扫地机是松下好还是科沃斯好射流风机和轴流风

  感应电机(相比永磁电机)就是耐操,表现在几个方面。第一,(几乎)没有电枢反应,适合过载。第二,过载的时候温升可能比较高,其转子能耐受较高的温度,如果要因为太热不行,也是轴承太热先不行了吧。

  感应电机没有电枢反应,可以这样简单理解,定子 T 轴电流(转子磁场定向下的 q 轴电流)产生的径向磁场,都会被转子 T 轴电流产生的径向磁场所抵消。稳态时,转子只有 T 轴电流,M 轴上转子电流向量的分量为零。反过来说,永磁电机 q 轴电流很大的话,在 q 轴上就会产生一个较大的电励磁磁场,使得原来 d 轴的主磁场产生畸变,回去翻翻书本上直流电机的内容呗,不是还要专门加一个额外的绕组抵消电枢反应的嘛。(和那个辅助换向的绕组是一回事吗?)

  缺点嘛,就是转子导体上有电流会产生欧姆损耗,对应永磁电机转子永磁体的涡流损耗,这在低速差别比较明显,感应电机效率会差。但是如果你有减速的齿轮箱,能让电机运行于更高的转速(比如,10,000 r/min 以上),感应电机还是比较有竞争力的。

  再来就是感应电机比较适合弱磁,弱磁运行时不会增加额外的励磁损耗,而永磁电机需要施加额外的弱磁电流。如果弱磁运行时出现逆变器(或控制器或传感器)故障,导致无法提供弱磁电流,永磁电机就会变成一个高电压的源头,通过续流二极管,击穿母线电容,比较危险,所以最好额外添加一个断路器于永磁电机绕组端口和逆变器输出端之间。所以,可以说感应电机更适合宽范围调速。我有一个未经验证的佐证材料,各位帮我看看是不是有道理哈: 特斯拉 Model S 的极速远高于一些采用永磁电机的电动车产品,是不是和永磁电机弱磁不方便的特性有关联呢?

  永磁电机最厉害的特性,还是高转矩密度这一点,光是这么说可能听不出哪里厉害,但是实际上正是因为这一特性,高能(?)永磁体的出现,使各种新型电机成为了可能,比如轴向磁通电机,横向磁通电机,磁齿轮等等。在轴向安装空间有限的场合,几乎只能使用永磁电机。高能(?)永磁体有多厉害呢,它们使得大气隙电机成为了可能,这在感应电机那里想都不敢想,光是额定励磁电流就可能要逼你散热方面上水冷甚至超导体了哦。

  Puzzle九虎哥在评论中提到的开关磁链电机(注意不是开关磁阻电机),属于永磁体放置于定子侧的永磁电机,是基于“磁场调制”机理的,其实就是利用谐波磁场产生转矩——所以,一般用谐波驱动的话,电机转子的极对数就较高,如果用于高速运行,电流频率高也就意味着铁耗和永磁体涡流损耗高。所以其实是不适合设计成高速电机的我认为。当然,其优点就是转子没有永磁体,机械强度高适合高速; 定子上放置永磁体方便进行散热,避免不可逆退磁。感兴趣可以参考一下 UW-Madison 的 Mingda Liu 的工作,他研究的是低极对数的开关磁链电机(high-speed low-pole flux-switching per-manent magnet (FSPM) machine)。有次给大家拿披萨的时候和 Mingda 闲聊,他说 FSPM 电机的一个问题就是定子铁芯的局部饱和问题,当然,还有高级对数问题。

  其中,那个同步磁阻电机乍一看就是转子硅钢片千疮百孔的感觉,说这个适合牵引场合的话,还得看转子局部机械强度够不够:

  先来看几个小图示,我们将一根电线看做一个桶,而在桶中流动的「电流」比作一支弓箭,当「电流」的方向穿入纸面时,我们看到的是箭尾的羽毛划出的『十字』;反之,当「电流」的方向穿出纸面时,我们看到的是箭头,即是一个点。

  这是一张最简单的(带电「线圈」)电路图,其中有我们实验需要使用的一根「导线」,还要一个「电源」(此处为一节干电池)。当我们从截面观察「导线」两侧时,「电流」的方向分别是箭头(左侧)和箭尾(右侧)。同时也要注意上图中「线圈」两侧的颜色,左侧的为蓝色,右侧的为红色。

  当我们将这个「线圈」放入一个由两块吸铁石(「永磁体」)所构成的「磁场」中,于是有趣的事情发生了,根据「左手定理」:张开左手,让「磁感线」穿入手心,四指指向「电流」方向 ,那么大拇指的方向就是「线圈」两侧的受力方向。在上图中「线圈」左侧向上,右侧向下。在这种作用力下,「线圈」就开始『旋转』。

  然而,「线°,因为当「线圈」的两侧垂直于「磁场」时,由于力的方向仍然没变,「线圈」就『卡当』了,无法使其继续旋转。而有一种简单的办法让「线圈」保持旋转——在「线圈」的两侧垂直于「磁场」的瞬间断开「电源」!让「线圈」在「惯性」的作用下继续旋转90°。

  当「线°后,我们需要改变「电流」的方向,让「线°,接下来再断开「电源」让它走完最后的90°,这样「线°的旋转。当你看懂了以上几张图,恭喜你,你已经了解「电动机」最基本的原理。

  实验中我们使用了干电池,即以「直流电」作为供电电源,所以这类「电动机」被称为「直流电动机」。此外,为保持我们「线圈」旋转,我们需要转换「电流」的方向,『笨办法』是将干电池换个方向,但实际应用中,可以使用一种叫「转向器」的组件来完成。最后,实验所用的吸铁石充当着「直流电动机」中「定子」的角色,而旋转在「定子」中的「线圈」则被称为「转子」。

  「电动机」种类繁多,我们谈及的是作为驱动「电动汽车」的「电动机」。首先按工作电源不同,电动机可以分为「直流电动机」和「交流电动机」两大类。

  目前的家用「电动汽车」大多数采用「交流电动机」,并以「三相异步交流电动机」和「永磁同步交流电动机」两类为主。或许你看到这里会有点晕,我们以「三相异步交流电动机」为例,先做一个『名词解释』:

  当我们谈及「交流电动机」那就不得不提一下这位已被『封神』的尼古拉·特斯拉。

  1882年的一天,特斯拉在与朋友郊外散步时,头脑中构思出一种全新的「交流电动机」模型:它完全不用「电刷」和「整流子」,「转子」不接电路而是悬空转动,使用「交流电」,无需整流,无火花,相比原来的「直流电动机」要安全得多。因为它是根据「电磁感应原理」制成,所以又称「感应电动机」(即是「交流电动机」)。

  1884年,特斯拉带着一封推荐信和他的设计图移居美国,并在「新泽西爱迪生工厂」寻求职位。特斯拉向爱迪生呈现他的「交流电动机」发明时,爱迪生因担心这会影响他公司「直流电」和「直流电动机」的发展,便拒绝了特斯拉的「交流电动机」计划。

  从尼古拉·特斯拉的『专利申请图』中,我们已经看到「交流电动机」的基本结构:「交流电动机」主要有两大部件:「定子」和「转子」。

  · 「定子」:最外面的圆筒,圆筒内侧缠有很多「绕组」,这些「绕组」与外部交流电源接通,由于整个圆筒与「机座」连接在一起,固定不动,因此称为「定子」 。

  · 「转子」:在「定子」的内部便是「转子」,其要么是一个缠绕着很多导线的圆柱体(即「绕线式转子」),要么是笼形结构的圆柱体(即「笼式转子」,如上图特斯拉)。由于「转子」不被固定,而是与「动力输出轴」连接在一起旋转,因此又称为「转子」。

  · 「转子」与「定子」:两者之间没有任何连接和接触(此间隙被称为「气隙」,通常为0.2~1mm),并以『套筒』的结构相互套住。当「定子绕组」接通交流电源时,「转子」就会旋转并输出动力。

  简单地来说其原理就是:通电「绕组」在旋转磁场里转动。以特斯拉汽车也在使用的「异步交流电动机」(即「异步感应电动机」)为例来解释。

  或许你会问:『「电动机」中的「定子」和「转子」并不接触,为什么给「定子」的「绕组」通上「交流电」后,「转子」就会旋转呢?』其工作原理应用到两大「电磁学定律」:「法拉第定律」和「楞次定律」。而其工作逻辑请见下流程图:

  STEP 1.当「定子」上缠绕的「绕组」通上「交流电」后,由于「交流电」的特性,「定子绕组」就会产生一个旋转的「电磁场」;

  STEP 2.「转子绕组」是一个「闭环导体」,它处在「定子」的旋转磁场中就相当于在不停地切割定子的「磁感应线.

  结果就是:「转子绕组」就会不停『追赶』着「定子」的旋转电磁场,即是『使「转子」跟着「定子」旋转电磁场旋转』,最终使「电动机」开始旋转。>

  在整个工作流程中,我们会发现一个有趣的现象:由于「定子」需通电后才能产生旋转的磁场,此磁场使「转子」发生「电磁感应」从而旋转,所以「转子」的转速与「定子磁场」的转速不同步(

  )。故此我们称其为「异步交流电动机」。反之,如果两者的转速相同,我们就称其为「同步交流电动机」。

  举两个例子:特斯拉Model X高性能版后驱为单电动机,最大功率达到375kW,最大扭矩达到了650N·m,堪称恐怖。此外,蔚来ES 8 425KM的单电动机,最大功率也可达到240kW,最大扭矩达到了420N·m,凭借「异步交流电动机」的性能,使得整车备重超过2.4吨的汽车,百公里加速任然能保持在5秒以内。(数据源自《汽车之家》数据库)

  至此,我们基本将「交流电动机」的基本结构和工作原理简单地解释完了,最后我们简单地来谈谈「交流电动机」的特点。

  但如果「转子绕组」中的「电流」不是由「定子」旋转磁场所感应产生,而是自己产生,即「转子磁场」与「定子旋转磁场」无关,而且其磁极方向是固定的,那么根据同性相斥、异性相吸的原理,定子的旋转磁场就会拉动转子旋转,并且使转子磁场及转子与定子旋转磁场『同步』旋转。这就是「同步电动机」的基本工作思路。

  2. 干脆在「转子」上嵌上「永久磁体」,直接产生「磁场」,省去「励磁电流」或「感应电流」的环节。这种由「永久磁体」产生「转子磁场」的「同步电动机」,就称为「永磁同步电动机」。

  接下来我们仔细来看一下「永磁同步电动机」的工作原理,如图所示,外圈(灰色区域)为「定子」,「定子」内部间隔绕制着三组六匝的「绕组」(红、绿和蓝),对角线为相同组。而中间加入一块条形磁铁,即是「转子」,条形磁铁中心位置连接着「输出轴」,最终将动力传输到「轮胎」。

  但「永磁电动机」的性能优劣与永磁材料密切相关。目前用在「永磁电动机」上的永磁材料有「铁氧体」、「铝镍钻」、「钐钴」、「钕铁硼」等几种。

  1. 「铁氧体」:价格低廉,去磁特性呈线性,是常用的永磁材料。「铁氧体」的磁能积低,用「铁氧体」制造的电动机体积较大。

  2. 「铝镍钴」:材料「剩磁」高,但「矫顽力」低,「抗去磁能力」低,寿命短,电动机中采用较少。

  3. 「钐钴」(Sm-Co):材料「剩磁」和「矫顽力」都很高,美中不足的是资源不多,价格昂贵,限制了应用。

  4. 「钕铁硼」(Nd-Fe-B):材料具有很高的「剩磁」、「矫顽力」、「磁能积」以及相对低的价格,是目前最合适的永磁材料。

  我国有丰富的「钕铁硼」材料——稀土金属。所谓「稀土金属」,是指化学元素周期表中镧系元素族中的17种元素,表现为金属特征,多以化合物形式蕴藏于自然界。稀土永磁材料的磁性能优异,它经过充磁后不再需要外加能量就能建立很强的永久磁场,用来替代传统电动机的稀土永磁电动机不仅效率高,而且结构简单、运行可靠、体积小、重量轻。

  「稀土式永磁电动机」既可达到「传统电励磁电动机」所无法比拟的高性能(如特高效、特高速、特高响应速度),又可以制成能满足特定运行要求的特种电动机,如电梯曳引电动机、汽车专用驱动电动机等。不过,我们不得不否认,虽然我国地大物博,算是稀土资源丰富的国家,「稀土式永磁电动机」的制造成本仍是较高的。

  动力电机的能量传输过程包括:能量储存系统的直流电能,在动力控制系统的功率控制下将直流电转换成交流电提供给电动机单元,电动机单元内的转子在交流电所产生的磁场的作用下旋转,从而将电能转变成机械转动力,通过输出轴将该转动力输出至变速箱单元,变速箱单元通过其内部的各齿轮机构的配合使该转动减速,并经过差速齿轮的调整后,输出至车轮的半轴。

  那么异步感应电机相比较国内主流的永磁同步电机有哪些不同呢?首先,异步感应电机具有更高的转速极限,最高可达15000转每分钟。并且有更强的过载能力,最大可达额定值的5倍。同时异步感应交流电机具有结构坚固性好、成本低和可靠性好的优点。当然它也存在着短板,那就是,峰值效率最高95%略低于永磁同步交流电机的97%。另外电机的外形尺寸异步感应交流电机相比较永磁同步交流电机在相同功率下也要大一些。因此两种技术并没有孰优孰劣之分。而是根据不同的车型特性来匹配相应的电机技术,从而找到最优解。

  1.高度集成(一体集成电机E-Motor、齿轮箱Gearbox和逆变器PEU电机控制器)

  根据蔚来汽车电机总成专利申报图所示电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100的装配关系爆炸视图。电动机单元、变速箱单元、逆变器单元沿变速箱单元的输入轴202的轴向排布。变速箱单元设有用于穿插电动机单元与逆变器单元的电连接线路的干腔。能将电驱动系统的连接线埋入壳体之内,从而保护电连接线路并使电机总成更加简洁。

  实际上异步感应电机和永磁同步电机各有优势,因此蔚来ES6就同时搭载了两种电机技术来根据工作状态充分发挥各自的优势。倾向于高速高性能表现的异步交流电机放置在后轴。而偏向于低速高效率的永磁同步电机布置在前轴。当中低车速时永磁同步电机工作,发挥其高效优势获得更长纯电续航。当高速路况时双电机同时工作,优化车辆加速性能。当减速时智能根据制动需求进行电机调配。普通制动由永磁同步电机进行制动能量回收,急减速则由双电机同时提供制动扭矩时回收能量。

  综上所述,异步感应电机和永磁同步电机各有优势,异步交流电机具有良好的高速高性能表现。而永磁同步电机具有优异的低速高效率特性。如何选择相应的电机技术实际并没有统一标准,更多的是针对车型需求去摸索最优解。希望今天的介绍为大家了解这两种技术有所帮助。

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  永磁电机和感应电机还有各自不同的拓扑和种类以满足多样的功能需求。总的来说,感应电机可靠(耐艹)、便宜、制造工艺成熟,在电动汽车上具有成本优势,永磁电机转矩/功率密度高、效率高、贵,在电动汽车上能够节省空间。控制性能上二者都可以采用合适的控制策略实现快速的转矩响应。低速时永磁电机的效率优势明显,高速时感应电机会有一些优势,但并不显著,具有凸极效应的永磁同步电机在高速时依然具有良好的转矩/功率输出能力,这需要结合电机具体参数和驱动系统容量进行综合考虑。此外,开关磁阻电机也是电动汽车用电机的一个热门选择。

  ,异步电机需要电励磁,永磁同步电机多采用稀土磁材,而在产生磁能方面,稀土材料无论是单位质量还是单位体积都远优于电励磁系统,因此永磁同步电机的功率密度优于异步电机,当然如果把稀土永磁材料换成普通磁材,扫地机是松下好还是科沃斯好那永磁同步电机的功率密度也就未必优于异步电机了。射流风机和轴流风机一样吗由于咱们是稀土大国,没有人去研究稀土永磁材料的替代方案(如:普通铁氧体磁材的永磁同步电机),而国外则不同,有很多机构研究如何代替永磁体,于是出现了铁氧体永磁同步电机、开关磁阻电机、同步磁阻电机等等不需要稀土的同步电机,这些电机在功率密度上未必都比异步电机好。这个参数影响的是同等功率下电机的体积,其实也就是影响到表中电机体积、电机质量的对比。

  ,同样我们要理解为什么有永磁同步电机效率高于异步电机的结论,其原因还是出在电励磁上,异步电机采用电励磁结构,电励磁就会产生电流,电流流过必有损耗,所以效率低,特斯拉在做第一代电动汽车时,为了减少这个损耗,采用了铜转子的异步电机,但是只能减少,并不能消除,因此,效率还是低于永磁同步电机,只不过缩小了这个差距,但代价就是提高了成本。明白了这个道理,那么直流电机效率低的这个评价其实得分开来说,因为直流电机也可以采用永磁体励磁,用永磁体励磁的直流电机未必效率低。

  的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1,无论是异步电机还是永磁同步电机都有绕组,因此都是电感性负载,所以功率因数都小于1,但是谁更小呢?我们看看功率因数的解释:功率因数是指交流电路有功功率对视在功率的比值。那么对电机而言,有功功率就是变成力,变成动能了,无功功率就是励磁,说到这里大家肯定就明白了,又是那个该死的电励磁,功率因数也是它拉低的,没错就是它,射流风机和轴流风机一样吗但是这次却不是一定的了,因为电机工作中还有一个弱磁区,永磁电机在弱磁区工作时,也需要电励磁,这个电励磁是用来抵消永磁体的磁能的,那么在弱磁区,永磁电机的功率因数可就未必有优势了,实际上在弱磁区,永磁电机的功率因数是低于异步电机的。所以这一项,表上的评价不全面,需要分工作区间看。

  的对比我们需要借助下面的电机功率、转矩、转速特性表来理解一下。下表中蓝色线条代表转矩,在低转速时,转矩是可以维持恒定的,当转速高到电机的设计功率时(比较拗口,其实就是转矩恒定不变的情况下,转速升高,功率也随之升高,当功率升高到设计功率时),转速再升高,需要降低转矩,这个区域就叫做恒功率区,反之,前面那个区域叫恒转矩区。在恒功率区工作时,电机需要弱磁,扫地机是松下好还是科沃斯好电励磁的异步电机弱磁比较简单,少给点励磁电流就是了,但是永磁同步电机的励磁是永磁体,无法控制,就需要用电励磁给一个反向的磁场去抵消,这样就费点劲,也就是需要分出一部分功率去励磁,也就是说恒功率区窄了,前面也说到了,这个影响同时造成恒功率区域的功率因数随着弱磁深度变小,同时也是下面要讲的转速范围,表中写到永磁同步电机转速范围小的原因,真是成也萧何,败也萧何。但是,开头那个表中给出的具体数据是不准确的,因为电机的设计灵活性其实是很高的,尤其永磁同步电机,可以很轻松地设计出5倍恒功率区的电机。这里我们不去深究数据,明白背后的原理即可。

  我们在上一段已经讲过了为什么会出现开头表中的比较结果,这里需要补充一点的是,影响电机转速范围的核心要素其实并不是上段提到的点,影响异步电机转速最主要的因素其实是控制器的输出频率。其实是电机工艺,说白了就是电机的轴承是否受得了。比如电机用气浮或者磁浮轴承,控制器频率可以稳定输出可控的2000Hz,对于一对级的电机,就可以达到60*2000=120000RPM,而现在市场上高速电机领域恰恰是表中认为高速没有优势的永磁同步电机。回过头来讨论表中的依据,认为永磁电机弱磁控制不如异步电机,实际上,现在宽弱磁范围的电机,反而也是永磁同步电机居多,所以说明白其原理,通过设计去克服其缺点,突出优点,结果未必差。

  和结构坚固性我们一起讨论,关于这两条,表中认为异步电机优于永磁同步电机,我认为其理由应该都是来源于永磁体,永磁体有退磁的风险,比如温度超过居里点必然退磁。另外永磁体材料强度本身弱于金属。所以永磁电机使用中,要做好温度保护策略,生产工艺上需要固定好、保护好永磁体。相比较而言,异步电机就更结实可靠一些了,直白点说就是皮实。

  说到成本,其实电机材料就是铜、硅钢、铁、铝、永磁体。说到这里,往往电机生产厂家就火了:“你们总按重量评估俺们电机的价格是几个意思”。火了也得说,异步电机没有永磁体,参数区间带相对固定,所以现在市场上,异步电机确实是用重量评估价格的,具体多少这里就不说了。永磁电机之所以贵一些,就贵在永磁体上了,不管用什么样的永磁体,总归是用了,所以肯定贵些。无非不过就是,国内稀土不缺,国内贵的少一点;加上用了永磁体,铜、铝啥的可以用的少一点,差价小一些。国外稀土缺,贵的就多一些。于是老外就绞尽脑汁地想,少用点永磁体吧,16厚的慢慢变8个厚的,修改转子磁槽的形状、位置,增加凸极转矩,还真别说,老外的研究精神确实值得我们学习,最后搞出了干脆不放磁钢的电机——同步磁阻电机,没记错的话宝马电动车上用的就是这个,现在国内也开始有企业引进技术在做了,据说搞得也不错。当然,电机必须有磁,不放磁钢,必然功率因数、效率、体积等问题又回来了,那就再放点铁氧体,便宜的。这就是技术的发展,就是因为异步电机和永磁电机各自的优缺点,科研单位通过研究,在克服这些缺点的过程中,又出现了中间产物。

  ,这个提法有点无语,你会就是可控性好,不会就是可控性差呗,所以这个问题不想多讨论,就说一句:异步电机和永磁同步电机都是通过控制交流正弦波实现对电机的控制。通过数学模型(当然也得有匹配的处理器能算过来,有匹配的功率器件能输出去),你能把正弦波控制得多灵活,就能把这两种电机控制得多灵活。最后是

  ,异步电机和永磁同步电机用的控制器其实是一样的,不同的只是软件算法,所以他们成本没有太大差异。当在同一应用环境下,如果正好碰上同步电机容量可以比异步电机容量小一个等级,那就同步电机控制器成本低,反之就是异步电机控制器成本低。这个应用环境有时候又和前面说到的功率因数有关系,因为无功功率对控制器而言也是算容量的。所以,比较这两种电机优劣,还是要放在应用环境中看,比如电动汽车上,电池电量有限,用户还天天抱怨续航里程,那就要选择效率高、质量轻、结构灵活性高的永磁同步电机,特斯拉也不例外,最后不也得回到这条路上嘛。

  (英文名称为permanent mag⁃net synchronous motor,简称PMSM)主要是由转子绕组、机壳、定子铁芯及旋变组件等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的交流异步电机的结构非常相似,定子旋转磁场“拖着”转子磁场(转子)转动,所以永磁同步电机的转子速度一定和定子旋转磁场相同,所以叫同步电机,反之,则叫异步电机。永磁同步电机在转子上放有高质量的永磁体磁极,定子线圈的磁场会因为断电而消失,但是转子却是磁性很强的永磁体,磁场并不会消失,因此称之为“永磁同步电机”。

  就是我们所说的感应电机,交流异步电机的定子由定子铁芯、定子绕组、和机壳组成,转子由转子铁芯、转子绕组、和转轴组成。

  永磁同步和交流异步的结构区别主要是转子的结构,永磁同步电机转子上没有励磁绕组,用永磁体来励磁,而交流异步转子没有永磁体只有励磁绕组。

  交流异步电机的定子和转子之间靠电磁感应作用,利用电磁感应原理,通过定子的三相电流产生旋转磁场,并与转子绕组中的感应电流相互作用产生电磁转矩,以进行能量转换。正常情况下,

  因此感应电机又称为“异步电机”。永磁同步电机和交流异步电机的主要区别,可以简单概括为转子与定子是否同步,以及是否含有永磁体(钕铁硼)。>

  >

  总体看来永磁同步电机效率高,能耗小,更经济。功率密度和扭矩密度高,同等功率和扭矩情况下体积小质量轻,利于车辆轻量化,减少电动汽车能耗。而且永磁同步电机不存在转差率,使得控制起来比较简单。但是永磁同步电机的永磁体会产生高温、振动等机械热负荷易退磁,永磁同步电机的永磁体会产生高温、振动等机械热负荷易退磁,交流异步电机定子所用的绕组不存在易退磁的问题,可靠性高且过载能力强。同时,由于永磁同步电机的永磁体材料为稀土资源,比较贵,而异步电机的转子是通过线圈绕组产生电流进行励磁,无永磁体,所以相成本更低。再者,其交流异步电机转子采用铜线方案电机效率相较与铝线绕制

  由于永磁同步电机定子磁场由永磁体产生,定子磁场无法进行调节,只能通过调节绕组电流的大小来进行削弱永磁体的磁场,进行弱磁扩速,所以 不易控制,但是异步电机则可以通过改变电机转子绕组的电流大小进行磁场的调节,所以电机弱磁调节控制起来要简单很多发布于 2019-12-04

  2:在高转速高功率工控下有退磁的风险。3:在实际工程应用需要关注知道,永磁同步电机发电属性不受控,要预防在第二或四象限发电属性致使母线电压升高,击穿电路。

  4:由于永磁同步电机大部分控制策略为FOC,需要实时知道转子位置信息,如果位置传感器失效会引起转子抱死导致的异常,会带来的严重后果,所以需要额外对此做风险评估和故障保护策略

  传统的永磁同步电机(PMSM)和异步感应电机(IM)比起来,由于使用了永磁体,PMSM的功率密度和扭矩密度都比IM要大很多,当然了,从另外一个方面看,缺点就是成本应该也高不少。

  在电动汽车领域应用,由于电动车的空间限制,输出功率要求高,以及使用环境上也与传统应用场景不同,因此几乎超过90%的车企都选用PMSM作为驱动电机。

  当然了,为什么IM也能在纯电动汽车应用场景中被提及,也因为是特斯拉的功劳。特斯拉最早使用了感应电机作为驱动电机。但是这里要特别提及的是,特斯拉的异步感应电机,可不是我们传统意义上的感应电机,特斯拉用了一个新工艺,叫做铜转子工艺,就是用铜转子鼠笼代替了一般传统的铸铝的鼠笼。这个好处是显而易见的,正是由于使用了铜转子,我印象中特斯拉的峰值功率密度已经做到比传统永磁电机还高了。当然,从另外一个层面看,好像这种铜转子工艺的异步电机成本也不低,所以从花多大钱,有多大产出的角度看,实际上平衡的。

  当然了,熟悉特斯拉的朋友可能都知道,特斯拉在model 3上放弃了,或者准确的说部分放弃了异步感应电机,也开始使用起永磁来了。这个原因其实也很简单,铜转子好是好,贵也可能不是大问题,但是铜转子最大的问题是,制造工艺太难了。要想做这种铜转子,无外乎两种工艺,要么铸,要么焊接铜条。先说铸造,这个不确定有没有用过,但是听搞电机的一个前辈提起,这种铸造的模具,成本高不说,而且铸不了多少个,就用不了了;再来看焊接,铜条焊接,印象中至少要上万瓦的激光器,当年国内的某造车新势力学特斯拉,也搞这个铜转子焊接,据说这种激光设备国内生产不了,如果从国外进口的话,听说是管制设备,不是说有钱就能买到的。虽然特斯拉可能遇不到这种问题,但是可以想象,这个工艺其实是很难很难的。这不,在model 3换成永磁之后,这家造车新势力的第二款车型,也换成永磁电机了。

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