1、纯电动汽车使用永磁同步电机和异步电机的利弊?代表车型?
1.永磁同步电机
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能,永磁同步电机作发电机(generator)用;此外,当定子侧通入三相对称电流,由于三相定子在空间位置上相差120,所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场,转子旋转磁场中受到电磁力作用运动,此时电能转化为动能,永磁同步电机作电动机(motor)用。
优点:
1.效率高:因为它的励磁磁场(转子磁场)是由磁铁提供的,所以省去一部分励磁磁场所需的电能。
2.调速范围大:由于他是永磁作为励磁磁场,因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。
3.体积小重量轻:因为它的结构简单,因此无论体积还是重量都相对较小。
4.发热小,密封性强,免维护。
缺点:
1.抗震性较差:由于现在大部分永磁材料都采用钕铁硼强磁材料,这种材料较为硬脆,因此受到强烈震动有可能会碎裂。
2.抗热冲击较差:由于转子采用磁性材料,而电机在运行或者环境温度过高情况下会引起磁铁退磁,因此会造成动力下降
得益于我国稀土资源优势,电动机主流为永磁同步电动机,如比亚迪,北汽等新能源车企大部分使用的都是永磁同步电机。
2.异步电机
异步电动机,又称感应电动机,是1885年由意大利物理学家和电气工程师费拉里斯发明。它是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。
优点:
1.结构简单稳定性好,抗震动性能优越。
2.不存在衰退现象,因为它的磁场并不依靠磁铁产生,这就使得它的工作温度和退磁性都比永磁同步电机要好。只要不损坏,就不存在动力下降的问题。
3.功率大,恒速性能强,因为它的磁场会根据输入的电流变化而变化(一个可变过程),这就使得它在空载到满载的过程中能够接近恒速变化。
缺点:
1.可调速性不好,因为恒速性能好,自然调速就比较困难,所以装备交流异步电机的特斯拉控制器极其昂贵。
2.需要交流电才能运转,新能源汽车都采用电池供电,电池属于直流电,这里就设计直流转交流的过程,而这一过程处理在世界上都还没有一个较为满意的解决办法,更何况特斯拉这种1.9秒破百的电机瞬间电流能够达到上百安倍,这又将是一个挑战。
所以基于机上这些原因,大部分的电动汽车都采用永磁同步电机,而特斯拉这种较为昂贵的汽车才会使用交流异步电机。
2、中国汽车企业目前大多数采用永磁同步电机,你知道为什么吗?
首先从电机的工作原理来说。众所周知,传统燃油发动机的工作原理是,通过燃油燃烧时产生的化学能转换为动能,从而驱动汽车行驶,而电机的工作原理则是,通电线圈会在变化的磁场中受力,通过两个磁场相互作用,从而产生电磁转矩转换成动能来驱动汽车行驶。在这里面,产生磁场的方式不同,就形成了交流异步电动机和永磁同步电动机。其次从交流异步电机和永磁同步电机的区别来看。随着纯电动汽车的迅猛发展,这两种电机的技术都发展的十分完善,但是由于产生磁场的方式不同,从而导致两种电机的结构不同,相对来说,交流异步电机结构较为简单,成本也较为低廉,但是其体积和重量却比较大。
而永磁同步电机体积较小、重量较轻,但是结构相对复杂,永磁模块的成本较高,不过制作永磁的原材料稀土,在国内的储量较为丰富,在一定程度上也降低了国产永磁同步电机的制造成本。
总体来说,交流异步电机和永磁同步电机各有所长,代表着两种不同的发展方向,国内汽车更加注重汽车的空间和能耗,而特斯拉则更加注重汽车的速度性能,这就像是自然吸气发动机和涡轮增压发动机的区别,各有优劣,各有所长。
3、永磁同步电机在新能源汽车上的疑惑
没见过实际的结构,猜测三相电机有星形三角启动方式,那么这个电机里加一个绕组应该能解决问题吧
4、电动汽车为什么要选用凸极式永磁同步电机
因为
1. 转矩密度大。相比于spm,ipm的凸极能够提供额外转矩。
2. 运行范围大。负的d轴电流可以既提供额外的凸极转矩,又减小转子旋转产生的电动势。这样的话,对于固定电压的变频器来说,ipm能够提供比spm更大的运行范围。
3. 相比于异步电机,ipm不需要对转子励磁,减小转子铜损。(因为转子一般散热都比较难)
当然,我觉得异步电机也是一个好选择,典型代表是特斯拉modelS。异步电机相比于同步机的最大好处就是稳定,不怕失步,不怕退磁。可以对转子任意励磁,这样不怕转子电动势的反冲。
另外,开关磁阻电机也是一种常见选择,它扭矩大,无需永磁铁,可以用作轮毂直驱。
总之,你说电动汽车用ipm,其实也不准确。目前看来ipm是体积和效率比较有优势吧,但没有什么是定数的科科。
5、新能源汽车所采用的电机主要有哪些?其各有哪些优缺点?中国汽车企业目前大多数采用永磁同步电机,
新能源汽车所采用的电机主要有直流电动机、异步电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机等。
直流电动机的优缺点:直流电动机的主要优点是电磁转矩控制特性优良,起动转矩和制动转矩较大,易于快速起动、停止;调速比较方便,调速范围广,易于平滑调节;控制装置简单,而且价格低廉。其主要不足是效率低,质量大,体积大,结构复杂,成本高;在高速工作时会产生火花,工作转速低,电刷、换向器等接触零件易磨损。直流电动机在早期开发的电动车上应用广泛,但在新研发的电动车上较少使用。
异步感应电动机优点具有结构简单、制造容易、价格低、运行可靠、维护方便、效率高等优点,因此得到广泛应用。据估计,90%左右的电动机均为异步电动机,在电网总负荷中,异步电动机用电量占60%以上。
三相异步感应电动机的缺点是功率因数低,运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场,故其功率因数小于1,大量的异步电动机在电网中运行,使网的功率因数下降,因此必须用其他方法进行补偿。
永磁同步电机优点:效率高,功率因数高,效率曲线平直,结构简单,便于维护,调速精度高。
开关磁阻电机优点结构简单,成本低,适用于高速,功率电路简单可靠,启动电流小转矩大。缺点:震动与噪音大。
6、永磁电机和永磁同步电机的区别
广义上讲永磁电机抄是指使用了永袭磁体的电机,这类电机不需要励磁,大致可分为:永磁直流电机(有换向器),无刷直流电机(直流电机特性,电子换向),永磁同步电机(交流电机特性)等。
永磁同步电机只是永磁电机的一个分类而已。
另外电机的分类可从多个角度分析,如果从原理上看大致分三类:电压控制(直接转矩控制),例如有刷直流电机及无刷直流电机;频率控制(直接转速控制),例如感应电机以及同步电机等;磁场频率控制(利用对齐原则),例如步进电机。
7、永磁电机和永磁同步电机有什么不同?
嘉轩股份为您解答:
广义上讲永磁电机是指使用了永磁体的电机,这类电机不需要内励磁容,大致可分为:永磁直流电机(有换向器),无刷直流电机(直流电机特性,电子换向),永磁同步电机(交流电机特性质)等。
永磁同步电机只是永磁电机的一个分类而已。
另外电机的分类可从多个角度分析,如果从原理上看大致分三类:电压控制(直接转矩控制),例如有刷直流电机及无刷直流电机;频率控内制(直接转速容控制),例如感应电机以及同步电机等;磁场频率控制(利用对齐原则),例如步进电机。
8、永磁同步电机是什么意思
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。
9、特斯拉、蔚来为何不用永磁同步电机?
特斯拉采购钕铁硼磁体,是用于其电动汽车的驱动电机,这意味着特斯拉放弃一味死守的感应电机驱动路线,开始采用目前新能源领域最广泛应用的稀土永磁直驱电机。
可能是因为历史的原因,一直以来,特斯拉公司使用的电动汽车驱动电机是三相感应电动机,感应电动机是异步电动机,是由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。
不仅因为历史的情况,特斯拉上使用的异步电动机技术取得了突破,特斯拉发明和应用了很多专利。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。
异步电动机有自己的优势,能忍受大幅度的工作温度变化,感应电动机的输出扭矩可以在大范围内调整,高速区间效率好且成本低。但是,异步感应电机由于单边励磁,产生单位转矩需要的电流较多,因此能耗较大;而且功率因数滞后,高效区窄,定子中有无功励磁电流因而功率低(特别是在恒转矩区),进而制约汽车性能。