2021-02-19
電機技術并沒有我們想象的那么簡單,車用永磁同步電機國內廠商相對國外落后5年左右,差距在于設計理念、原材料和設備、以及需要避開國外zhuanli(目前國廠商zhuanli少說4000多份)。另外在材料損耗,工藝,關鍵參數的控制方面與國外都有差距,產品更新速度也較慢。未來電機產品的發展趨勢是更高輸出密度、更寬調速范圍、更低制造成本、更易集成(目前有意義的集成是電機,變速器和控制器集合在一起)。我們認為未來在技術與客戶響應上能夠做到突破的公司有望勝出。
1、電機磁場及工作原理
電磁力原理:電磁力指的是通電導線在磁場里受到電磁力的作用,電磁力是異性相吸,同性相斥的。這里的異性相吸肯定是對的,但是同性相斥這里的同性指的不是極性相同,而是指電磁磁位性質相同。目前的電機產生力主要靠吸力作用。
發電原理:導體在發電的磁場里被感應出來電壓,使得電路形成回路產生電流。
永磁電機工作原理:定子通交流電后產生旋轉磁場,該旋轉磁場吸引轉子磁場,是轉子跟隨定子磁場旋轉。
這里需要注意的是車上使用的電機大部分都是永磁同步電機,而其中絕大部分都是內嵌式同步電機,主要原因是內嵌式同步電機很好的利用了磁阻扭矩。磁阻扭矩對電機系統的影響在于:
在相同的電機反電勢系統下,實現相同的扭矩可以減小釋放的電流,從而有利于提高電機低速大扭矩情況下的效率,還為降低控制器主要部件成本創造條件。
在相同的控制器硬件條件下,高磁阻扭矩電機比低磁阻扭矩電機具備更高的空載轉速,有利于提高電機高速小扭矩的工作效率,改善電磁噪音,提高了電機系統的調速范圍。
2、發展趨勢
1.更高輸出密度(拳頭那么大較好輸出200kw) :有沒有什么材料,成本低廉還能效率高;
2.更寬調速范圍(0-18000轉,甚至0-20000轉):有沒有新原理能把成本降下來;
3.更低制造成本(新工藝):例如有沒有什么好的絕緣材料能把耐溫提高;
4.更易集成(新應用):目前有意義的集成是電機,變速器和控制器集合在一起。
3、IPMSM磁路結構
1)常用的磁路結構:
2)車用永磁同步電機磁路結構發展趨勢
趨勢主要概括為:高功率密度,低材料損耗,高速旋轉,控制靈活。