電動汽車不同電機及驅(qū)動器的比較

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電動汽車不同電機及驅(qū)動器的比較

用于電動汽車的電機及其驅(qū)動器需要高能量密度、響應速度快、瞬時能量大、常力矩區(qū)域?qū)挕⒊９β蕝^(qū)域?qū)挕⒊杀镜汀Ⅳ敯粜院谩⑿矢摺⒌退倭卮蟮忍匦浴?/p>

主要介紹和比較開關(guān)磁阻電機、感應電機、直流無刷電機、永磁同步電機以及驅(qū)動器的效率、成本、質(zhì)量、冷卻效果、最高轉(zhuǎn)速、可靠性、容錯性、額定功率和汽車加速時間等相關(guān)性能。根據(jù)研究結(jié)果，電動汽車選用永磁同步電機與直流無刷電機及其驅(qū)動器的效率以及能量密度最高；選用直流無刷電機及其驅(qū)動器時其成本最低；開關(guān)磁阻電機的質(zhì)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(yōu)于感應電機和直流無刷電機。因此，開關(guān)磁阻電機及其驅(qū)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(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)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(jīng)常維修。

（2）感應電機。其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、魯棒性好、不需要經(jīng)常維修、成本較低且能工作于惡劣環(huán)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(qū)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(guān)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(zhuǎn)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(yōu)點。

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

編譯：劉歡