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[原创] 哪种技术最适合哪种应用?电动机类型的优缺点一目了然。

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发表于 2024-1-19 12:33 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 美国

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因为紧凑、强大、节能:永磁同步电机现已成为车辆电气化的标准配置。外部激励的同步电机和异步电机越来越落后。然而,与此同时,电驱动的框架条件正在发生变化。现在,这尤其让一个电动机概念卷土重来。以下将概述电动机的技术、类型、优缺点。
电机通常用于驱动电动汽车:永磁同步电机 (PSM) 或混合同步电机 (HSM)、异步电机 (ASM) 和外部励磁同步电机 (EESM) - 在德语中通常称为 stromerregte Synchronmaschinen 或 SSM。例如,保时捷在 Taycan 的前桥和后桥上都使用了永磁同步电机。新款奥迪Q8 E-Tron的两轴上都有电动机,根据异步机器原理工作。雷诺 Zoe 由单独励磁的同步电机驱动。还有其他拓扑结构,例如轴向磁通电机或磁阻和横向磁通机,它们要么与利基应用相关,要么处于概念阶段
汽车工业使用的三种类型的电机在技术设计上相似,但特性不同。在PSM中,转子磁场是通过使用永磁体产生的。因此,即使在部分负载范围内,该驱动器变体也能实现非常高的效率水平。PSM 现在已成为车辆电气化的标准配置,这是由于这些电动机在城市交通或中等范围内的高效率。“永磁同步电机非常适合车辆驱动,因为它们具有高功率密度、特别高的效率(高达94%)、简单的机械和电气设计(无电刷、无滑动触点、无复杂的绕组)和电子换向,”施普林格作者彼得·霍夫曼(Peter Hofmann)在《混合动力汽车的能量转换器》一书中说。然而,PSM需要特殊的技术来组装转子和定子,克服巨大的磁力。
PSM 也比异步电机更昂贵,异步电机的特殊功能是转子中的短路绕组。在这里,转子中的磁场是由电磁感应产生的;不需要永磁体。ASM的效率再次低于同步电机,它们比同步电机重一些,但非常坚固。异步机器的优点是制造简单且成本低廉。但是,它们的功率因数差且效率低。另一个缺点是高速时功率曲线减小。
外部励磁电机在技术上很复杂,因为它们需要自己的动力源来驱动转子。然而,它们有一个主要优点:它们的转子不需要永磁体 - 转子有线圈而不是磁铁 - 而且它们非常高效。这样做的原因是可以选择调整转子电流,从而调整转子的磁化强度。然而,转子电流的精确控制增加了整个系统的复杂性。然而,其优点是,电动机现在可以针对更广泛的应用进行优化,并具有更高的效率
注:永磁同步电机还有另一种变体,即磁阻电机和永磁同步电机的组合。这也被称为“混合动力电机”。




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