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永磁同步電機

所謂永磁，指的是在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體，使電機的性能得到進一步的提升。而所謂同步，則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將終被控制。而如何調(diào)節(jié)電流頻率，則是電控部分所要解決的問題。

永磁同步電動機的特點

永磁電動機具有較高的功率/質(zhì)量比，體積更小，質(zhì)量更輕，比其他類型電動機的輸出轉(zhuǎn)矩更大，電動機的極限轉(zhuǎn)速和制動性能也比較優(yōu)異，因此永磁同步電動機已成為現(xiàn)今電動汽車應(yīng)用多的電動機。但永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降，或發(fā)生退磁現(xiàn)象，有可能降低永磁電動機的性能。另外，稀土式永磁同步電動機要用到稀土材料，制造成本不太穩(wěn)定。

永磁同步電機與異步電機

除了永磁同步電機，異步電機也因特斯拉的使用而被廣泛關(guān)注。與同步電機相比起來，電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是小于旋轉(zhuǎn)磁場（由定子繞組電流產(chǎn)生）的轉(zhuǎn)速。因此，轉(zhuǎn)子看起來與定子繞組的電流頻率總是“不一致”，這也是其為什么叫異步電機的原因。

相比于永磁同步電機，異步電機的優(yōu)點是成本低，工藝簡單；當然其缺點就是其功率密度與轉(zhuǎn)矩密度要低于永磁同步電機。而特斯拉ModelS為何選用異步電機而不是永磁同步電機，除了控制成本這個主要原因之外，較大的ModelS車體能夠有足夠空間放的下相對大一點的異步電機，也是一個很重要的因素。

永磁同步電動機怎樣產(chǎn)生動力？

在交流異步電動機中，轉(zhuǎn)子磁場的形成要分兩步走：第一步是定子旋轉(zhuǎn)磁場先在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出電流;第二步是感應(yīng)電流再產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場。在楞次定律的作用下，轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動，但又“永遠追不上”，因此才稱其為異步電動機。如果轉(zhuǎn)子繞組中的電流不是由定子旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)的，而是自己產(chǎn)生的，則轉(zhuǎn)子磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場無關(guān)，而且其磁極方向是固定的，那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉(zhuǎn)磁場就會拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且使轉(zhuǎn)子磁場及轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場“同步”旋轉(zhuǎn)。這就是同步電動機的工作原理。

根據(jù)轉(zhuǎn)子自生磁場產(chǎn)生方式的不同，又可以將同步電動機分為兩種：

一是將轉(zhuǎn)子繞組通上外接直流電（勵磁電流），然后由勵磁電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場，進而使轉(zhuǎn)子與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)。這種由勵磁電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的同步電動機稱為勵磁同步電動機。

二是干脆在轉(zhuǎn)子上嵌上永久磁體，直接產(chǎn)生磁場，省去了勵磁電流或感應(yīng)電流的環(huán)節(jié)。這種由永久磁體產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的同步電動機，就稱為永磁同步電動機。

以下是通用汽車和奧迪的永磁同步電動機的構(gòu)造：

永磁同步電機的應(yīng)用

永磁同步電機逐漸在工農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用，近十多年來，由于新技術(shù)，新工藝和新器件的涌現(xiàn)和使用，使得永磁同步電機的勵磁方式得到了不斷的發(fā)展和完善。在自動調(diào)節(jié)勵磁裝置方面，也不斷研制和推廣使用了許多新型的調(diào)節(jié)裝置。目前很多國家都在研制和試驗用微型機計算機配以相應(yīng)的外部設(shè)備構(gòu)成的數(shù)字自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，這種調(diào)節(jié)裝置將能實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

永磁同步電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的生產(chǎn)機械要求連續(xù)地以大致不變的速度單方向運行，例如風機、泵、壓縮機、普通機床等。永磁同步電機成本較低，結(jié)構(gòu)簡單牢靠，維修方便，很適合該類機械的驅(qū)動。

當然，憑借永磁同步電機自身的優(yōu)勢，廣大新能源汽車制造商永磁同步電機，在電梯中也得到了廣泛的應(yīng)用。

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