感应是否会击败电动机中的磁铁

时间:2020-12-07 10:28:32来源:
导读由于即将行驶的电动汽车数量众多,因此动力传动系统效率,可持续性和部件成本的各个方面都受到了严格的审查。电动汽车并非没有缺点:不仅锂

由于即将行驶的电动汽车数量众多,因此动力传动系统效率,可持续性和部件成本的各个方面都受到了严格的审查。电动汽车并非没有缺点:不仅锂离子电池而且电动车等其他部件也存在环境缺陷。

厂商最喜欢的选择是永磁同步设计。嵌入电动机转子中的永磁体被一种由位于电动机壳体内部的定子绕组产生的旋转电磁套筒吸引。转子的旋转速度与旋转的磁套的旋转速度完全相同,因此名称为同步。

这是一种高效,强大和紧凑的技术,但是不利的一面是使用稀土材料制造永磁体。磁铁中使用的主要稀土材料是钕,钕仅在全球相对较少的地方开采。成本飞涨,并且由于对此和可用性的担忧,该行业正在寻找其他技术解决方案。

基于Leamington Spa的电气化动力总成工程咨询公司Drive System Design(DSD)认为,更好的替代方法是感应电动机(特斯拉Model S已经使用过)。它没有永磁体。相反,定子的旋转磁场在嵌入转子的铜导体中感应出电流。电磁感应是无线电话充电器或老式引擎点火线圈中使用的原理。如果将电线置于磁场中,则磁场会崩溃(例如,如果关闭电磁体),并且电线中会感应出电流。

在感应电动机中,在叠层钢转子中嵌入的铜制“鼠笼”中感应出电流,进而产生电磁场,因此感应过程消除了对永磁体的需求。

为了使感应过程正常工作,转子的旋转速度必须比定子的旋转磁套(滑移)慢一些,因此电动机是异步的,效率稍低-也许不是。

渠务署发现,虽然永磁电动机的峰值效率较高,但感应电动机在较大范围的工作范围内仍可保持较高的效率,尤其是在较高转速下。如果传动系统设计成允许电动机在更长的时间内(例如使用多速变速箱)在其最佳范围内运行,则感应电动机应运而生。

最重要的是,尽管永磁电动机具有明显的优势,但在整个驱动周期中,它比感应电动机消耗的能量更多。DSD估计,与目前稀土材料的价格相比,具有类似性能的感应电动机的价格便宜约8-10%,但是将来情况可能会有所改变。

现在,电动汽车已经远远超出了概念验证阶段,并且正迅速走向数百万的大众市场,感应电动机可能成为动力总成的首选。

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