聯(lián)系方式
021-6992-5088
19121986111@163.com
177-6510-7111
上海市松江區(qū)
永磁同步電機(jī)原理(永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)圖)
文/ 發(fā)布于2022-11-30 瀏覽次數(shù):2026
燃油車時(shí)代,我們經(jīng)常聽到自吸和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的派系之爭(zhēng)。有人喜歡大排量自吸加速的舒適,有人喜歡渦輪介入后渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的爆發(fā)感。
然而,在電動(dòng)車時(shí)代,即使是“無聊”的電動(dòng)車,也依然是分派系的。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)有多種形式。經(jīng)過市場(chǎng)的考驗(yàn),目前主流電動(dòng)車主要配備兩種電機(jī),分別是永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)(感應(yīng)電機(jī))。雖然兩者的日常駕駛沒有太大區(qū)別,但是這兩種電機(jī)派系在電動(dòng)車行業(yè)是有爭(zhēng)議的。那么這兩款電機(jī)的具體區(qū)別是什么呢?
永磁同步電機(jī)
專業(yè)的描述是永磁同步電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī),永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。一般來說,永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子中含有永磁體,轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)是由永磁體產(chǎn)生的。
(圖片來自彭彭易科)
該電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、損耗低、效率高和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn):劇烈的機(jī)械振動(dòng)、高溫或低溫都可能造成不可逆退磁。另一方面,永磁體的主要材料是稀土金屬,目前稀土永磁體的價(jià)格還是比較貴,導(dǎo)致永磁電機(jī)的成本比較高。
交流異步電機(jī)
交流異步電動(dòng)機(jī),主要由定子、轉(zhuǎn)子和它們之間的氣隙組成。定子繞組接入三相交流電源后,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),切割轉(zhuǎn)子獲得轉(zhuǎn)矩。PMSM和PMSM最大的區(qū)別是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一致,轉(zhuǎn)子和定子都有電流勵(lì)磁。
所以交流異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,高速性能好。缺點(diǎn):扭矩密度、功率密度和效率低,冷卻系統(tǒng)復(fù)雜,體積和重量沒有優(yōu)勢(shì)。
上面簡(jiǎn)單介紹了兩種電機(jī)的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)。不知道你是不是被枯燥的基礎(chǔ)知識(shí)搞糊涂了?下面我們來看看具體的幾款,看看這兩款電機(jī)為什么會(huì)有派系之爭(zhēng)。
北汽新能源EX系列、EU系列、比亞迪系列電動(dòng)車等搭載永磁同步電機(jī)的車型,是新車廠商眾多電動(dòng)車車型不可或缺的。當(dāng)然少不了后來改用永磁同步電機(jī)的特斯拉Mode 3。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)成本相對(duì)較低,市場(chǎng)上主流的中小型電動(dòng)汽車大多會(huì)采用永磁同步電機(jī)。
從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看,永磁同步電機(jī)已經(jīng)成為主流。相比其他電機(jī),永磁同步電機(jī)在相同體積下重量更輕,服務(wù)級(jí)的車輛可以配備更大容量的電池,保證續(xù)航里程。
這種小型電動(dòng)車可以提供更大的乘坐空間和更舒適的乘坐體驗(yàn)。比如比亞迪e1搭載45kW永磁同步電機(jī)和32.2kWh電池,可以為車輛提供305km的續(xù)航里程。
還有長(zhǎng)城歐拉R1,配備35kW永磁同步電機(jī)和33kWh電池組,可以為高大上的轎車提供351km的續(xù)航里程。由于永磁同步電機(jī)的高效率和小體積,這種微型電動(dòng)汽車的電池在有限的空間內(nèi)仍然可以運(yùn)行300公里以上。但是這個(gè)級(jí)別的電動(dòng)車如果配備交流異步電機(jī),續(xù)航里程就不會(huì)是一件很理想的事情。
介紹完永磁同步電機(jī)之后,我們?cè)賮砜纯茨男┬吞?hào)S配備了交流異步電機(jī)。代表性的有特斯拉Model S和Model X,當(dāng)然還有蔚來ES8。這些車型價(jià)格不菲,已經(jīng)進(jìn)入豪華車范疇。
想想看,豪車一般動(dòng)力都很強(qiáng),尤其是電動(dòng)豪車。交流異步電動(dòng)機(jī)可以為車輛提供更強(qiáng)的動(dòng)力。特斯拉Model S百公里加速時(shí)間高達(dá)2.6秒,蔚來ES百公里加速時(shí)間高達(dá)4.4s秒。這么高的性能,自然能耗也是一個(gè)不容忽視的問題。特斯拉Model S的續(xù)航里程500 km得益于大電池(100kWh電池組),而蔚來ES8的70kWh電池組只能為其提供355km的續(xù)航里程。
從這一點(diǎn)可以看出,異步交流電機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)范圍大,高速時(shí)效率好的優(yōu)點(diǎn)。但耗電量大,功率因數(shù)滯后,高效區(qū)窄,輕載功率因數(shù)低,調(diào)速性能略差。
為了兼顧兩者的特點(diǎn),有一款車型搭載了兩種電機(jī),即蔚來ES6(前置160kW永磁同步電機(jī),后置240kW交流異步電機(jī))。
特斯拉Model 3性能版(前置異步交流電機(jī),后置永磁同步電機(jī))。不僅續(xù)航里程長(zhǎng),加速性能也不錯(cuò)。
誰(shuí)才是王道?
永磁同步電機(jī)主要用于國(guó)內(nèi)新能源汽車。如前所述,我國(guó)永磁同步電機(jī)制造成本低,一個(gè)主要原因是作為稀土永磁材料大國(guó),永磁同步電機(jī)制造成本得到了有效控制。這兩種電機(jī)代表了兩種不同的發(fā)展方向。在更加注重能耗和空間的情況下,永磁同步電機(jī)更符合現(xiàn)在的趨勢(shì)。至于購(gòu)買電動(dòng)車,就不用擔(dān)心車輛搭載的是哪臺(tái)電機(jī)了。廠商已經(jīng)做出了滿足消費(fèi)者需求的最佳選擇。


