各種電機優缺點

2022-05-17 07:59:48 字數 1727 閱讀 4414

1.非同步電機驅動系統

非同步電機其特點是結構簡單、堅固耐用、成本低廉、執行可靠,低轉矩脈動,低雜訊,不需要位置感測器,轉速極限高。

非同步電機向量控制調速技術比較成熟,使得非同步電機驅動系統具有明顯的優勢,因此被較早應用於電動汽車的驅動系統,目前仍然是電動汽車驅動系統的主流產品,但已被其它新型無刷永磁牽引電機驅動系統逐步取代。

最大缺點是驅動電路複雜,成本高;相對永磁電機而言,非同步電機效率和功率密度偏低。

2.無刷永磁同步電機驅動系統

無刷永磁同步電機可採用圓柱形徑向磁場結構或盤式軸向磁場結構,由於具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速範圍,發展前景十分廣闊,在電動車輛牽引電機中是強有力的競爭者,已在國內外多種電動車輛中獲得應用。

內建式永磁同步電機也稱為混合式永磁磁阻電機。該電機在永磁轉矩的基礎上迭加了磁阻轉矩,磁阻轉矩的存在有助於提高電機的過載能力和功率密度,而且易於弱磁調速,擴大恆功率範圍執行。內建式永磁同步電機驅動系統的設計理論正在不斷完善和繼續深入,該機結構靈活,設計自由度大,有望得到高效能,適合用作電動汽車高效、高密度、寬調速牽引驅動。

這些引起了各大汽車公司同行們的關注,特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。當前,美國汽車公司同行在新車型設計中主要採用內建式永磁同步電機。

表面凸出式永磁同步電機也稱為永磁轉矩電機,相對內建式永磁同步電機而言,其弱磁調速範圍小,功率密度低。該結構電機動態響應快,並可望得到低轉矩脈動,適合用作汽車的電子伺服驅動,如汽車電子動力方向盤的伺服電機。

無位置感測器永磁同步電機驅動系統也是當前永磁同步電機驅動系統研究的乙個熱點,將成為永磁同步電機驅動系統的發展趨勢之一,具有潛在的競爭優勢。

永磁同步電機驅動系統低速時常採用向量控制,高速時用弱磁控制。

目前電動車輛有5種:串勵有刷直流電機、有刷永磁直流電機、交流電機(非同步電機)、永磁同步調頻電機和無刷直流電機。

有刷直流串勵電機:優點是啟動轉矩大、過載能力強,缺點是需要換碳刷、高速有環火、不適宜高速執行、效率低、體積大、防護能力差、能量回饋差,主要用在電動三輪車上。

有刷永磁直流電機:優點是比有刷直流串勵電機效率高,能量回饋好,啟動轉矩和過載能力一般,缺點是需要換碳刷、高速有環火、不適宜高速執行、效率適中、體積大、防護能力差,主要用在電動三輪車上。

交流電機:優點是結構簡單、電機本身可靠性高,缺點是起動轉矩小、起動電流大、電機要靠增大啟動電流來產生大轉矩,但因電池特性所限,電池難以提供大的電流,影響了電機轉矩的提公升,這種電機效率低、控制複雜,能量回饋性能差。

開關磁阻電機:優點是在低速時具有較大的轉矩,缺點是低速振動大、雜訊大、效率偏低,能量回饋差,應用很少。

永磁同步電機:優點是具有較高的效率,能量回饋好,缺點是低速時轉矩無法提公升,有失步問題,應用很少。

無刷直流電機:優點是:①電機外特性好,非常符合電動車輛的負載特性,尤其是電機具有可貴的低速大轉矩特性,能夠提供大的起動轉矩,滿足車輛的加速要求。

②速度範圍寬,電機可以在低中高大速度範圍內執行,而有刷電機由於受機械換向的影響,電機只能在中低速下執行。③電機效率高,尤其是在輕載車況下,電機仍能保持較高的效率,這對珍貴的電池能量是很重要的。④過載能力強,這種電機比y系列電動機可提高過載能力2倍以上,滿足車輛的突起堵轉需要。

⑤再生制動效果好,因電機轉子具有很高的永久磁場,在汽車下坡或制動時電機可完全進入發電機狀態,給電池充電,同時起到電制動作用,減輕機械剎車負擔。⑥電機體積小、重量輕、比功率大、可有效地減輕重量、節省空間。⑦電機無機械換向器,採用全封閉式結構,防止塵土進入電機內部,可靠性高。

⑧電機控制系統比非同步電機簡單。缺點是電機本身比交流電機複雜,控制器比有刷直流電機複雜。

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