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      不同類型電機簡介與比較

      2018-06-07

      感應電機

          電機,顧名思義,就是電能和機械能轉換的裝置。任何電機既可以做電動機運行,也可以做發電機運行,其本身不產生能量,只是實現機電能量的轉換場所,但轉換過程中的損耗會轉換成熱量,所以任何電機的設計包括電磁設計,機械設計和熱設計,大家比較關注電功率,機械功率,損耗和效率,溫度等性能參數。

      根據結構和應用場合不同,電機種類可謂繁多。

          直流電機是電機家族里最古老的發明,其發明人就是大家耳熟能詳的法拉第,傳統直流電機主要由轉子上的電樞繞組,定子上的勵磁繞組,定、轉子鐵心,機座和電刷,換向器構成,勵磁繞組提供勵磁磁場,電樞繞組提供產生轉矩的電流。

          直流電機有勵磁繞組和電樞繞組,通過控制勵磁繞組的電流可以控制磁場的大小,通過控制電樞繞組的電流可以調節轉矩大小,所以直流電機最大的優點是控制性能好,可以僅僅通過外接可變電阻就能近乎線性的調節電機的輸出轉速和轉矩。但因電刷的存在,可靠性低,維護成本高,且由于電刷接觸電阻和外接電阻引起的額外損耗較大,電機效率比較低。目前新研制的電動汽車基本已不再采用有刷直流電機,一般只用在車窗升降,驅動雨刮等地方,且有用電子換向器取代電刷換向器的趨勢。

          感應電機的發明者是另一位科技大牛特斯拉,一般其定子鐵心上埋有三相交流繞組,轉子由鐵心和短接的籠型繞組組成,當定子繞組中通以三相交流電時,將產生一合成的空間同步旋轉磁場,切割轉子繞組,從而在轉子籠型繞組中生成電流,該電流又會受到磁場的作用而產生電磁力,驅動轉子旋轉。

          因其轉子上不需要電刷,結構簡單,可靠性好,生產技術比較成熟,在工業生產中廣泛使用。現在有用于一些客車,但因功率密度較小,控制復雜,在乘用車上用得很少。同步電機的定子結構跟前面的感應電機一樣,都是屬于交流電機,只有定子繞組通過對稱的交流電,就會在氣隙中產生一定的旋轉磁動勢。而與異步電機不同的是其轉子轉速與旋轉磁場的轉速一致。其轉子凸極上纏有繞制好的勵磁繞組并通過軸上的滑環和電刷引出。即其勵磁磁動勢是通過外接的直流電提供。所以其控制性能比較好,功率因數和效率都可以做得比較高。但是因為需要外接勵磁機,體積較大,電刷滑環需要定期維護,所以這種電機多用于電廠發電機,在汽車上比較少見。

          新能源汽車上使用最多的是永磁同步電機,與前不同的是其轉子鐵心沒有繞組,只有表貼的或內置的永久磁鋼,其勵磁磁場就是由這些磁鋼產生,通過與定子產生的旋轉磁場作用而發生機電能量轉換。因為汽車需要經常調速,電機的轉速設計得比較高,所以右邊這種內置磁鋼的永磁同步電機因其機械強度好更有優勢,而且對于這種內置磁鋼的電機具有比較高的磁阻轉矩,更利于節省磁鋼用量,提升弱磁性能。

      本文網址:http://www.woniu69.com/news/416.html

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