時間:2022-08-02 16:47:43來源:中國傳動網(wǎng)
電動汽車可以采用7種類型的電機,它們是什么?分別具有什么特點?本視頻將給出答案。
用于電動汽車的電機有7種類型,分別是:有刷直流電機、無刷直流電機、永磁同步電機、感應(yīng)電機、開關(guān)磁阻電機、同步磁阻電機和軸向磁通無鐵心永磁電機。
有刷直流電機是最簡單的直流電機, 它利用電刷通過機械換向?qū)㈦娏鱾鹘o電機繞組。電樞或轉(zhuǎn)子是電磁體,磁場是永磁體。這種電機無需控制器來操作或改變速度,低速時能提供最大扭矩。缺點是結(jié)構(gòu)笨重、效率低、電刷會生熱并導(dǎo)致效率低下,熱量在轉(zhuǎn)子中心而難以消除。 因此,有刷直流電機已不再用于電動汽車。
無刷直流電機帶永磁體,因無換向器和電刷而被稱為無刷。它采用電子換向,免維護,具有起動轉(zhuǎn)矩大、效率高達95%-98%的牽引特性,適合高功率密度設(shè)計。 這種牽引特性使無刷直流電機在電動汽車中應(yīng)用廣泛,適用于最大功率60千瓦的小型汽車。缺點是恒功率范圍有限、扭矩隨速度增大而減小、永磁體導(dǎo)致成本高昂。豐田普銳斯就采用了無刷直流電機。
永磁同步電機的轉(zhuǎn)子上有永磁體,它具有高功率密度和高效率的牽引特性,可用于更高的額定功率,因而比其他電機昂貴。這種電機能在不同的速度范圍內(nèi)工作,無需齒輪系統(tǒng)。它高效緊湊,適合輪轂應(yīng)用,低速時也具有高扭矩。缺點是在輪轂中高速運行時鐵耗嚴重。目前永磁同步電機多用于混動和電動汽車,如雪佛蘭Bolt、福特Focus、日產(chǎn)Leaf 和寶馬i3。
感應(yīng)電機不像直流電機那樣能在固定電壓和固定頻率下產(chǎn)生高起動轉(zhuǎn)矩。但這可以利用各種控制方法來改變,如矢量控制或磁場定向控制。利用這些控制方法,可以在電機起動時獲得滿足牽引所需的最大扭矩。鼠籠式感應(yīng)電機維修少、使用壽命長,設(shè)計效率可達92%-95%。缺點是需要復(fù)雜的逆變電路,電機控制困難。由于成本低,感應(yīng)電機成為高性能電動汽車的首選。特斯拉Model S就是證明感應(yīng)電機性能高的最好例子。豐田RAV4 和通用EV1 也使用了這種電機。
開關(guān)磁阻電機是具有雙重顯著性的一類可變磁阻電機,結(jié)構(gòu)簡單堅固,轉(zhuǎn)子是一塊無繞組或永磁體的疊壓鋼片。這減少了轉(zhuǎn)子慣性,有助于提高加速度。堅固性使這種電機適合高速應(yīng)用,并能提供高功率密度。其缺點是控制復(fù)雜,增加開關(guān)電路還會帶來噪聲。同步磁阻電機是一種具有磁阻性質(zhì)的同步電機,轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)子的交、直軸磁阻差異引起,無勵磁繞組或永磁體。這種電機因結(jié)構(gòu)簡單堅固而在電動和混動汽車中日益流行。其優(yōu)點是無轉(zhuǎn)子損耗,能提供比同樣大小的感應(yīng)電機更高的永久轉(zhuǎn)矩。
軸向磁通無鐵心永磁電機是當(dāng)前最先進的電動汽車用電機。其外轉(zhuǎn)子無槽,因而無需鐵心。 它也無定子鐵心,因而重量輕。氣隙磁場的徑向分量提供了更高的功率密度。這種電機的轉(zhuǎn)子可裝在車輪側(cè),定子繞組放在軸上。無槽設(shè)計令其銅損少,效率高,可用空間多。雷諾Coupe就采用了這種電機。
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