電動汽車不同電機及驅動器的比較

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電動汽車不同電機及驅動器的比較

用于電動汽車的電機及其驅動器需要高能量密度、響應速度快、瞬時能量大、常力矩區域寬、常功率區域寬、成本低、魯棒性好、效率高、低速力矩大等特性。

主要介紹和比較開關磁阻電機、感應電機、直流無刷電機、永磁同步電機以及驅動器的效率、成本、質量、冷卻效果、最高轉速、可靠性、容錯性、額定功率和汽車加速時間等相關性能。根據研究結果，電動汽車選用永磁同步電機與直流無刷電機及其驅動器的效率以及能量密度最高；選用直流無刷電機及其驅動器時其成本最低；開關磁阻電機的質量最輕、可靠性也很高，以加速時間為評價標準時其容錯性能優于感應電機和直流無刷電機。因此，開關磁阻電機及其驅動器是電動汽車的最好選擇。

以下是各種電機的性能分析。

（1）直流電機。其控制簡單，魯棒性好，分為有刷和無刷直流電機。直流有刷電機低速力矩較大，有很好的轉矩-轉速特性，但其缺點是體積較大、效率較低、可靠性較低且需要經常維修。

（2）感應電機。其結構簡單、可靠性高、魯棒性好、不需要經常維修、成本較低且能工作于惡劣環境。該電機力矩和磁場控制可劃分為矢量控制，但與永磁同步電機相比，其效率較低、能量損失較大。

（3）永磁同步電機與直流無刷電機。這兩種電機的能量密度高、效率高于感應電機、常力矩區域較小，但其高速制動時的安全性較低，磁體易受高溫影響。

（4）開關磁阻電機。其控制簡單，高速時具有寬的常值功率，容錯性較好，力矩-轉速特性以及魯棒性好。該電機效率可超過95%，接近感應電機，其具有無需維修、成本較低的優點。

Merve Yildirim. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition，Antalya, Turkey 21-24 Sept 2014.

編譯：劉歡