电动机工作原理揭秘多种类型与其特点深度解析

导语:电动汽车驱动电机是其核心组件,采用多种类型,其中直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻四大类。每种电机都有其独特的优点和局限性。

直流有刷电机

直流有刷电机结构简单,技术成熟,其优良的转矩控制特性使其在20世纪80年代中期仍是国内外研究的重点。不过,由于价格昂贵且体积及质量较大,它们在应用上受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷电机可分为方波驱动和正弦波驱动两种形式,均具有高功率密度。它们与感应型相同,但效率可以比后者高出6%,因而广受欢迎。在当前研发热点中,这类电机以体积小、轻快响应著称,是适合车辆驱动系统的理想选择,但成本较高,并且耐热性能有限(一般仅12°C以下)。

交流感应电机

交流感应電機早已應用于電動汽車行駛,一方面具有簡單結構、小體積、高轉速等優點;但另一方面,因轉速調控範圍狹窄、轉矩特性不佳,這些限制了它們在頻繁啟動加減速需求下的應用。此類型電機由美歐國家較多採用。

開關磁阻電機

開關磁阻電機(SRM)以其簡單可靠、高效運行為人所共知,並提供靈活控制以及低成本等優點。但實際應用時,由於存在轉矩波動、大噪音需位置檢測器等缺陷,因此未能全面展現潛力。

總結來看,上述四種電機各具長短,但為了節省稀貴能源,尤其是在價格昂貴的情況下,最合理選擇之一便是使用效率最高的永磁無刷電機,這種設計已廣泛應用于小功率100kW以下之现代汽车上。在国外,不少汽车采用直接将车轮与一个性能先进的“轮毂”(又称“带轮”或“全轴”式)连接,而這個輪毂內部装有一台性能卓越的小型永久异步同步伺服马达,如永磁无刷马达,以此彻底简化传统机械变速箱和其他复杂传送设备,从而极大地提高了整体效率并减少了重量。

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