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电机技术解析交流异步和永磁同步,到底谁更

发布时间:2023/12/14 15:03:00   
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电机作为新能源三大件之一,对于电动汽车的性能有着决定性的作用,目前市面上的新能源电机主要分为三大类,一种是无刷直流电动机,一种是交流异步电动机,还有一种是永磁同步电动机

电机工作原理

首先我们简单了解一下电机的基本原理。它是根据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,电机内部主要由定子和转子两个部分构成,当电流通过线圈进行传导时会利用“电生磁”的原理形成相应的磁场,再根据“同性相斥、异性相吸”的原理,驱使转子进行旋转从而产生动力

直流电机

在电动汽车发展的早期,直流电动机成为了很多电动车制造厂的首选方案

这种电机虽然结构简单,成本不高,但是电刷和机械换向器的存在,极大制约了电机的过载能力和转速,而且工作时甚至会产生电火花,如果长时间高负荷运行,电机的可靠性和稳定性也无法保障,所以直流电机早就被新能源汽车无情淘汰

异步交流电机

第二种交流异步电机,是如今工业中的主流电机之一,也叫感应电机,拥有结构简单,耐用可靠,维修方便等优点

它的工作原理是给定子和转子通电,产生一个旋转磁场并让二者形成相对运动,转子为了能够切割磁感线产生电流,所以转速需要一直比定子旋转磁场的转速慢,由于二者一直处于异步运行的状态,所以被称为异步电机

由于定子和转子之间没有任何机械连接,所以不仅结构简单,质量更轻,运行也更加可靠,并且比直流电机的功率更高

特斯拉把这种电机用在了汽车上,ModelS零百加速3.2秒、ModelX零百加速3.9秒,让很多人觉得这种电机很高大上

其实这玩意儿在生活中非常常见,比如家里用的洗衣机、电风扇、很多工厂用的设备都是采用交流异步电机

永磁同步电机

这里的永磁主要是指利用永磁体作为转子,具有高功率密度和高效率的牵引特性,可以让电机获得更高的额定功率

由于含有稀土这种稀有材料,导致电机价格较高。由于全球70%的稀土资源都在中国,所以我们国产电动汽车品牌大多采用永磁同步电机

基本的工作原理都差不多,唯一不同的是因为转子采用永磁体,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,电机的功率和效率也很不错

最最关键的是永磁同步电机相比交流异步电机能够节能20%,这就意味着在相同车身体积和相同电池容量下,永磁同步电机的纯电续航里程会有显著增加



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