电气机中的电机

电机的效率和性能显着影响燃油消耗，加速度，高速性能以及电气化动力总成的舒适性。电动牵引电机对扭矩速度特性具有严格的操作要求。至关重要的是能够根据应用程序在特定的操作点上操作。例如，预计以较低速度的高速扭矩将用于快速加速，爬山，发动机自动启动以及在高道路梯度下逆转。城市驾驶需求在中速范围内运行，而高速公路驾驶需要高速范围。

牵引电机必须在其频繁的操作点上提供高效率，以提高整个动力总成效率和燃油消耗。除了车辆平台，发动机尺寸，驱动周期，体积，重量，寿命和成本限制外，其他各种参数，包括扭矩速度特性，峰值需求以及热，结构和噪声振动刺激性（NVH）条件，定义了手头应用的正确电动机的选择[1]。这些选择还会影响机器设计过程，从选择和绝缘材料到磁铁，杆数，绕组配置以及组装，制造过程等。

交流电动机驱动器构成了运输电气化部门的关键部分。电机的研究包括对AC机的操作的理解以及对磁铁同步机和感应机等关键电机的建模。要研究的另一个方面是DC-AC逆变器操作和控制，以及AC驱动建模和仿真[2]。效率更高，性能较高的电力牵引电机改善了电气模式的使用。该发动机更接近峰值效率，从而导致电动汽车的燃油消耗降低和较高的全电动范围。

电动机中的电动机

正确的电动机不可避免地使用电气运输。动力总成有几种类型的电机，这取决于手头的规格，性能和应用。汽车应用中使用的一些关键电机包括内部磁铁同步机（IPMSM），感应机（IM）和开关不情愿机器（SRM）。用于牵引应用的典型电机类型如图1 中显示。

图1。牵引应用程序的典型电机类型（a）IPMSM（B）IM（C）SRM

IPMSM是当前在市场上可用的混合动力和电动汽车中常用的电动机。 IPMSM具有嵌入在转子内部的磁铁，该磁体提供了独立的激发源。因此，IPMSM可以提供高扭矩密度和提高效率，尤其是在低速和中速范围内。磁体的选择和配置对机器的输出扭矩具有重大影响。该设计必须适应温度和电磁化，因为它定义了磁铁的大小和体积，以便可以在成本和性能方面优化总体设计。在磁铁的牵引电动机中，高能稀土磁铁可提供更高的扭矩密度。但是，磁铁机器的关键缺点是稀土磁铁对温度及其较高成本的敏感性。

在IM中，由定子电流产生的磁场会在转子导体上诱导电压，而转子电流会产生扭矩。与IPMSM相比，由于缺乏独立的转子激发，IM以较低的效率在较低效率下运行。可以通过使用铜转子条和机械设计的改进来实现高扭矩和高速操作。 IM的关键缺点是固有的转子铜损耗，尤其是在高扭矩操作期间。在这种情况下产生的热量可能很难提取并限制IM的扭矩密度。

与IPMSM和IM相比，SRM具有简单，健壮和的成本结构。它通常具有由层压硅钢制成的显着杆结构。在这种情况下，扭矩产生是基于磁不情愿的变化。常规SRM的关键缺点是明显的扭矩波纹和较低的功率密度。目前，SRM在市场上的任何主要混合动力车或电动汽车中都没有用作牵引力。但是，设计和控制技术可以使其成为不久的将来的此类应用程序的可能选择。