永磁电机致命伤

lidawei_zs

还有，您刚开始说从设计角度很难解决，目前PM assisted machine 也有应用在高速领域，大大减少永磁体用来，多多使用磁阻转矩

仩僐婼渁★??

反电势多大？能不能举个例子

trimedia

在选择电机类型，希望有帮助

kaku2013

我认为该贴（及跟帖）存在诸多谬误，试辨析之
谬1）反电动势过高
此贴甫出，即有跟帖质疑：多高？
搞电机的人士皆知，反电势大多抵消了电源电势，否则，电枢将承受多大的电位差？产生多大的电流？
所以，反电势是设计的结果。所谓过大，即使属实，也是错误设计的结果；
谬2）空载转矩过大
非技术的表达方式，且应属于设计错误；
谬3）永磁电机转速在1000转（及以上）
无论永磁还是感应电机，额定转速以上运行，均需要弱磁控制。永磁比感应电机弱磁控制难度更大、更不适于高速；
谬4）电源（及反电势）电压过高，不利于电池和电动汽车安全
电池性能活跃，方能产生较大功率，实质是较大电流。电池性能活跃（电流大）和电池模块间连接体是保障电动汽车安全的主要因素。
同等功率下，提高电压，可以降低电流，可以降低电机的铜耗。
谬5）车用电机转速应当高于4倍车速基速
我不信这是院士所言。
汽油发动机的最佳转速在2800转，最大转速也就6000转以下（乘用车参数），但配上变速箱，能够适应大多数应用；
为何对电机提出（4倍）那样无厘头的要求呢？
谬6）现在车用电机以永磁电机为主
言之过早！大型公交几乎全部采用感应电机，tesla采用感应电机，就是明证；
谬7）永磁电机耗用稀土（不可持续），成本高
错！
永磁电机利用永磁材料，效率高，循此思路，未来即使没有稀土，也会发现其他永磁材料替代之；
降低成本，是商人思维。暂时抛开这种思维方式，是技术突破的必要条件，唯此。
谬8）大功率发电，需要650V以上的高电压状态
（大约是虑及电动汽车的能量回馈）
设定650V阈值，似刻舟求剑。电机发电状态下，只要电机电动势高于外电势，就能产生发电电流，何必650V？
谬9）电动汽车电压会剧烈波动
亲历过电动汽车开发的人，都不会认为电压有剧烈波动。
的确，电池满电和亏电状态下，有很大的电压差，但电机工作电压不会设计在电池满电处，这是常识。
谬10）纯电动汽车因为受电池限制，死路一条
纯电动模式不会死路一条，错误应用，才会导致他走入死路。
以电动叉车工况为例，近于周期性工况，是纯电动模式的最佳应用例。
谬11）IPM电机的永磁体能量损失极大
没有一个跟帖讨论这个命题，可见其不值一驳。

先写到这里，欢迎拍砖

寒宇

kaku2013 发表于 2013-10-7 21:39
我认为该贴（及跟帖）存在诸多谬误，试辨析之
谬1）反电动势过高
此贴甫出，即有跟帖质疑：多高？

很好的总结贴。大部分很中肯，部分不敢苟同。我就抛砖引玉吧。


谬1）反电动势过高
此贴甫出，即有跟帖质疑：多高？
搞电机的人士皆知，反电势大多抵消了电源电势，否则，电枢将承受多大的电位差？产生多大的电流？
所以，反电势是设计的结果。所谓过大，即使属实，也是错误设计的结果；

同意，反电动势只要不损害电力电子设备，再高也无所谓。何况也没多高。


谬2）空载转矩过大
非技术的表达方式，且应属于设计错误；

空载转矩，没说速度。低速下不好说。高速下空载因为铁损，应该比感应机大些。不过不知道讨论这个的意义在哪里。


谬3）永磁电机转速在1000转（及以上）
无论永磁还是感应电机，额定转速以上运行，均需要弱磁控制。永磁比感应电机弱磁控制难度更大、更不适于高速；

无论哪种电机，控制都很成熟了。

谬4）电源（及反电势）电压过高，不利于电池和电动汽车安全
电池性能活跃，方能产生较大功率，实质是较大电流。电池性能活跃（电流大）和电池模块间连接体是保障电动汽车安全的主要因素。
同等功率下，提高电压，可以降低电流，可以降低电机的铜耗。

提高电压，绝缘呢？小心局部放电烧绝缘。另外，降低电流是不是扭矩也减小了？高电压导致高转速，铁损会增大

谬5）车用电机转速应当高于4倍车速基速
我不信这是院士所言。
汽油发动机的最佳转速在2800转，最大转速也就6000转以下（乘用车参数），但配上变速箱，能够适应大多数应用；
为何对电机提出（4倍）那样无厘头的要求呢？

2800转最佳转速，求源。个人认为是2000转，安全转速7000转应该没问题。考虑到安全因数，跑10000转还是没问题，不能跑7200转电机就散架了。高铁据说也能跑600公里/小时不是？


谬6）现在车用电机以永磁电机为主
言之过早！大型公交几乎全部采用感应电机，tesla采用感应电机，就是明证；

不要拿公交说事，公交貌似都用柴油机，而且貌似宝马奔驰高档车都是柴油机，但不能否定汽油机为主的现实。



谬7）永磁电机耗用稀土（不可持续），成本高
错！
永磁电机利用永磁材料，效率高，循此思路，未来即使没有稀土，也会发现其他永磁材料替代之；
降低成本，是商人思维。暂时抛开这种思维方式，是技术突破的必要条件，唯此。

同意，成本是比感应机高，不可否认。不过一份价格一分货，汽油也分91和97不是？谁用谁知道。


谬8）大功率发电，需要650V以上的高电压状态
（大约是虑及电动汽车的能量回馈）
设定650V阈值，似刻舟求剑。电机发电状态下，只要电机电动势高于外电势，就能产生发电电流，何必650V？

同意。另外，大功率是什么概念？QQ的功率？宝马M3的功率，还是法拉利的功率。


谬9）电动汽车电压会剧烈波动
亲历过电动汽车开发的人，都不会认为电压有剧烈波动。
的确，电池满电和亏电状态下，有很大的电压差，但电机工作电压不会设计在电池满电处，这是常识。

同意。

谬10）纯电动汽车因为受电池限制，死路一条
纯电动模式不会死路一条，错误应用，才会导致他走入死路。
以电动叉车工况为例，近于周期性工况，是纯电动模式的最佳应用例。

同意。合适的才是最好的。一百年前有人质疑，没有加油站，汽车木有的肿么办。骑马也要喂点草，智能手机也要天天充电不是？


谬11）IPM电机的永磁体能量损失极大
没有一个跟帖讨论这个命题，可见其不值一驳。

同意，这个其实可以做的很小。

kaku2013

寒宇 发表于 2013-10-8 01:51
很好的总结贴。大部分很中肯，部分不敢苟同。我就抛砖引玉吧。

谢谢；深夜还在关注网站，佩服；

还有，
永磁极“作祟”，永磁电机的弱磁控制难度较大。因而，永磁电机向上调速也就2倍（约）的空间，而异步电机调速可达5倍；

综合多个因素，选择电池电压；继而决定电机电压；
车用电机电压不能局限于国标对工业电机的约束；
若因电压过高而破坏电机绝缘，属电机设计不良，不是搞电压的责任；

汽油发动机最佳转速在2800转附近；
柴油发动机最佳转速在1800转附近；

所说公交，指目前的纯电动公交大巴，而非传统公交大巴；
本人推崇增程式电动城市公交大巴方案；帖中述及也大多依据电动大巴开发经验；

另，开贴作者所述反电动势，或许不是指电机常规运行中绕组的感应电动势，而是控制器功率开关元件的通断造成的尖峰电压；
该尖峰电压值取决于L * （di /dt）。为了降低该值，不得不降低PWM脉冲的上升和下降时间。即便如此，
残留的尖峰所含能量，仍会在元件内蓄积热量，进而造成元件损坏。为此，电路上增加阻容吸收网络以泄放该能量。
综上，开关通断造成的尖峰电压及其影响，在系统级和电路级的设计上予以处理；在电机上或可不必考虑。

若干跟帖中还提到双向DC/DC。电池与电机间的DC/DC涉及到较大的功率（能量）转移，这个能量转移大多靠LC实现。
4kw以下的见过，几十kw的话，难度很大啊，恳请行家对该DC/DC的技术及应用给个介绍、详解……

sgyub

   楼上诸位朋友的意思是，无论永磁电机还是异步电机，都已经非常好了，所谓致命伤，纯属胡说八道。单就电机本身而言，确是如此。那么现状如何？电动车一统天下，仅仅是时间问题而非技术，是电池问题而非电机？
  眼下的问题有，这个时间是一年？十年？还是一百年？如果电池技术没有突破，是不是又一个百年浮云？
  因此请朋友们酒足饭饱后予以考虑，是否可以扩展视野，从电动车整车，即根据系统工程的要求来审视电机？
  目前特斯拉电动车如日中天，特斯拉电动车用的是异步电机，是一个叫特斯拉的人发明的，此人的发明不知其数，涉及无线通信和无线充电，是眼下热门货的鼻祖。在异步电机问世以前，情况如何？有什么问题需要解决？改进现有电机，效果是否更好？
  电动车的推广普及，需要有新型电机，不能等啊，先生们。
  有许多朋友可能没有见过电子管，不知道电子管是一个什么样的东西。这家伙有灯丝，就象常见的白炽灯，现在已经很少见了。这家伙能不能用干电池？当然可以，只是很快就不亮了。这家伙技术上的进步也非常显著：从热水瓶那样粗壮，缩小到铅笔上橡皮头那样大小，俗称花生管。但是晶体管出现后，电子管出局了。在此之前，电子管无可替代，其高能耗也始终是解决不了的大问题。是不是等锂电池来了再说？电机与电池与其有相似之处。电动车的突破，需要创新，在现有圈子里转，难有作为。
  电机的出力取决于电流，高电压是为了得到足够大的电流，实属无奈。有没有这样一种电机，反电动势很低，工作电压数十伏，出力却不相上下？根据洛伦茨定理可知，在一特斯拉磁场里，一米长的导线内流过一安陪的电流，可以产生一牛顿的力。把磁场、10米长导线塞进机座里，没有铁心，没有电感，200A电流产生的力作用在转子上，情况如何？没有这样的电机吗？那就自己做一个!  现成的参考资料有“超导电机”。
  精彩来自异想天开。期待中国的乔布斯！中国的马斯克！
  看寒先生天庭开阔、地角方圆；坦胸凸肚状如弥勒；刚如寒光大刀，柔似男版芙蓉，显然是集大成者。乔.马.寒克斯是也。

sunny_liyi

真的是这样吗？

张老五

sgyub 发表于 2013-10-8 17:00
楼上诸位朋友的意思是，无论永磁电机还是异步电机，都已经非常好了，所谓致命伤，纯属胡说八道。单就电 ...

根据基本电路定理，P=U*I*k，其中k是一些相差参数的集合，比如相数、功率因数和效率等等。
在所需功率不变的条件下（此功率可以根据车辆的重量、路况、速度以及加速度等计算而得），电压和电流基本上成反比。
因此，300伏50安的电机，从理论上来说完全可以用30伏500安的电机来替代。
只是，上百安的大电流无论是对电池还是电机来说，都是一种极大的考验。

济南科亚电

学习了。这一只是一个头疼的问题

潮流360

电励磁的功率密度上不去，永磁的电压下不来，各有优缺点，只要在适当的场合，选用合适的电机型式就是王道！！！！！！

潮流360

磁场不可调！高速效率低！

张无忌

“有没有这样一种电机，反电动势很低，工作电压数十伏，出力却不相上下？根据洛伦茨定理可知，在一特斯拉磁场里，一米长的导线内流过一安陪的电流，可以产生一牛顿的力。把磁场、10米长导线塞进机座里，没有铁心，没有电感，200A电流产生的力作用在转子上，情况如何？没有这样的电机吗？”
外行请教：这样的电机功效会怎样？更加省电吗？

张无忌

sgyub 发表于 2013-10-8 17:00
楼上诸位朋友的意思是，无论永磁电机还是异步电机，都已经非常好了，所谓致命伤，纯属胡说八道。单就电 ...

有人正在为此努力，能否成功还要过短时间再看

张老五

张无忌 发表于 2015-2-22 18:18
“有没有这样一种电机，反电动势很低，工作电压数十伏，出力却不相上下？根据洛伦茨定理可知，在一特斯拉磁 ...

是不是省电不好说，成本绝对是岗岗滴

张无忌

张老五 发表于 2015-2-25 09:06
是不是省电不好说，成本绝对是岗岗滴

不考虑成本的情况下，这样的电机效果如何？
本外行一直搞不懂的问题是：不是说目前的电机效率正常都90%多了吗？还要怎么省电？提高效率和省电是一回事吗？
求老师解惑！

张老五

张无忌 发表于 2015-2-25 13:51
不考虑成本的情况下，这样的电机效果如何？
本外行一直搞不懂的问题是：不是说目前的电机效率正常都90% ...

效率应该可以提高一点

张无忌

张老五 发表于 2015-2-25 13:55
效率应该可以提高一点

那就是说目前的电机已经接近完美，不可能再有突破性的改进咯？

张老五

张无忌 发表于 2015-2-26 19:39
那就是说目前的电机已经接近完美，不可能再有突破性的改进咯？

我说过“完美”两个字吗？
从来就没有完美的东西，常用的东东，总归是成本和性能 的平衡

张无忌

张老五 发表于 2015-2-26 20:48
我说过“完美”两个字吗？
从来就没有完美的东西，常用的东东，总归是成本和性能 的平衡

您可能误解了我的意思。我所说的“完美”仅就电机具有的百分之九十多的效率而言是否没有大幅提升的空间了。我想和您请教的是在不考虑成本问题的前提下，单纯从理论上讲楼主设想的那种电机的性能有何优势？
我对电机完全是外行，之所以对此感兴趣是因为身边有人在做类似的尝试，我想知道这种努力到底有没有意义。