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电动汽车电机的类型及其特点

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  • 发布时间:2015/8/5 16:38:34
  • 作者:银河电气

  由于电动汽车的环保、节能、轻便的特性,使得电动汽车越来越受到各个国家的重视。目前,电动汽车处于高速发展的阶段,作为电动汽车核心部件的电动汽车电机主要有直流电动机、交流三相感应电动机、永磁无刷直流电动机、开关磁阻电动机等。

有刷直流电动机

  有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。具有交流电机不可比拟的优良控制特性。在早期开发的电动汽车上都采用直流电动机,即使到现在,还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱动。但由于存在电刷和机械换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,而且如果长时间运行,势必要经常维护和更换电刷和换向器。另外,由于损耗存在于转子上,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机存在以上缺陷,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机。

交流三相感应电动机

  交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单,运行可靠,经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,转速达到12000~15000r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高。对环境的适应性好,并能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量减轻一半左右,价格便宜,维修方便。

永磁无刷直流电动机

  永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易,因此,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中有着很好的应用前景。

开关磁阻电动机

  开关磁阻电动机是一种新型电动机,该系统具有很多明显的特点:它的结构比其它任何一种电动机都要简单,在电动机的转子上没有滑环、绕组和永磁体等,只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线,维护修理容易。因而可靠性好,转速可达15000 r/min。效率可达85%~93%,比交流感应电动机要高。损耗主要在定子,电机易于冷却;转子元永磁体,调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩一速度特性,而且在很广的范围内保持高效率。更加适合电动汽车动力性能要求。

  当前,特斯拉公司作为电动汽车制造的领先企业,使用的电机是三相感应电动机,而其他电动汽车厂商采用的大部分采用永磁无刷直流电动机,其中的缘由并不是因为三相感应电动机应用在电动汽车比永磁无刷电动机先进,而是特斯拉上使用的异步电动机技术取得了重大突破。过去异步电动机的最大的缺陷就是很难控制转子的旋转速度,但随着现代半导体控制技术的发展,这一问题已经被解决。特斯拉在取得突破的同时很好的利用了交流三相感应电动机重量轻、体积小的特点。

  电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动机,最早采用的是控制性能最好和成本较低的直流电动机。随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电动机、永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,在电动汽车上,这些电动机逐步取代了直流电动机。