永磁同步电机的发展前景如何?

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来源 | 网络


2016年10月14日科技部高新司发布《“新能源汽车”试点专项2017年度项目申报指南建议》,要求2017年重点项目,乘用车电机峰值功率密度≥4kW/kg(≥30秒),连续功率密度≥2.5kW/kg,电机最高效率≥96%,装车应用不低于25000台;商用车电机峰值转矩密度≥20Nm/kg(≥60秒),连续转矩密度≥11Nm/kg,电机最高效率≥96%,装车应用不低于5000台。技术指标的提高,影响着技术路线的方向,推动驱动电机相关技术的升级。


 


市场信息统计,永磁同步电机应用越来越多,电压等级不断提高,转速也越来越高。根据电动汽车资源网统计,在2017年第一批推荐目录中,有150款车型搭载了永磁同步电机,占比81%;搭载交流异步电机的车型有33款车型,占比18%;未知车型2款,占1%。


 


从数据信息可以看出,大部分车型选择永磁同步电机。虽然特斯拉采用的是异步电机,行业人士认为主要是出于成本因素和实际平均效率因素考虑。据悉,特斯拉Model 3将会采用永磁同步电机,可以说永磁同步电机将会是大势所趋!



为什么不选择开关磁阻电机



开关磁阻电机的优势较为明显,开关磁阻电机结构和控制简单、出力大,可靠性高,成本低,起动制动性能好,运行效率高。但为什么其没有被广泛应用在电动汽车上?主要原因:

(1)脉动因素而导致的成本增加;

(2)脉动转矩造成噪音;

(3)非线性严重。

(4)技术尚不成熟,正在不断探索和开发中。




永磁同步电机的工作原理


永磁电机是利用永磁体提供磁场的电动机。电动机做功,需要2个条件,一个存在磁场,另外一个是磁场中有运动的电流存在。






永磁同步电机的优势



统计数据表明,永磁同步电机功率密度高,可靠性高,功率因数高,较高的转速范围,调速控制性能好,具有较宽的调速范围。永磁同步电机没有励磁损耗和散热问题,电机结构简单,体积比同功率的异步电机小15%以上。永磁同步电机比交流异步电机的优势主要包括:

(1)效率高,更加省电;

(2)功率因数高;

(3)电机结构简单灵活;

(4)可靠性高;

(5)体积小,功率密度大;

(6)起动力矩大、噪音小、温升低。



不过,永磁同步电机也有它的缺点,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等,需要更多维护,给应用带来不便的缺点。相对于异步电动机而言,永磁同步电机则比较简单,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好,但存在最大转矩受永磁体去磁约束,抗震能力差,高转速受限制,功率较小,成本高和起动困难等缺点。 


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