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電動(dòng)汽車不同電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的比較

用于電動(dòng)汽車的電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器需要高能量密度、響應(yīng)速度快、瞬時(shí)能量大、常力矩區(qū)域?qū)?、常功率區(qū)域?qū)?、成本低、魯棒性好、效率高、低速力矩大等特性?/p>

主要介紹和比較開關(guān)磁阻電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)器的效率、成本、質(zhì)量、冷卻效果、最高轉(zhuǎn)速、可靠性、容錯(cuò)性、額定功率和汽車加速時(shí)間等相關(guān)性能。根據(jù)研究結(jié)果，電動(dòng)汽車選用永磁同步電機(jī)與直流無刷電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的效率以及能量密度最高；選用直流無刷電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器時(shí)其成本最低；開關(guān)磁阻電機(jī)的質(zhì)量最輕、可靠性也很高，以加速時(shí)間為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)其容錯(cuò)性能優(yōu)于感應(yīng)電機(jī)和直流無刷電機(jī)。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器是電動(dòng)汽車的最好選擇。

以下是各種電機(jī)的性能分析。

（1）直流電機(jī)。其控制簡單，魯棒性好，分為有刷和無刷直流電機(jī)。直流有刷電機(jī)低速力矩較大，有很好的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性，但其缺點(diǎn)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(yīng)電機(jī)。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(jī)力矩和磁場控制可劃分為矢量控制，但與永磁同步電機(jī)相比，其效率較低、能量損失較大。

（3）永磁同步電機(jī)與直流無刷電機(jī)。這兩種電機(jī)的能量密度高、效率高于感應(yīng)電機(jī)、常力矩區(qū)域較小，但其高速制動(dòng)時(shí)的安全性較低，磁體易受高溫影響。

（4）開關(guān)磁阻電機(jī)。其控制簡單，高速時(shí)具有寬的常值功率，容錯(cuò)性較好，力矩-轉(zhuǎn)速特性以及魯棒性好。該電機(jī)效率可超過95%，接近感應(yīng)電機(jī)，其具有無需維修、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。

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

編譯：劉歡