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新能源汽车用开关磁阻电机

新能源汽车用开关磁阻电机

  • 所属分类:开关磁阻电机调速系统
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  • 发布时间:2022-02-25 17:29:06
  • 产品概述

电动汽车中常用的电机主要有异步、永磁、开关磁阻三大类型,其中,异步电机主要应用在纯电动汽车( 包括轿车及客车),永磁同步电机主要应用在混合动力汽车( 包括轿车及客车) 中,开关磁阻电机目前更多地应用在客车以及装载车等工程车辆中。特别是,由于具有高效、高功率密度的特点,目前在混合动力轿车中采用的基本都是永磁同步电动机。

电动汽车分为纯电动、混合动力和燃料电池三种类型,无论纯电动汽车、混合动力电动汽车还是燃料电池电动汽车,车用驱动电机系统既是关键技术又是共性技术。

目前电动车辆有5种:串励有刷直流电机、有刷永磁直流电机、交流电机(异步电机)永磁同步调频电机和无刷直流电机。

1)有刷直流串励电机:优点是启动转矩大、过载能力强;缺点是需要换碳刷、高速有环火、不适宜高速运行、效率低、体积大、防护能力差、能量回馈差,主要用在电动三轮车上。

2)有刷永磁直流电机:优点是比有刷直流串励电机效率高,能量回馈好,启动转矩和过载能力一般;缺点是需要换碳刷、高速有环火、不适宜高速运行、效率适中、体积大、防护能力差,主要用在电动三轮车上。

3)交流电机:优点是结构简单、电机本身可靠性高;缺点是起动转矩小、起动电流大、电机要靠增大启动电流来产生大转矩,但因电池特性所限,电池难以提供大的电流,影响了电机转矩的提升,这种电机效率低、控制复杂,能量回馈性能差。

4)永磁同步电机:优点是具有较高的效率,能量回馈好;缺点是低速时转矩无法提升,有失步问题,应用很少。

5)无刷直流电机:优点是:电机外特性好,电机体积小、重量轻, 速度范围宽,缺点是电机本身比交流电机复杂,运行电流大,特别是电机磁钢易退磁,降低了电机与电池的作用寿命。

“开关磁阻电动机调速系统是一种机电一体化节能型调速电机系统。它由开关磁阻电动机、功率变换器及控制器组成。同传统的直流及交流电机调速系统相比,具有以下优点:电机结构坚固、制造成本低;效率高,不仅在额定输出状态下,而且在宽广的调速范围内也能保持高效率运行;一般系统效率达85%以上;启动转矩大、启动电流小;制动性能好,能实现再生制动,节约电能效果显著;系统调控性能好,四象限控制灵活;具有无刷结构,适用于在高粉尘、高速、易燃易爆等恶劣环境下运行;可以在各行业应用”。

开关磁阻电动机调速系统具有如下技术特点:

(1)   效率高,节能效果好。在所有的调速和功率范围内,SRD效率都可达到85%以上,整体效率比交流异步电动机变频调速系统(简称变频调速)至少高5%以上,在低速工作的状态下其效率能够提高10~20%以上。与直流调速、串级调速、电磁调速等系统相比,SRD节电效果更明显。

(2)    起动转矩大,特别适合于那些需要重载起动和负载变化明显并且频繁的场合。SRD控制器从电源吸收较少的电流,在电机可得到较大的起动转矩,起动转矩达额定转矩的150%时(车用300%)、起动电流仅为额定电流的30%,比之直流电动机的100%电流获得100%的转矩的性能,优势非常明显。

(3)   调速范围广。SRD电动机可以在低速下长期运行。由于效率高,在低速下的温升程度比额定工况时还要低。此外,SRD电动机最高转速不会像交流电动机那样受极数的限制,可以根据实际需要灵活地设定最高转速,最高转速可达10000rpm。

(4)   可频繁正、反转,频繁起动、停止,电动车等应用场合。

(5)   起动电流小,避免了对蓄电池的冲击,在整个工作范围内,其起动电流小于额定电流。

(6)    电机结构简单、坚固、制造工艺简单,成本低。工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境,不存在永磁电机的退磁现象。

由于控制器中功率变换器与电机绕组串联,不会出现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障,可靠性大为提高。


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