本文中,我们将对特斯拉和蔚来ES系列所使用的感应电机,以及日系德系车使用的永磁同步电机进行详解,分析其在工业和制造业中的常规应用和优缺点。
感应电机的定义
感应电动机(Asynchronous Machine)又称为交流异步电动机,即可转动的导体——转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩而转动。
异步电动机的转子是可转动的导体,定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。
通过定子产生的旋转磁场与转子绕组的相对运动,转子绕组切割磁感线产生感应电动势,从而使转子绕组中产生感应电流。转子绕组中的感应电流与磁场作用,产生电磁转矩,使转子旋转。
当转子转速逐渐接近同步转速时,感应电流逐渐减小,所产生的电磁转矩也相应减小,当异步电动机工作在电动机状态时,转子转速小于同步转速。
转子的转速总是慢于定子旋转磁场的转速,因此表现为异步运行。由于存在转差率,导体在磁场内做切割磁感线运动,并在导体内产生感应电流,“感应电机”的名称由此而来。
这种电动机依据所用交流电的种类有单相电动机和三相电动机,代表车型有Telsa以及蔚来ES8等车型。
感应电动机/交流异步电动机
感应电动机的应用
异步电动机主要用作电动机,其功率范围从几瓦到上万千瓦,是日常生活中应用最广泛的电动机,为成千上万的机械设备和家用电器提供动力。
工业方面,例如机床、轧钢设备、风机、水泵和矿山机械等,绝大部分都采用三相异步电动机拉动;
家庭生活方面,电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用到了单相异步电动机。
异步电动机在电动车中应用最为广泛,相比直流电动机,它的转速适应范围更广,可以满足车辆高速巡航的需求。
异步电动机实现动能回收也更为容易。车辆滑行或制动时,车轮反拖电动机转动,在这个工况下,电动机可进行发电并将电能回收到电池中,以此延长车辆的续航里程,也就是我们经常说的动能回收。