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交流異步電動機也稱為感應(yīng)電動機。定子繞組輸入三相交流電。定子繞組中的勵磁電流在定子鐵芯中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。此時,感應(yīng)電流通過轉(zhuǎn)子繞組,驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)運動。
當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為機械能時,電機表現(xiàn)出電動機的工作特性。當(dāng)機械能轉(zhuǎn)化為電能時,電動機表現(xiàn)出發(fā)電機的工作特性。與新能源汽車結(jié)合,新能源汽車在放電狀態(tài)下行駛。當(dāng)車輛前進或后退時,就表現(xiàn)出電動機的特性。當(dāng)車輛松開油門踏板或踩下制動踏板時,就表現(xiàn)出發(fā)電機的特性。
根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的作用總是與產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因相反,即試圖阻止轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體切割定子旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)線。結(jié)果是:轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)體將追上定子的旋轉(zhuǎn)。電磁場使轉(zhuǎn)子追逐定子的旋轉(zhuǎn)磁場,最終導(dǎo)致電機開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到機械負載時,轉(zhuǎn)子電流增大,并且由于電磁感應(yīng),定子繞組中的勵磁電流也增大。
交流異步電機控制器采用脈寬調(diào)制(PWM)實現(xiàn)高壓直流到三相交流的功率轉(zhuǎn)換,采用變頻器實現(xiàn)電機調(diào)速,采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制實現(xiàn)電機的快速響應(yīng)。扭矩控制可以滿足負載變化特性的要求。當(dāng)纏繞在定子上的繞組通以交流電時,由于交流電的特性,定子繞組將產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電磁場。直流電機的缺點是需要獨立的電刷和換向器,限制了速度的提高;電刷容易磨損,維護成本高。
目前,交流異步電機主要應(yīng)用于電動客車、物流車、商用車等空間要求不高、速度性能要求不高的車型。目前,市場上新能源汽車的工作電壓基本都在300V以上。包括電機在內(nèi)的電氣系統(tǒng)的安全性必須符合相關(guān)車輛電氣控制的安全性能標準和規(guī)定。電機中的定子和轉(zhuǎn)子不接觸。為什么定子繞組通交流電時轉(zhuǎn)子會旋轉(zhuǎn)?
在允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能采用高電壓,這樣可以減小電機的尺寸和電線等設(shè)備的尺寸,特別是變頻器的成本。但如果此時采用換向器來改變轉(zhuǎn)子繞組中電流的方向,則相當(dāng)于改變了轉(zhuǎn)子電磁場的方向。因此,在同性相斥、異性相吸的電磁原理下,轉(zhuǎn)子繞組將繼續(xù)轉(zhuǎn)半圈(見圖3、圖4)。直流電機效率低,其換向器和電刷需要定期維護,運行成本高,應(yīng)用場合有限,可靠性差,因此很少使用。
開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)和控制簡單、出力大、可靠性高、成本低、起動和制動性能好、運行效率高。但電機噪聲較高,但扭矩脈動嚴重,非線性嚴重,有利于電動汽車驅(qū)動。也有缺點。目前,電動汽車的應(yīng)用還很少。新能源汽車輕量化、有效空間的需求,要求驅(qū)動電機在滿足要求的同時必須重量輕、體積小,降低了車輛的整體質(zhì)量,有利于車輛的動力和續(xù)航。
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