电机定子转子的奇妙世界揭秘电动汽车驱动系统的多样面貌

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,这使得它在20世纪80年代中期仍然是主导研究对象。不过,由于价格昂贵体积大,在应用方面受到了限制。

永磁无刷电机

永磁无刷电机可分为由方波驱动的无刷直流系统(BLD-CM)和由正弦波驱动的无刷直流系统(PMSM),它们都具有高功率密度,控制方式与感应式类似。优点包括效率较高6%,适合于快速响应,因此在广泛应用中占据了重要位置,是当前研发热点之一。尽管价格较高且材料耐热性有限,但由于体积小、惯性低、高效率,它们对未来非常具吸引力。这类别车辆通常采用这种设计,如日本研制的汽车。

交流感应電機

交流感應電機早已被用于車輛行駛,其調速技術成熟,優點包括簡單結構、小體積、小質量、低成本、高可靠性等。但因轉速控制範圍狹窄,不適合頻繁加減速的情況,因而不太適用於需要頻繁操作的電動車。此類型車輛多見於美國及歐洲市場。

开关磁阻電機(SRM)

开关磁阻電機(SRM)以其简洁可靠、高效运行范围宽广、灵活控制以及成本经济性的优势受到欢迎。但實際應用顯示SRM存在轉矩波動大噪聲大需位置檢測器等缺陷,這些問題限制了其廣泛應用的可能性。

以上所述四種各具長處短處,但對於精益求精的能源——即各類電池——而言,由于價格昂貴,因此選擇效率最高如無風扭律法無風扭律法(PMSM)的永磁無風扭律法(BLD)為最佳選擇已經得到廣泛認同,並被應用到目前的小功率以下百千瓦級別現代汽車上。在國外,一些先進設計採用直接將性能卓越的電動輪(又稱為輪毂發生器)直接驅動車輪,省去傳統汽車複雜化學傳遞部件,但這樣要求負責任地從零速度產生巨大的扭矩尤其是在軍事越野戰術中的特殊需求下,其中近年來美英法德國家陸續將此技術應用於軍事越野戰術和輕型坦克領域取得顯著成果。

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