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杏彩体育:“重修高中物理”车用电机学习笔记
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- 发布时间：2024-12-23 01:12:42
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杏彩体育:“重修高中物理”车用电机学习笔记
【概要描述】制动器供应商：制动器按结构可分为块式、带式、盘式和锥形。根据操作条件，可分为常闭、常开、综合等。按驱动方式可分为自动控制和综合控制。根据动力源类型的不同，可分为手动、脚踏、电磁、液压和电磁液压组合。
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最近几天都在学习驱动电机的一些基础知识，看了一本教科书外加几十个视频，做了一些小笔记，跟大家分享一下。
虽然永磁同步电机名字里不带“交流”，但人家的确是交流电机。记得以前电工电子老师说过一句话：没有电刷的，都是交流电机。
这里还要补充个异类：永磁体很多都用到了稀土元素，而为了摆脱稀土元素的依赖，宝马（实际上是采埃孚）使用了直流励磁电机——它有电刷，但让直流电通过转子线圈产生磁场。
理论上这种电机的效率不会很高，但宝马应该用了一些黑科技，让这个电机的能耗表现并不拉胯——但也并不突出。
交流异步电机的磁场来自于定子线圈，接入三相交流电后，产生交变磁场。如果交流电机接入固定频率的市电，那这个电机的转速就是固定的，但电动汽车的频率随便变化，所以交流异步电机的转速也是可调的。
交流异步电机的转子是不通电的，一般是鼠笼结构，所以又可以叫做“笼式电机”。因为是三相交流电，等效磁场就产生了旋转，转子上的铝条（铝电机很常见哦）、铜条就开始切割磁感线，然后就产生感应电动势。因为定子有了感应电流，所以定子会收到安培力的作用，然后就开始旋转了。
所谓“异步”是因为转子和定子的转动不同步，因为感应电动势必须要在磁通量变化时才会产生，所以磁场和线圈必须有相对运动趋势——如果没有这个转速差，那人家就不是电动机了，人家就变成变压器了。磁场和转子之间的转差率会随着负载、频率（也就是转速）而变化，在负载变大时，转差率会增大，单位时间磁通量的变化值更大，所以扭矩也会增加。
永磁同步电机的定子也是线圈，和异步电机没啥区别。但是转子变成了永磁体（并非全部都是永磁体），定子产生的电磁场和转子上的永磁体直接吸合。因为吸合的力比较大，所以转子和定子就“锁住了”。
如果此时定子磁场旋转起来，那被锁的转子也就跟着转起来了——有点儿离合器的感觉了。如果负载不是很大，无法突破锁定的极限，那电机就会快乐地工作起来。但如果负载突然变大，突破了锁定极限，那么固定永磁体的金属构件会提供一些力矩，工作原理就是交流异步电机。或者定子励磁电流大一些，这事儿也就解决了。
因为不用担心永磁体因振动、高温退磁，所以异步电机的功率可以做很大。老款Model S、初代蔚来以及岚图Free老款，的功率都依靠异步电机实现。它的结构也很简单，成本较低，维护维修都很方便。
缺点就是转子会产生感应电流，其热效应（俗称铜损）消耗的能量自然也来自电池，所以这部分能量就白白浪费了。这也是交流异步电机电机能耗表现拉胯的主要原因。
永磁同步电机工作时，转子没有感应电流，所以能量转换效率高一些。不过因为永磁体比较娇贵，所以温度高了它会退磁，转速高了它会解体（车用电机永磁体都不安装在转子表面），永磁同步电机的峰值扭矩和功率都会被限制，散热系统也必须用各种奇技淫巧……不过，旋转的永磁体会切割定子线圈（定子线圈静止，旋转的只是其产生的磁场），产生反电动势，会抵消定子上的励磁电压。低速工况还好，到了高速工况，这个就必须重视起来。所以现在的永磁同步电机逐渐演化为各种奇形怪状的样子，比如V型布局的永磁体……
简单来说，异步电机耐操且动力大，缺点是费电，同步电机省电，但缺点就是极限动力不是特别大。但因为同步电机进化太快，动力瓶颈早就不复存在，所以同步电机现在是主流。只有在追求极致性能的旗舰车中，会保留一个异步电机来提供加速度。
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