永磁同步直流電機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)無刷驅(qū)動(dòng)的?(3)
今天,我們主要講解的內(nèi)容是有關(guān)虛線框內(nèi)為半控橋電路,由V1 V2 V3三個(gè)電子開關(guān)構(gòu)成,用來獲得三相方波電流以及方波電流與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相位的同步關(guān)系等方面的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)您有益~
▲虛線框內(nèi)為半控橋電路,由V1 V2 V3三個(gè)電子開關(guān)構(gòu)成,用來獲得三相方波電流
本質(zhì)上講,雖然給電機(jī)接入的是直流電,但是在半控橋電路和轉(zhuǎn)子位置傳感器的作用下,把只有正負(fù)兩極的直流電轉(zhuǎn)換成了有三個(gè)正負(fù)級(jí)的三相直流電,并且由轉(zhuǎn)子位置傳感器控制三個(gè)繞組依次通電,從而獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這樣通過控制接入的電壓或電流的大小就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。
▲方波電流與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相位的同步關(guān)系
■ 永磁直流同步電機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)
由于車用的電池包輸出的是高電壓的直流電,所以相比交流異步電機(jī),永磁直流同步電機(jī)不需要大功率的逆變器把直流電轉(zhuǎn)換成正弦波的交流電――畢竟這個(gè)轉(zhuǎn)換過程是會(huì)造成一定程度的電能損失的。所以在這方面,永磁直流同步電機(jī)就提高了電池電量的使用效率。
轉(zhuǎn)子采用永磁體結(jié)構(gòu),所以轉(zhuǎn)子本身自帶磁場(chǎng),不需要像交流異步電機(jī)那樣靠額外的感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng),也就是說轉(zhuǎn)子不需要用電來生磁,所以能耗要低于交流異步電機(jī)。
采用了稀土作為高磁性材料后,轉(zhuǎn)子重量得到減輕,電機(jī)的功率密度得到提升。所以同樣功率情況下,永磁直流同步電機(jī)重量更輕體積更小,并且轉(zhuǎn)子的響應(yīng)速度更快。
■ 永磁直流同步電機(jī)的性能不足
由于永磁體的磁性有限,不能無止盡的增加磁場(chǎng)強(qiáng)度,所以最大功率要低于交流異步電機(jī)。另外,稀土材料價(jià)格很高,永磁直流同步電機(jī)成本并不便宜,如果想做到非常大的功率就要設(shè)計(jì)足夠大的永磁體,那么成本將會(huì)極大的上升。所以往往永磁同步直流電機(jī)功率都不會(huì)做得非常大,而且主要使用在講究電能使用效率的經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車當(dāng)中。
永磁體的另一個(gè)性能缺點(diǎn)是高溫容易退磁,不適合工作溫度高、工作環(huán)境差的車型。對(duì)于性能要求高的高端汽車,通常使用更多的交流異步電機(jī)。當(dāng)然,也有永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的混合型號(hào),我將在后續(xù)的專欄中與您分享。咱們不見不散~