汽车电驱动电机产品类型

内置式正弦交流永磁同步电机
内置式正弦交流永磁同步电机(PMSM)是目前混合动力、充电混合动力和电动汽车使用的主流电机技术。该类电机具有功率/转矩密度高(重量轻、体积小、转矩大),转速高,调速范围宽,效率高等优点,被广泛地采用在目前大多数强混合动力汽车的电驱动系统中。
 
该永磁同步电机的永磁体安装在转子上。当转子旋转时,转子磁场在定子绕组中产生的反电动势为正弦波。 定子绕组中的工作电流也为正弦型。因此称为“正弦型永磁同步电机”。由于转子上没有换向器和电刷,相对于有刷直流电机来讲,可靠性和免维护性也大大提高。
 
根据永磁体在转子上的安装位置的不同,转子永磁体分为表贴式和内置式。表贴式永磁体通常呈瓦片形,贴于转子铁心的外表面上。内置式的永磁体被置于转子内部,永磁体呈直线或V型分布。由于永磁体被嵌入转子内部,在高速运转时可以防止永磁体飞出。由于表贴式和内置式永磁电机的交、直轴的主电感关系不同,两种电机的性能和控制方法也有所不同。   
              
            表贴式                内置式(直线分布)
 
             
          内置式(V型分布)         内置式(混合分布)       
 
 
梯形波永磁同步电机(又称无刷直流电机)
梯形波(方波)永磁同步电机的转子磁场的空间分布使得转子旋转时在定子上产生的反电动势为梯形波。电机绕组中工作电流的波形也呈梯形。该类电机有时也被称作“直流无刷电机”。该种电机具有控制简单、成本低、可以省去速度/位置传感器等优点。但是,由于梯形波永磁电机在原理上具有固有的电磁脉动,这种电机的转矩脉动很高,在高速时易产生噪音,在低速时又难以获得平稳的力矩。因此梯形波永磁电机仅被应用在混合动力/电动汽车的附件系统中(如:电动泵、空调压缩机等)。在很多要求较低、非“汽车级”的领域,如电动自行车,该类电机却有着较广泛的应用。
 
三相交流感应电机(三相异步电动机)
三相交流感应电机在定子铁心槽中嵌装有三相绕组。定子绕组接入三相交流电后,产生旋转磁场,在转子“鼠笼”导体中产生感应电流。转子感应电流与气隙合成旋转磁场相互作用产生电磁转矩(异步转矩),使电机转动。
 
由于三相交流感应电机的转子上没有永磁体,也无需换向器、电刷,感应电机具有结构简单,制造方便,成本低、可靠性好等优点。三相交流感应电机的控制也较为简单成熟。三相交流感应电机可以仅用一个低成本的转速传感器,而不需要正弦型交流永磁同步电机中的较贵的位置传感器,进一步显出了成本优势。相对于永磁电机,三相交流感应电机的高速反电动势低,空转损耗小,也是汽车应用中的优点。
 
但是,感应电机在汽车应用中的主要缺点是功率因数滞后,定子中有无功励磁电流因而功率低(特别是在恒转矩区)。在驱动汽车的多变工况下,感应异步电机的效率会明显低于交流永磁同步电机。低效率也使得发热冷却成为了挑战。另外,感应电机的转矩密度一般也低于交流永磁同步电机,使得小体积、轻量化难以实现。因此,尽管感应电机被广泛地应用于工业拖动领域中,在汽车驱动中却应用较少。
 
改进型爪极电机
有刷爪极电极已在传统汽车发电机中得到了广泛的应用,因此将爪极电机应用于混合动力有助于利用成熟的设计和制造商现有的设备。改进型的爪极电机已经在低成本的皮带驱动(BASBSG)的微混合动力系统中得到了应用。爪极电机的励磁电刷系统可以被去掉,变成无刷爪极电机。
 
爪极电机也属于同步电机。有刷爪极电机的定子绕组和三相交流电机相似,而其转子则具有一个励磁线圈用于控制励磁磁场强度。由于在高速时很容易实现弱磁,爪极电机的转速可以高达每分钟两万转。为了增加转矩和功率,混合动力的爪极电机经常在爪极之间镶上永磁体,成为“永磁助磁爪极电机”。这类电机已经在几款“微混合动力”系统中得到了较成功的应用。
 
但是,由于爪极电机存在着转矩/功率密度低、效率低等固有缺点,不适合更加强化的电驱动系统。因此,在中、强混合动力以至电动汽车中,无法采用爪极电机。
 
开关磁阻电机
开关磁阻电机也属于同步电机。它利用“磁阻最小原理”工作,即磁通是要沿磁阻的最小路径闭合。开关磁阻电机通过有序地开关定子绕组的电流,在定子和转子极之间产生电磁力,即电磁转矩。这类电机的定子绕组和无重叠绕组交流同步电机的相似,而转子仅由叠片叠压而成,转子上既无绕组也无磁体,开关磁阻电机因此结构特别简单、坚固、制造容易、转子无冷却要求、成本低。由于转子上无永磁体,该电机可用于极高转速。但是,开关磁阻电机用于汽车驱动的最大问题在于其固有的转矩脉动,振动和噪音。开关磁阻电机的转矩、功率密度与高效异步电机的相当。该类电机在汽车电驱动领域中仅有个别的应用。

本文发布于:2024-09-23 12:28:07,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/92730.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:电机   转子   交流
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议