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为啥特斯拉和宝马用相易异步电机比亚迪却热爱

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/04/25点击数:

  鸿运国际官网各位邦友有没有发现,媒体在报道电动车的动力信息时,经常使用“搭载了永磁同步电机,最大功率XX……”因为绝大多数产品搭载的电机都是“永磁同步电机”,很多读者就把这句话理解为“搭载的电机最大功率为……”但关注特斯拉的朋友们可能知道,特斯拉搭载的是“交流异步电机”,而新晋网红蔚来ES6性能版搭载的是“前160千瓦永磁同步电机,后240千瓦感应电机” 这又是什么东西?

  电机这个东西相信大家都不陌生,回忆一下高中物理上的直流有刷电机,原理千百年来都是一样的, 一个永磁体(磁铁)作为定子,一个线圈作为转子,通电后产生磁场,根据“同性相斥,异性相吸”的原理,他会绕着定子转动。

  但是吧,转了180度之后,你会发现定子的N极挨着转子的S极了,它们两个开始相吸,不转了咋整?所以这时候需要改变一下通过转子的电流方向,但是你是不能改变电源的电流方向的,所以这时候需要换向器和电刷出马了。

  电刷的主要作用是传导电流,它的正负极则与电池的正负极相连,转子每转过180度,电刷与换向器的连接发生转向,线圈原本的正极变成负极、负极变成正极,以此交替循环,实现电磁力推动转子线圈持续旋转。不过因为电刷一直在换向器上刷来刷去,势必产生磨损,运气不好还会产生火花。

  前面说了电刷会磨损甚至起火花,所以现在大多数汽车用的都是无刷电机,我们本次讨论的永磁同步电机和交流异步电机都是无刷电机,下面终于进入正题,给大家讲讲这两者的区别:

  指的是转子转速和定子产生的磁场的速度是否一样。要完全理解这个问题,我们需要理解这两种电机的原理。

  需要注意的是,永磁同步电机和我们上面举例用的课本上的电机不一样,它的线圈是作为定子,永磁体是充当转子的,跟课本上的正好相反。

  先说这个永磁体,现在多数是用钕铁硼材料制作,这种材料被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。而获得这种材料需要一种稀有物品——稀土。这里稍微科普一下,稀土家族是来自镧系的15个元素,加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素的集合体,中国的稀土储量最多时占世界的71.1%,目前占比在23%以下,中国还在过去几年承担了稀土输出的角色,邦老师的老家就很擅长处理稀土,甚至大学还开设专门的稀土学院。

  这里废话这么多的原因就是想告诉大家稀土很贵很稀有,所以导致永磁体很贵,永磁直流电机也很贵……

  好吧稍微有点跑题了,我们接着讨论永磁同步电机。因为没有电刷,所以换向必须采用“电子”的方式,下面是永磁同步电机的结构示意图:

  外圈灰色是固定在车身上的定子壳体,上面间隔绕制着红、绿、蓝三组六匝线圈,对角线为相同组。而中间白色轮转为转子,连接着输出轴到轮胎。

  假设我们先给绿色线圈通电,那么它将产生类似条形磁铁的磁场。而如果给三组线圈都通电,三组线圈的磁场就相当于三根条形磁铁成“米”字型放在定子内部,就会产生不断旋转的磁场,这时候转子就会受到定子产生的磁力而转动。

  注意,上面这个图里的条形磁铁只是为了帮助大家理解通电线圈的磁场方向,并不是电机里放置了一个磁铁!

  在这种情况下,通电线圈发生变化后,转子能够马上受力,也就是转子转速和定子产生的磁场的速一样,所以叫同步电机

  另外这里的转子也不是单纯的一个磁铁,如果这样的话,会因为磁极方向单一导致受力不均匀,所以它一般是将更多个磁铁放在定子上组成定子磁组,这样就形成了一个SN极间隔的永磁转子。

  这样磁场中的转子由于任意方向都有磁铁受力,因此这就使得转子稳定的旋转起来。当然线圈的通断电是由转子位置传感器和开关控制的,它们三个的通断也不是简单的“你通我断”,而是一个比较复杂的通断规则,这里就不细讲了。

  交流异步电机的定子由铁芯、绕组与机座组成,转子则是由铁芯和绕组组成,转子绕组有鼠笼式和线绕式,长这样:

  可以看到,交流异步电机没有永磁体,它的转子和定子都是靠通电才能产生磁场的。

  由于使用的是三相交流电,所以,线度为一个单元,共三个单元,相互对称排列。三个独立绕组组合在一起形成一个360度的圆柱形定子。因为交流电的频率和方向是不断变化的,所以假设我们给A绕组通入交流电,那么它会产生一个方向和大小都不断变化的磁场,对于另外两个绕组来说也是这。