是直流电的一种,是大小和方向都不变的直流电,它是由爱迪生发现的。],这里就设计直流转交流的过程,而这一过程处理在世界上都还没有一个较为满意的解决办法,更何况特斯拉这种1.9秒破百的电机瞬间电流能够达到上百安倍,这又将是一个挑战。
所以基于机上这些原因,大部分的电动汽车都采用永磁同步电机,而特斯拉这种较为昂贵的汽车才会使用交流异步电机。
2.现在新能源汽车上用的电机是什么电机
新能源汽车的主流电机有直流电机[直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。],异步电机,永磁同步电机三种。
永磁同步电动机其具有转速范围广、功率密度[功率密度是指燃料电池能输出最大的功率除以整个燃料电池系统的重量或体积(或面积),单位是瓦/公斤或瓦/升。]高、工艺简单、体积小且运行可靠耐用的特点,成为主流实至名归。
拓展资料:
在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。
异步电机虽然成本低、维修方便,但效率低、调速性差。只是少量车型选用,但也不乏主流车型,从目前来看,该类电机不会成为趋势。
永磁同步电动机的结构与直流电动机相似,这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时,由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机,所以,在噪音以及控制环节上,永磁同步电动机更胜一筹。
参考资料:搜狗百科:永磁同步电动机
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