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      電動車上永磁電機和交流異步電機的區別

      2018-12-10

      電動車上永磁電機和交流異步電機的區別

          電車的電機種類影響著整車的續航水平,今天我們就來關心一下電動車的動力系統,帶大家了解一下電動汽車上常見的幾種電機及它們都有什么特點,它們是怎么將電能轉化為機械能。

      電動汽車目前常見的就是永磁同步電機和交流異步電機。

      交流異步電機

          先來說交流異步電機,交流異步電機也叫感應電機,主要的組成部件有兩個,一個是定子,一個是轉子。

          定子鐵芯裝在機座中,一般由 0.35mm-0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成,有良好的導磁性能,定子鐵芯的內圓上有分布均勻的槽口,這個槽口就是用來放定子繞組的,繞組就是大家看到電動機中非常密集的古銅色線圈,給線圈通電即能產生磁場(電生磁)。

      電動車汽車的電機通的是三相交流電,磁場的方向會隨著電流方向的變化而變化,從而形成了旋轉的磁場。

          轉子鐵芯同樣由 0.35mm-0.5mm后的硅鋼片疊壓而成,外圓上均勻分布著槽孔,用來安放導電桿(繞組)。

          首先電池組中的直流電通過逆變器變為交流電,供給定子上的繞組線圈,產生旋轉磁場,轉子上的導電桿可以看做導線,這時候雖然導線是靜止的,但是磁場是在旋轉運動的,所以導線不由自主的在做切割磁感線的運動,轉子導電桿中產生感應電動勢,而轉子導線桿又是閉合通路,導電桿中便有了電流產生(磁生電)。交流異步電機就是這樣將電能轉化為了機械能。

      電機轉子旋轉的速度與磁場旋轉的速度有個有個轉速差,轉子的轉速是一直追著磁場的旋轉速度的,這也是其名:交流異步電機中異步之處。

          想要控制交流異步電機的旋轉速度,只需要改變交流電的頻率即可改變定子磁場旋轉的速度,達到控制電機轉速的目的。倒車也不需要額外的倒擋齒輪,只需要改變電源相位的順序即可實現。雖然看上去很簡單,但逆變器在其中默默付出了很多。

      永磁同步電機

          永磁電機在結構上與交流異步電機非常相似,主要的組成部件同樣是定子和轉子,其中定子的結構與交流異步電機上的一致,但轉子由一塊永磁體構成。

          永磁同步電機想要轉起來就非常簡單了,定子上旋轉的磁場吸著轉子上的恒定磁場就轉起來了(同性相斥異性相吸),旋轉速度與磁場旋轉速度一致。

      總結一下這兩種電機的優劣勢

      交流異步電機優勢:

          可靠性好、高轉速性能好、成本易控。

      劣勢:

          功率密度低(同功率水平下個頭大)、能量轉換效率較低(約 85%-90%)、能耗較高(費電)

      永磁同步電機優勢:

      功率密度高、能量轉換效率高(約 90%-95%)、能耗較低。

      劣勢:

          由于永磁體的加入,提高了成本。永磁體在高溫、震動環境下有退磁的風險。

      現階段電動汽車超過 90%均采用交流異步電機或永磁同步電機,因為同等功率下永磁同步電機體積更小,效率更高,得到更多車企的青睞。雖然永磁體高溫下有退磁風險,但似乎一些車企已經克服了這個問題。

          例如即將在國內交付的特斯拉 Model3 上采用的電機也從 ModelS 上的交流異步變為永磁同步,能夠做到 3.5 秒的百公里加速成績,車速超過了 200km/h,國內的比亞迪全新一代唐同樣采用了永磁同步電機,百公里加速做到了 4.4 秒,車速也達到了 180 km/h。

      總結:電動汽車的電機、電控、電池是緊密聯系相輔相成的,三電的水平也是一輛電動汽車的精髓之一。


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