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    新聞資訊

    為什么永磁同步電機成為主要的驅動電機?

    2023-04-18 15:54:48來源:

    隨著新能源汽車的普及,驅動電機成為新能源汽車的核心組成部分之一。其中,永磁同步電機作為一種高效率、高輸出轉矩的電機,已成為新能源汽車應用最為廣泛的驅動電機之一。

    永磁同步電機的工作原理是利用定子繞組通電產生的旋轉磁場推動轉子的永磁體進行旋轉。在運行時,轉子的旋轉速度與磁場的旋轉速度同步,因此被稱為“同步電機”。與之相比,交流異步電機的工作原理則是通過定子繞組通電產生旋轉磁場,從而引起轉子的感應電流,進而推動轉子旋轉。因為轉子的旋轉速度和磁場的旋轉速度不同步,所以被稱為“異步電機”。

    在新能源汽車領域,永磁同步電機因其在功率質量比、體積、質量、輸出轉矩、極限轉速和制動性能等方面具有明顯優勢,成為了新能源汽車應用最為廣泛的驅動電機之一。

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    常用電機中適用于電力驅動的電機分類

    首先,永磁同步電機具有較高的功率質量比。由于永磁同步電機采用永磁體作為轉子,因此可以在相同的轉速下獲得更高的輸出功率,達到更高的功率密度。這使得永磁同步電機在體積和重量方面都有明顯的優勢,適合用于新能源汽車這種對體積、重量和能源密度都有嚴格要求的領域。

    其次,永磁同步電機的輸出轉矩更大。永磁同步電機的轉子由永磁體組成,這些永磁體在旋轉時能夠產生強烈的磁場,從而提供更大的輸出轉矩。這使得永磁同步電機在加速和爬坡等場景下具有更好的動力輸出能力,適合用于需要高動力輸出的汽車。

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    上圖左:單相異步電機構造示意圖             上圖右:異步電機工作原理示意圖

    第三,永磁同步電機具有較高的極限轉速和制動性能。由于永磁同步電機采用永磁體作為轉子,因此它的轉子重量較輕,轉動慣量小,可以達到更高的極限轉速。同時,永磁同步電機的制動性能也比較優異,可以快速停車,提高汽車的安全性能。

    第四,永磁同步電機具有高效率。由于永磁同步電機不需要吸收電能勵磁,因此其效率比交流異步電機更高。在新能源汽車中,高效率是實現節能、降低能耗的重要手段,因此永磁同步電機也因其高效率成為新能源汽車應用最為廣泛的驅動電機之一。

    除了以上優勢之外,永磁同步電機還有一個重要的優點,那就是它的調速性能好。在面對反復啟停、加減速等復雜駕駛場景時,永磁同步電機可以保持較高的效率,從而提高汽車的能源利用率和行駛續航能力。

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    上圖左:永磁同步電機構造示意圖             上圖右:奧迪汽車永磁同步電機構造圖

    當然,永磁同步電機也存在一些缺點。例如,永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降,或發生退磁現象,有可能降低永磁電動機的性能。同時,稀土材料是制造永磁同步電機必不可少的原材料,其價格較為不穩定,也增加了永磁同步電機的成本。

    永磁同步電機因其在功率質量比、體積、質量、輸出轉矩、極限轉速和制動性能等方面具有優勢,成為新能源汽車應用最為廣泛的驅動電機之一。當然,不同的汽車制造商根據不同的設計和性能要求選擇不同的驅動電機,因此在市場上也會有一定比例的交流異步電機驅動的新能源汽車。但是,隨著技術的不斷發展和升級,相信永磁同步電機在新能源汽車中的應用前景仍然非常廣闊,未來還將有更多的新技術和創新應用于其之中。


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