感應與永磁電機究竟誰(shuí)主宰天下?
當人們以為,特斯拉將沿襲三相感應電機的傳統,在的Model 3車(chē)型上,特斯拉公司卻選用了三相永磁電機。此前,Model S與Model X采用三相感應電機。如今卻換用永磁電機,這是為什么呢?我們一起先來(lái)了解一下感應電機和永磁電機。
什么是感應電機/永磁電機?
大體上電機可以按照按工作電源、結構及工作原理、起動(dòng)與運行方式的不同以及用途的不同來(lái)分類(lèi)。其中適合于新能源汽車(chē)的驅動(dòng)的電機主要有永磁同步電機、感應電機和開(kāi)關(guān)磁阻電機三大類(lèi)。在此,我們先用一張圖來(lái)概括一下按結構及工作原理方法歸類(lèi)的電機。
按結構及工作原理方法歸類(lèi)的"電機族譜"
感應電機就是咱們經(jīng)常說(shuō)的交流異步電動(dòng)機,它是一種由定子繞組之后形成的旋轉磁場(chǎng)與轉子繞組中感應電流的磁場(chǎng)互相發(fā)生物理作用之后產(chǎn)生電磁轉矩驅動(dòng)帶動(dòng)子旋轉的一種電動(dòng)機類(lèi)型。而永磁電機主要是指永磁同步電動(dòng)機。
感應電機(交流異步電動(dòng)機)
首先,感應電動(dòng)機中由于轉子總是在"追趕"定子旋轉磁場(chǎng)的轉速,并且為了能夠切割磁感應線(xiàn)而產(chǎn)生感應電流,轉子的轉速總要比定子旋轉磁場(chǎng)的轉速慢一點(diǎn)點(diǎn),也就是異步運行,所以才將這種產(chǎn)生感應電流的電動(dòng)機稱(chēng)為交流異步電動(dòng)機。正是因為異步,所以產(chǎn)生了轉差,轉差使轉子上的導體產(chǎn)生電流,從而在磁場(chǎng)中受力轉動(dòng)。也是因為這個(gè)原因,其控制起來(lái)會(huì )稍復雜一些。但是感應電機就是由線(xiàn)圈和轉子鐵芯組成,所以?xún)r(jià)格便宜,過(guò)載能力強,皮實(shí)耐用的同時(shí)性能。
再看永磁同步電動(dòng)機,字面上可能更好理解,所謂永磁,是指在制造電機轉子時(shí)加入永磁體,使電機的性能得到進(jìn)一步的提升。此前磁鐵性能不好,但是"萬(wàn)磁王"高磁性能釹鐵硼在控制算法下的穩定性能和廣泛應用,增加了永磁體的可靠性與穩定性,可以較好地減少退磁現象的發(fā)生。而所謂同步,則指的是轉子的轉速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。
永磁同步電機
如果轉子繞組中的電流不是由定子旋轉磁場(chǎng)感應的,而是自己產(chǎn)生的,則轉子磁場(chǎng)與定子旋轉磁場(chǎng)無(wú)關(guān),而且其磁極方向是固定的,那么根據同性相斥、異性相吸的原理,定子的旋轉磁場(chǎng)就會(huì )拉動(dòng)轉子旋轉,并且使轉子磁場(chǎng)及轉子與定子旋轉磁場(chǎng)"同步"旋轉。這就是同步電動(dòng)機的工作原理。毫無(wú)疑問(wèn),同步自然控制起來(lái)更方便一點(diǎn)。
到底哪種電機主宰市場(chǎng)?
為了能讓大家更加簡(jiǎn)潔明了 get 到這兩種電動(dòng)機各自的特點(diǎn),我們匯總了相關(guān)知識點(diǎn)制成表格供您參考。用zui概括的說(shuō)法來(lái)描述便是,感應電機會(huì )更加適用于高性能高速的工況,而永磁同步電機則更適用于頻繁啟停的工況。
如果比較關(guān)注國內新能源汽車(chē)的粉絲們可能會(huì )有這么一個(gè)印象,就是歐美比較喜歡使用感應電機,而國內的大多數廠(chǎng)家喜歡采用永磁同步電機。來(lái)自大洋彼岸的特斯拉Model S 與 Model X 就是的例子,但國內的蔚來(lái) ES8 與江鈴 E200S 這兩款車(chē)同樣搭載感應(交流異步)電機,除此之外,很難覓得感應電機陣營(yíng)的車(chē)型了。例如比亞迪秦 EV、宋 EV、吉利帝豪 EV、榮威 ERX5、寶馬 i3 等大部分純電動(dòng)車(chē)都是搭載永磁同步電機。