目前行業采用的電機主要有直流他勵電機、直流串勵電機以及交流電機三種類型。專業的
一、 直流有刷電動機
總體來說,直流電動機的主要優點在于控制簡單、技術成熟,具有交流電機不可比擬的優良控制特性。不過,由于存在電刷和機械換向器,不但限制了電機過載能力與速度的進一步提高,而且如果長時間運行,勢必要經常維護和更換電刷和換向器。另外,由于損耗存在于轉子上,使得散熱困難,限制了電機轉矩質量比的進一步提高。鑒于直流電動機存在以上缺陷,在新研制的電動汽車上已基本不采用直流電動機。
直流有刷電機的常見問題:
1、 碳刷磨損:直流電機的碳刷需要承載較大的電流和不斷的機械摩擦,會有明顯的消耗,通常使用頻率較高或長期高負荷使用的電動觀光車在一年左右可能就需要更換碳刷,否則可能會引起兩個嚴重問題:(1)碳刷與轉子接觸不良,車輛行駛不順暢;(2)電機內積累過多碳粉,由于電機工作時內部溫度過高,引發燃燒,進而燒壞電機。
2、 傳感器故障:直流電機的傳感器包括溫度傳感器和速度傳感器以及勵磁傳感器,這些也都是比較脆弱的部件,比較容易損壞,一但損壞,電機也就無法正常工作甚至燒毀,必須及時更換。
二、 直流無刷電機
目前,永磁無刷直流電機還比較少應用于電動觀光車行業,更多的應用于兩輪電動車。不過,永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有刷組成的機械接觸結構;此外,它采用永磁體轉子,沒有勵磁損耗:發熱的電樞繞組又裝在外面的定子上,散熱容易;再者,永磁無刷直流電動機沒有換向火花,沒有無線電干擾,壽命長,運行可靠,維修簡便。此外,它的轉速不受機械換向的限制,如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承,可以在每分鐘高達幾十萬轉運行。永磁無刷直流電動機機系統相比具有更高的能量密度和更高的效率,在電動汽車中有著很好的應用前景。
永磁直流無刷電機常見問題:
1、 工作環境差傳感器失效。直流無刷電機需要在非熱源區設置光電或磁性傳感器,用于檢測電機轉動位置,發出控制換向的信號。市場上的絕大多數的無刷電機輪轂無法將傳感器與熱源隔離。熱源來自電機的銅損和鐵損,特別是當電機工作在較低效率區時,熱量聚集的速度很快,于是鐵芯就會發熱,從而直接設置在熱源區的傳感元件會出現性能漂移,導致換向誤差,一旦換向錯誤,則會導致電機效率大下降,溫度進一步升高,以致進入惡性循環,直接導致電子換向器燒毀,一般表現為“短路”。
2、 感應電動勢過高導致控制器燒毀。無刷電機沒有超越離合器,當車輪快速轉動,在電機輸入端會形成感應電動勢,輪子轉得越快,感應電動勢就越高,當超過器件的耐壓值時,會導致電子換向系統的“電壓擊穿”,電機又要短路,輪子驟然卡死。因此,盡管無刷電機很耐用,但是其電子換向器實際上是一個故障率很高的部件。
三、 交流三相感應電動機
交流三相感應電機是目前應用最廣泛的電動機,其定子和轉子采用硅鋼片疊壓而定子之間沒有相互接觸的滑環、換向器等部件,結構簡單,運行可靠,經久耐用。交流感應電動機的功率覆蓋面很寬廣,轉速達到12000~15000r/min;可采用空氣冷卻或液體冷卻方式,冷卻自由度高,對環境的適應性好,井能夠實現再生反饋制動。與同樣功率的直流電動機相比較,效率較高,質量減輕一半左右,價格便宜,維修方便。
電動觀光車蓄電池供給的直流電不能直接使用于交流三相感應電動機,需要通過交流控制器轉化為交流電,并根據加速器信號進行適當調節。簡單的說,也就是應用逆變器中的功率半導體器件,將直流電變為頻率和幅值都可以調節的交流電來實現對交流三相電動機的控制,主要有v/f控制法、轉差頻率控制法。
另外,交流三相感應電動機具有非線性輸出特性,用矢量控制法對交流三相感應電動機的勵磁繞組交流電的頻率和輸入交流三相感應電動機的端調控制,控制交流三相感應電動機旋轉磁場的磁通量和轉矩,實現改變交流三相感應電動機轉速和輸出轉矩,來滿足負載變化特性的要求,并能夠獲得最高效率,從而使得交流三相感應電動機能夠在更大功率的電動汽車上得到廣泛應用。
交流三相感應電機常見問題:
1、 交流三相感應電動機的耗電量較大,轉子容易發熱,在高速運轉時需要保證對交流三相感應電動機的冷卻,否則會損壞電動機。
2、 交流三相感應電動機的功率因數較低,使得變頻變壓裝置的輸入功率因數也較低,因此需要采用大容量的變頻變壓裝置。交流三相感應電動機的控制系統的造價遠遠高于交流三相感應電動機本身,增加了電動汽車的成本。
3、 另外,交流三相感應電動機的調速性也較差。
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