無論是異步電機(jī)還是同步電機(jī),功率/質(zhì)量都不是常數(shù),這個(gè)比值隨著頻率的升高而升高,轉(zhuǎn)速范圍受轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡量,振動(dòng),噪聲,軸承的最高轉(zhuǎn)速以及離心力的限制,各有不同,都可以做到10000rpm以上。
永磁同步電機(jī)
永磁同步電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī),永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下通過電樞反應(yīng),感應(yīng)三相對(duì)稱電流。此時(shí)轉(zhuǎn)子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,永磁同步電機(jī)作發(fā)電機(jī)(generator)用;此外,當(dāng)定子側(cè)通入三相對(duì)稱電流,由于三相定子在空間位置上相差120,所以三相定子電流在空間中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到電磁力作用運(yùn)動(dòng),此時(shí)電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,永磁同步電機(jī)作電動(dòng)機(jī)(motor)用。
優(yōu)點(diǎn):
1.效率高:因?yàn)樗膭?lì)磁磁場(chǎng)(轉(zhuǎn)子磁場(chǎng))是由磁鐵提供的,所以省去一部分勵(lì)磁磁場(chǎng)所需的電能。
2.調(diào)速范圍大:由于他是永磁作為勵(lì)磁磁場(chǎng),因此調(diào)整電流與頻率即可很大范圍調(diào)整電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速。
3.體積小重量輕:因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此無論體積還是重量都相對(duì)較小。
4.發(fā)熱小,密封性強(qiáng),免維護(hù)。
缺點(diǎn):
1.抗震性較差:由于現(xiàn)在大部分永磁材料都采用釹鐵硼強(qiáng)磁材料,這種材料較為硬脆,因此受到強(qiáng)烈震動(dòng)有可能會(huì)碎裂。
2.抗熱沖擊較差:由于轉(zhuǎn)子采用磁性材料,而電機(jī)在運(yùn)行或者環(huán)境溫度過高情況下會(huì)引起磁鐵退磁,因此會(huì)造成動(dòng)力下降
得益于我國(guó)稀土資源優(yōu)勢(shì),電動(dòng)機(jī)主流為永磁同步電動(dòng)機(jī),如比亞迪,北汽等新能源車企大部分使用的都是永磁同步電機(jī)。
異步電機(jī)
異步電動(dòng)機(jī),又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī),是1885年由意大利物理學(xué)家和電氣工程師費(fèi)拉里斯發(fā)明。它是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定性好,抗震動(dòng)性能優(yōu)越。
2.不存在衰退現(xiàn)象,因?yàn)樗拇艌?chǎng)并不依靠磁鐵產(chǎn)生,這就使得它的工作溫度和退磁性都比永磁同步電機(jī)要好。只要不損壞,就不存在動(dòng)力下降的問題。
3.功率大,恒速性能強(qiáng),因?yàn)樗拇艌?chǎng)會(huì)根據(jù)輸入的電流變化而變化(一個(gè)可變過程),這就使得它在空載到滿載的過程中能夠接近恒速變化。
缺點(diǎn):
1.可調(diào)速性不好,因?yàn)楹闼傩阅芎?,自然調(diào)速就比較困難,所以裝備交流異步電機(jī)的特斯拉控制器極其昂貴。
2.需要交流電才能運(yùn)轉(zhuǎn),新能源汽車都采用電池供電,電池屬于直流電,這里就設(shè)計(jì)直流轉(zhuǎn)交流的過程,而這一過程處理在世界上都還沒有一個(gè)較為滿意的解決辦法,更何況特斯拉這種1.9秒破百的電機(jī)瞬間電流能夠達(dá)到上百安倍,這又將是一個(gè)挑戰(zhàn)。
所以基于機(jī)上這些原因,大部分的電動(dòng)汽車都采用永磁同步電機(jī),而特斯拉這種較為昂貴的汽車才會(huì)使用交流異步電機(jī)。
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來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:電動(dòng)汽車知識(shí)官
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