汽车使用角：无磁电机和驱动器用于电动车

永磁体是大量家用和工业设备的紧要组件。它们在可再生能源范畴尤其紧要，包括电动车电动机。目前，这些磁铁基于稀土元素钕和镝，主要开采于中国(95%)。由于不断张大的国内市场和将磁铁制造业迁往中国的政策，出口受到限制，因而增加了成本。欧盟已开始致力于消除或大大减少对永磁体中重稀土的需求。他们正在研究一些新的微结构工程策略，这将大大改善纯轻稀土元素磁体的性能。

目前，用于电动车的高功率密度电机主要依赖稀土基永磁电机。随着成本的不断提高，稀土磁性材料的限制和稀缺，行业开始从一个新的方向应对这一问题。在出现廉价的工程磁性材料之前，替代的机器类型可提供适宜的方案。无论是感应电机还是单独缠绕式转子电机，都在成为具吸引力的替代方案用于电动车电机。

感应电机(IM)是一种无磁选择，长期以来一直受到一些电动车制造商的酷爱，作为永磁电机的替代品。它具有可靠性高、故障模式好、效率高等优势。典型的电动车感应电机非常简单，由一个绕线三相定子和一个鼠笼式转子组成，如图1所示。其工作模式相当简单，当定子绕组以三相电压供电时，会萌生电流，从而萌生磁场。定子旋转磁场将电压引入鼠笼式转子。转子的感应电压引起电流和转矩。定子的旋转场与转子的旋转场相互作用。这样会萌生扭矩，从而使电机轴旋转。IM性能已被优化用于电动车，采用专有的转子设计，用铜制造。

图1.感应电机

最近出现了另一种电动车电机设计方案，即单独励磁同步电机(SESM)。其原理图如图2所示。这新的电动车电机技术，已普遍用于工业系统多年，是PM和IM的一种替代方案。这电机由绕线三相定子和绕线单相转子组成。转子是通过使用一对滑动环供电，由于可靠性问题这滑动环是不合需要的。但在这种结构下，转子磁链可以笔直控制，在控制能力带来很大的优点。永磁电机是为满足低速、高转矩要求而设计的大磁通电机。这大的磁通在高速时不合需要，非得通过使用磁场减弱来减少。这是一种办法，其中定子创建一个计数器场，以减少由磁铁萌生的磁场，以支持高速运行。由于SESM能完全控制转子电流，因此转子磁链可以依据高速运行时的要求降低磁通水平。顺便说一句，这是一般的电动车花费大部分时间的操作点。

图2.单独励磁同步驱动

这些替代的电机设计进一步声明，电动/混动汽车(xEV)行业仍在基础水平不断发展，创新还将为半导体行业创造许多将来的设计机遇。安森美半导体正在开发一些励磁模块方案，用于控制SESM场线圈电流。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除