目前,國內外用于電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)電機主要有交流異步感應電機、開(kāi)關(guān)磁阻電機、永磁同步電機。分別介紹如下:
一、交流異步電機
交流異步電機是矢量控制技術(shù)的應用,實(shí)現了交流電機的變頻控制,解決了交流電機控制難的問(wèn)題。交流電機結構簡(jiǎn)單、效率高、可靠性高、轉矩脈動(dòng)小、噪聲小、轉速高、體積小、易維護的優(yōu)勢,同時(shí)也讓交流電機具有了類(lèi)似于直流電機的優(yōu)良性能。交流電機是目前技術(shù)相對較成熟的驅動(dòng)電機,但交流電機輕載效率低,解決電池向電機大電流供電以提高運行效率,并保持矢量控制下的快速動(dòng)態(tài)響應是需要進(jìn)一步解決的技術(shù)難題。
二、永磁同步電機
永磁電機主要指三相永磁同步電機和無(wú)刷直流電機。永磁電機在各類(lèi)驅動(dòng)電機中,具有功率密度高、體積小、重量輕、結構簡(jiǎn)單、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。但由于永磁電機轉子為永磁體,無(wú)法調節,必須通過(guò)調節定子電流、增加定子電流去磁分量來(lái)削弱磁場(chǎng),這就使定子電流增大,銅耗增加。同時(shí),磁性能受溫度、振動(dòng)等因素的影響,如果工作范圍選擇不當,存在高溫退磁,電機運行有失步現象。過(guò)載能力受控制器的限制,電機制造工藝需深入探索、磁鋼價(jià)格較高等都是需要從技術(shù)上實(shí)現突破的關(guān)鍵。由于我國占有全世界80%的稀土資源,隨著(zhù)鉚鐵鈿材料性能的研究提高,以及電機設計、制造技術(shù)的不斷完善和制造成本的不斷下降,永磁電機的應用前景會(huì )逐步好轉。
為了充分發(fā)揮永磁電機的優(yōu)勢,克服其缺點(diǎn),目前國內外開(kāi)展了永磁混合電機的研制,從原理上主要有①永磁和磁阻混合:把永磁嵌入轉子的磁回路中,永磁電機同時(shí)產(chǎn)生永磁轉矩和同步磁阻,另一類(lèi)是把永磁體和開(kāi)關(guān)磁阻結構結合,產(chǎn)生另一種永磁和磁阻混合電機,即雙凸電機。其具有高功率密度、高效率和寬轉速范圍調節等優(yōu)點(diǎn)。②永磁轉矩和磁滯轉矩組合:其結構是把永磁體嵌入磁滯環(huán)內表面的槽中,這種電機啟動(dòng)轉矩高、運行平穩、噪聲低。另一種是把永磁體置于轉子內,直流勵磁繞組放在定子上,通過(guò)控制勵磁電流的大小和方向,很容易調節電機氣隙磁通,以得到滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)要求的轉矩/轉速特性。
三、開(kāi)關(guān)磁阻電機
開(kāi)關(guān)磁阻電機由電磁阻電機和開(kāi)關(guān)電路控制器組成的機電一體化的新型調速電機。它由可變磁阻步進(jìn)電機直接衍生而來(lái)。電機工作時(shí),依次使定子線(xiàn)圈中的電流導通或截止,電流變化形成的磁場(chǎng)吸引轉子的凸極而產(chǎn)生轉矩。轉子上沒(méi)有繞組、英鋼或滑環(huán),結構簡(jiǎn)單,可在較寬轉速和轉拒范用內高效運行,可靠性高,啟動(dòng)和調速性好,控制簡(jiǎn)單,成本低。但該類(lèi)電機磁極端部嚴重磁飽和以及溝槽的邊緣效應,使其設計和控制都非常困難,且轉矩波動(dòng)大、噪聲大、需要位置傳感器檢測等,使該類(lèi)電機的應用受到很大的限制。