感應與永磁電機究竟誰主宰天下?
當人們以為,特斯拉將沿襲三相感應電機的傳統(tǒng),在的Model 3車型上,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、起動與運行方式的不同以及用途的不同來分類。其中適合于新能源汽車的驅(qū)動的電機主要有永磁同步電機、感應電機和開關磁阻電機三大類。在此,我們先用一張圖來概括一下按結構及工作原理方法歸類的電機。
按結構及工作原理方法歸類的"電機族譜"
感應電機就是咱們經(jīng)常說的交流異步電動機,它是一種由定子繞組之后形成的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應電流的磁場互相發(fā)生物理作用之后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動帶動子旋轉(zhuǎn)的一種電動機類型。而永磁電機主要是指永磁同步電動機。
感應電機(交流異步電動機)
首先,感應電動機中由于轉(zhuǎn)子總是在"追趕"定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,并且為了能夠切割磁感應線而產(chǎn)生感應電流,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總要比定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速慢一點點,也就是異步運行,所以才將這種產(chǎn)生感應電流的電動機稱為交流異步電動機。正是因為異步,所以產(chǎn)生了轉(zhuǎn)差,轉(zhuǎn)差使轉(zhuǎn)子上的導體產(chǎn)生電流,從而在磁場中受力轉(zhuǎn)動。也是因為這個原因,其控制起來會稍復雜一些。但是感應電機就是由線圈和轉(zhuǎn)子鐵芯組成,所以價格便宜,過載能力強,皮實耐用的同時性能。
再看永磁同步電動機,字面上可能更好理解,所謂永磁,是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體,使電機的性能得到進一步的提升。此前磁鐵性能不好,但是"萬磁王"高磁性能釹鐵硼在控制算法下的穩(wěn)定性能和廣泛應用,增加了永磁體的可靠性與穩(wěn)定性,可以較好地減少退磁現(xiàn)象的發(fā)生。而所謂同步,則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組中的電流不是由定子旋轉(zhuǎn)磁場感應的,而是自己產(chǎn)生的,則轉(zhuǎn)子磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場無關,而且其磁極方向是固定的,那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理,定子的旋轉(zhuǎn)磁場就會拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),并且使轉(zhuǎn)子磁場及轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場"同步"旋轉(zhuǎn)。這就是同步電動機的工作原理。毫無疑問,同步自然控制起來更方便一點。
到底哪種電機主宰市場?
為了能讓大家更加簡潔明了 get 到這兩種電動機各自的特點,我們匯總了相關知識點制成表格供您參考。用zui概括的說法來描述便是,感應電機會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。
如果比較關注國內(nèi)新能源汽車的粉絲們可能會有這么一個印象,就是歐美比較喜歡使用感應電機,而國內(nèi)的大多數(shù)廠家喜歡采用永磁同步電機。來自大洋彼岸的特斯拉Model S 與 Model X 就是的例子,但國內(nèi)的蔚來 ES8 與江鈴 E200S 這兩款車同樣搭載感應(交流異步)電機,除此之外,很難覓得感應電機陣營的車型了。例如比亞迪秦 EV、宋 EV、吉利帝豪 EV、榮威 ERX5、寶馬 i3 等大部分純電動車都是搭載永磁同步電機。