21、汽车电机系统：类型、设计与应用全解析

汽车电机系统：类型、设计与应用全解析

1. 无刷直流电机与感应电机的比较

无刷直流电机和感应电机在控制时都使用类似的电力电子转换器，对二者进行直接比较很有必要。
- 感应电机的优势 ：当三相感应电机直接连接到三相市电时，能立即产生转矩，可在无特殊电子电路的情况下带载启动。从1889年特斯拉发明感应电机到20世纪60年代，都未使用电子逆变器为感应电机供电，这种与传统市电的直接兼容性是其成功的主要原因。不过在汽车应用中，由于主要能源是直流电池，感应电机也需要三相逆变器才能运行。
- 无刷直流电机的优势 ：
- 无刷直流电机产生的转子热量少，因为没有绕组，也就没有绕组上的热量损失，转子冷却更容易，且峰值效率通常更高。
- 无刷直流电机能以单位功率因数运行，而感应电机驱动的最佳功率因数约为85%，这也有助于提高效率。
- 除同步外，无刷直流电机的实际控制比感应电机更简单，感应电机的设计者需要考虑可变转差频率。
- 感应电机驱动的其他优势 ：
- 无刷直流电机无法调节磁感应强度，因为无论电机在低功率还是高功率下运行，磁铁提供的磁场都相同。而感应电机可以在轻载时降低电压，从而减少磁损耗并使效率最大化。在追求高性能的情况下，感应电机驱动可能是更受青睐的方法，因为虽然其峰值效率略低于无刷直流电机，但平均效率可能更好。
- 一般来说，感应电机更容易保护。
- 由于永磁体价格昂贵，感应电机的成本低于无刷直流电机。

目前，大多数电动汽车和混合动力汽车使用无刷直流电机。但随着汽车电气化进程和向更多电力的过渡，感应电机可能因