新能源電動汽車中的驅動電動機的分類

摘錄自 2017/8/30 每日頭條

電動汽車的驅動電動機最早是採用控制性能好和成本較低的直流電動機。隨著電子技術，機械製造技術和自動控制技術的發展，交流電動機，永磁電動機和開關磁阻電動機顯示出比直流電動機更加優越的性能，這些電動機已經逐步取代了直流電動機。

下面就來介紹一下最新的驅動電動機的分類

交流三相感應電動機是應用最為廣泛的電動機。其轉子和定子之間沒有相互接觸的滑環、換向器等部件，結構簡單，運行可靠，經久耐用。交流感應電動機的功率覆蓋面很廣，轉速可高達12000-15000 r/min。可採用空氣冷卻或液體冷卻方式，冷卻自由度高。對環境的適應性好，並能夠實現再生回饋制動。

與同樣功率的直流電動機相比較，質量減輕一半左右，價格便宜，維修方便。交流三相感應電動機的缺點是效率較低，轉子容易發熱，在高速運轉時需要保證對交流三相感應電動機的冷卻，否則會損壞電動機。交流三相感應電動機的功率因數較低，使得變頻變壓裝置的輸入功率因數也較低，因此需要採用大容量的變頻變壓裝置。交流三相感應電動機控制系統的造價遠遠高於交流三相感應電動機本身。此外，交流三相感應電動機的調速性能也較差。

永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有換向器和電刷組成的機械接觸結構。另外，它採用永磁體轉子，沒有勵磁損耗;發熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。

此外，它的轉速不受機械換向的限制，如果採用空氣軸承或磁懸浮軸承，可在每分鐘以高這幾十萬轉的速度運行。永磁無刷直流電動機與其他電動機系統相比具有更高的能量密度和更高的效率，在純電動汽車中有著很好的應用前景。

永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率範圍較小，永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降或發生退磁現象，將降低永磁電動機的性能，嚴重時還會損壞電動機，在使用中必須嚴格控制，使其不發生過載。

永磁無刷直流電動機在恆功率模式下，操縱複雜，需要一套複雜的控制系統，從而使得永磁無刷直流電動機的驅動系統造價很高。

開關磁阻電動機是一種新型電動機，具有很多明顯的特點：它的結構比其他任何一種電動機都簡單，在電動機的轉子上沒有滑環、繞組和永磁體等，只是在定子上有簡單的集中繞組，繞組的端部較短，沒有相間跨接線，維護修理容易，因而可靠性好，轉速可達15000 r/min。效率可達85%-93%，比交流感應電動機要高。

開關磁阻電動機轉子無永磁體，可允許較高溫升。調速範圍寬，控制靈活，易於實現各種特殊要求的轉矩-速度特性，而且在很廣的範圍內保持高效率，因而，更加適合純電動汽車的動力性能要求。但是，開關磁阻電動機的控制系統比其他電動機的控制系統複雜一些，位置檢測器是開關磁阻電動機的關鍵器件，其性能對開關磁阻電動機的控制操作有重要影響。由於開關磁阻電動機為雙凸極結構，不可避免地存在轉矩波動，噪聲是開關磁阻電動機最主要的缺點。

但近年來的研究表明，採用合理的設計、製造和控制技術，開關磁阻電動機的噪聲完全可以得到很好的抑制。另外，由於開關磁阻電動機輸出轉矩波動較大，功率變換器的直流電流波動也較大，所以在直流母線上需要裝置一個很大的濾波電容器。近年來，開關磁阻電動機在純電動汽車上得到了一定的應用。