四款不同类型的驱动电机对比与介绍

如题所述

四款不同类型的驱动电机对比与介绍

作为电动汽车三大件中的动力系统,电机在电动汽车中的地位无疑是举足轻重的,它的表现还直接决定了电动汽车的性能,所以对于驱动电机的选择就显得尤为重要。目前市面上比较流行的电动汽车电机主要有三类,一是无刷直流电动机,二是交流异步电动机,三是永磁同步电动机等等。根据电动机的驱动原理,下面新能君为大家介绍一下常见的四种驱动电机。

一、曾经的主流:直流电动机

凭借着控制装置简单、成本较低等特点,在电动汽车发展早期,直流电动机成为了很多电动车制造厂的首选方案。但同时直流电动机的本身的缺点也非常突出,首先电刷和机械换向器等组成了其自身较为复杂的机械结构,同时还制约了它的过载能力和电机转速。

而且在长时间高速大负荷下运行时,换向器表面还会有火花的情况出现,以上这些因素都会影响到整车性能。随着碳刷的磨损,如果不及时进行保养维护,电动机的可靠性和寿命都会有所降低,目前的电动汽车已经将直流电机基本淘汰。

二、忧喜参半:交流异步电动机

交流异步电机是当今工业中主流电机之一,它也叫感应电机,它同样拥有结构简单,耐用可靠,维修方便等优点。说起感应电机就必须提到其发明者特斯拉,一般其定子铁心上埋有三相交流绕组,转子由铁心和短接的笼型绕组组成,当定子绕组中通以三相交流电时,将产生一合成的空间同步旋转磁场,切割转子绕组,从而在转子笼型绕组中生成电流,该电流又会受到磁场的作用而产生电磁力,驱动转子旋转。因为其定、转子之间没有相互接触的机械部件,所以结构上较为简单,加上免去了磨损部件,运行也更加可靠。与直流电动机相比,交流异步电机的功率更高,质量还轻了二分之一左右。

三、综合性能优异:永磁同步电机

按电动机定子绕组的电流波形的不同,可分无刷直流电机和永磁同步电机两种类型,这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。

相比于交流异步电机的控制系统,永磁式电动机的控制系统更加简单。但是由于受限于永磁材料的限制,在高温、震动和过流等极端条件下,转子永磁体会产生退磁现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏,加上永磁材料高价和稀土资源的紧缺,导致了整个电机及其控制系统成本较高。

四、未来发展的大方向:开关磁阻电机

相比于其它类型的驱动电机, 开关磁阻电机是一种新型电机,其只有在定子侧装有简单的集中绕组,转子上并没有绕组,所以结构相对较为简单。定子和转子均为硅钢片叠压而成的双凸极结构,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、易于维修等优点,很适合作为电动汽车的驱动电机使用。

开关磁阻电机的缺点在于有转矩波动大、需要位置检测器,控制系统复杂,对直流电源会产生很大的脉冲电流等缺点。其次开关磁阻电动机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声等问题。


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第1个回答  2024-01-09

首先,我们来谈谈这四款不同类型的驱动电机:直流电机、异步电机、永磁同步电机和步进电机。

直流电机:

    优点:具有线性调速特性,控制简单,前期投入成本低。

    缺点:维护成本高,能效低,对环境温度敏感。

异步电机:

    优点:结构简单,成本较低,运行稳定。

    缺点:调速性能较差,需要额外的控制设备。

永磁同步电机(PMSM):

    优点:高效率,高扭矩,优秀的调速性能。

    缺点:相比其他电机,成本较高。

步进电机:

    优点:精确控制,快速响应,低成本。

    缺点:在低速或高负载时可能出现共振。

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