揭秘电动车驱动力步进电机与伺服电机的差异与选择

导语:电动汽车驱动电机是其核心组件,至关重要。四种主要类型的电机分别是直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻,每种都有其独特之处。

直流有刷电机

直流有刷电机结构简单且技术成熟,其转矩控制能力远超交流电机,这在20世纪80年代中期前曾是国内外研发的首选。但价格昂贵、体积和质量较大,使得它们在应用上受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷分为方波驱动的无刷直流系统(BLD-CM)及正弦波驱动的无刷直流系统(PMSM),两者皆具有高功率密度,控制方式与感应式类似。它们以效率高达6%可比于交流感应而广受欢迎,是当前研究热点。这些小巧、高效且响应迅速的设备极适合汽车用途,但由于材料成本较高,仅能耐受12°C以下温度。此类设计常见于日本开发的车型。

交流感应电机

早期用于汽车驾驶的是这款结构简洁、体积小巧并拥有成本低廉等优点。然而,由于转速调节范围有限及转矩特性不佳,不太适合频繁启动加减速操作,如美国和欧洲多数使用此型号。

开关磁阻(SRM)電機

开关磁阻電機因其灵活性、高效运行范围宽以及成本相对较低而备受青睐。不过,它們存在轉矩波動大與噪聲問題,因此实际应用受到了一定程度限制。

以上四种各具长短,而对于资源稀缺的情境下——即依赖昂贵能源来源——使用最高效率之一永磁無刷電機显得尤为理想。这已经被广泛应用于小功率100kW以下现代车辆上。在国外,越来越多车辆采用先进技术如直接将轮毂连接至一个或多个永久磁同步风扇变换器,从而省去传统机械部件带来的复杂性。此设计要求低转速时产生强大的扭矩,对军用越野车尤为关键,因为它们需要从最快速度降到十分之一。但近年来美英法德等国已成功运用这种技术改造军用越野车与轻型坦克。

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