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特斯拉为什选择“感应电动机”而不是“永磁电动机”?特斯拉与电磁感应

  

特斯拉为什选择“感应电动机”而不是“永磁电动机”?特斯拉与电磁感应

  

特斯拉为什选择“感应电动机”而不是“永磁电动机”?特斯拉与电磁感应

  答:这位车友看来是比较关注特斯拉的,现在是市场上的特斯拉汽车采用的是只有70磅重的3相4极感应电动机。它可以在非常低的转速的情况下产生大的扭矩,并使电动机维持高功率状态,转速可以达到 13000 转。

  普遍的观点认为,永磁电动机结构简单、效率高,异步感应电机的转矩密度低于永磁同步电机,使得小体积、轻量化难以实现。轻量化对于汽车的节能、续航等有重大的意义,这也是为什么目前市场上其他的新能源汽车都选择采用永磁同步电机的原因。

  永磁电动机是同步电动机,转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子同步。而感应电动机异步电动机,异步电动机最大的缺陷就是难控制转子的旋转速度,然而,特斯拉利用矢量变频、半导体的控制等技术,取得了一些突破,克服了这些问题。电机的性能主要取决于是定转子的铜线缠绕方式,还有一个就是电机里材料的变化,也可以提高电机输出。

  特斯拉所采用的的异步感应电动机拥有很多优势:高速反电动势低,空转损耗小,配合电机控制,有效的发挥功效延长续驶里程,降低单位能耗。异步电机在工作中能忍受大幅度的工作温度变化,所以可以减少散热器、水泵等装置。感应电动机的输出扭矩可以在比较宽的范围内调整,无需安装附加的传动机构。

  总的来说,各厂家电机的选择都是根据其各项技术相匹配起来的综合考虑。

  1,除了超声波电机,好像所有电机都是感应电机吧?

  2,特斯拉的电机是交流异步电机,比永磁同步比当然要差些,这个没得说。

  3,为什么特斯拉用就成了高大上,而国内一用就是豆腐渣?还不是国外的月亮圆嘛。

  撇开谁谁的,就事论事,特斯拉的电机部分还是做得不错的。交流异步电机的最大问题是起动电流大,启动扭矩低,低速拖动能力差,为了解决这个问题,特斯拉用了一个大约9:1的减速器,这样基本就避开了电机的低速区,让电机工作在中高速,也就是异步电机的最优工作区;这时就发挥了异步电机可高转速,反电动势低的优点。

  另一方面,异步电机转子无绕组,可耐较高工作温度,散热设计简单,成本低,效率还不错,综合起来也算是个好方案。

  其实,这就和国内原来电单车的有齿和无齿之争类似,有齿的电机转速高,体积可以做得小很多,成本低,但后期维护比无齿的麻烦,所以慢慢被淘汰了。但在汽车上情况不完全一样,因为汽车是要定期维护的,润滑,冷却性能都不是电瓶车可比的。

  大家听我讲:

  首先,因为“感应电动机”与特斯拉有着很深的渊源。

  感应式电动机 ,又称“异步电动机”,是将转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动的装置。

  转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。它是由电气工程师尼古拉·特斯拉于1887年发明,这就是渊源的所在。

  其次,感应式电动机有着悠久的历史,发展至今已有百年。在性能、价格等方面也比较廉价。同时呢,耐用度方面也较长,适用于高速、大功率等场合,包括频繁启动。

  最重要的是它适用于“异步”。

  而永磁电动机,是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,制成后则不需外界能量即可维持其磁场。一般分为直流发电机供电的励磁方式、交流励磁机供电的励磁方式、无励磁机的励磁方式。

  不过,它通常用于小功率场合。属于同轴运转。不适用大功率、频繁启动和倒退、时速差等。

  现在市场上面的特斯拉汽车采用的电机是只有70磅(1磅=0.454千克)重的3相4极感应电动机。它的好处在于在转速非常低的转速下产生大的转矩,并使电动机维持高功率的状态。

  那么来看看永磁电动机和异步感应电动机的主要差别在哪里。永磁电动机是同步电动机,转子使用永磁体,在定子产生的电磁转矩的作用下,转子和定子同步转动。而异步感应电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速,即同步转速,因为如果达到同步转速意味着转子导体与旋转磁场之间没有相对运动,那么就没有办法产生推动转子旋转的电磁力。所以可以看出,使用感应电动机的最大的困难就是如何去控制转子的速度。

  那么会有人说,感应电动机那么麻烦,倒不如直接使用永磁电动机好了。但是感应电动机有很多好处,尤其是从长期使用的角度来看。

  【重点来了】特斯拉所采用的的异步感应电动机在高速情况下反电动势低,空转损耗小,配合电机控制,可以有效的发挥功效,延长续驶里程,降低单位能耗,且它能在工作中能忍受大幅度的工作温度变化,所以可以减少散热器、水泵等装置。感应电动机的输出扭矩可以在比较宽的范围内调整,无需安装附加的传动机构。

  所以使用感应电动机意味着可以减少很多相关装置和机构的安装,就如上面提到的散热器等,少掉这些装置也就意味着这些装置的后期维护也都不用了,同时它还可以有更低的单位能耗,对提高续航能力来说,有重大的意义。所以不能仅仅从一个方面来看两种电动机,得在它们之间做一个综合的比较。

  电机技术基本可以说是二十世纪就已经非常成熟了,无论哪种,至于选择哪种完全是根据设计需要而已,不用纠结那个好那个坏,就中国本土国产而言,电机技术远比汽油发动机技术成熟几个数量级不止。

  电机能够旋转的原因是电流切割磁场磁力线产生电磁力;永磁同步电机采用永久磁体的磁场,异步感应电机的线圈既要产生磁场还要给转子产生感应电流,因此异步电动机相对于同等功率密度的永磁同步电动机的体积大很多。但是异步电动机的结构简单、耐高温;永磁同步电机的永磁体会有一个磁场强度受多种因素衰减的问题(行业术语“消磁”)长期高温下消磁更明显,也就是现阶段的可靠性和一致性相对于异步感应电机差很多,未来一定会有技术突破,此乃后话!异步电机通过优秀的矢量算法可以实现与永磁同步电机相同的转矩特性,在弱磁升速比永磁稳定性好很多。江湖传言特斯拉电动车的电机驱动器是日本日立变频器贴牌的。国内有些倒江湖的营销家造谣说永磁同步电机的效率比异步感应电机高很多,实质上是永磁同步电机的功率因数比感应电机高,配上变频器后的YE3系列高能效异步感应电机比绝大多数国产永磁同步电动机的效率高。某些骗国家能耗补贴的企业和骗取国家研发经费的大学砖家团体就热衷于制造概念和噱头联手演戏。电动汽车领域是各显神通,根据自身需求选择不同技术路线,例如本田的油电混合系统就是选择永磁同步电机,因为它的电机不是长期过载工作,而且它的发动机仓对电机的小体积是刚性需求,而特斯拉对电机频繁超载运行的稳定性、可靠性有极高要求,而且它省去燃油发动机后的空间位置可以合理控制电机的尺寸需求。总结一句话永磁同步电动机与异步感应电机的技术差异就是体积和消磁,其他没有明显差异!

  感应电机技术成熟,性能稳定,可靠性高,功率可以做的比较大,也就是所说的交流变频;永磁电机最为后起之秀现在也很可靠,节能,但是功率较小,现在在变频电机中占80%,最为常见,2轮3轮4轮电瓶车和直流变频空调均为永磁变频电机,现在永磁电机功率还不能做的和感应电机一样大,上电动汽车这是硬伤!

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