六种电机类型揭秘掌握电动汽车驱动系统的关键

导语:电动汽车驱动电机是其核心组成部分,主要包括直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻四种类型。其中,直流有刷电机因其优良的转矩控制特性而长期占据主导地位,但价格昂贵且体积庞大;永磁无刷电机则以高效率、高功率密度著称,其控制方式与交流感应类似,广受欢迎但成本较高;交流感应电机结构简单,可靠,对于频繁加减速不太适宜;开关磁阻电机简洁灵活,但存在噪声和波动问题。

直流有刷电机

直流有刷电机会在技术成熟的基础上展现出卓越的性能,使得它在20世纪80年代中期依然是研究重点。然而,由于其价格昂贵、体积庞大,这些因素限制了其在实际应用中的使用。

永磁无刷电机

永磁无刷系统可以分为方波驱动和正弦波驱动两种,它们都拥有较高的功率密度,并且效率可达6%以上,因此深受欢迎。在目前情况下,无论是在研发还是市场应用方面,无brushless motor已经成为热点。这类设备具有小型化、高效能等优点,同时也面临着成本上的挑战,因为它们通常需要耐热材料,而这些材料对于耐热能力有限(仅12°C)。日本近年来开发的大多数汽车采用了这种设计。

交流感应電機

交變感應電機以簡單結構、小體積、大容量為優點,並提供了較佳的調速性能。但由於轉速控制範圍狹窄,以及轉矩特性不佳,這種設計對於頻繁啟動或加減速度的情況並不理想。因此,它們常見於美國與歐洲研發的一些車輛中。

開關磁阻電機

開關磁阻電機(SRM)因為它們可以實現快速響應以及適合各種轉速與轉矩區間工作,因而被認為是一種有效選擇。但是,這種設計還面臨著幾個挑戰,比如扭矩波動問題以及噪聲問題。此外,它們需要位置檢測器來操作,這增加了一定的複雜性。

總結來說,每一款這四款不同的電機都各自擁有一套優缺點。在選擇時候,最重要的是考慮到能源成本,因為能源往往來自價格昂貴的儲存設備。如果要追求最高效率,那麼無法磨損 Brushes 的 Permanent Magnet AC Motors 是一個相當合理的人選。這類型已經廣泛應用於100kW以下的小型車輛之中。而現在,有越來越多國家將永久同步無brushless motor直接安裝到車輪上,以此取代傳統汽油車中的變速箱、軸承及驅動橋等部件,使得整個行星齿轮箱变得更加简洁。不过,这样的设计要求低转速时具有极大的扭矩,并特别适用于军用越野车和轻型坦克,其中美国、日本英国法国德国等国家正在进行相关研究并取得显著进展。

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