對(duì)比永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的區(qū)別和差異

在描述純電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的說(shuō)法，而在出現(xiàn)頻率上，永磁同步電機(jī)占據(jù)著絕大多數(shù)。它們之間到底有什么區(qū)別，又分別擁有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢？

1驅(qū)動(dòng)電機(jī)形式

目前市面上的電動(dòng)汽車(chē)共有四種電機(jī)，直流電機(jī)由于其諸多缺點(diǎn)已經(jīng)逐漸被淘汰。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)被廣泛運(yùn)用于商用車(chē)上，不過(guò)由于其擁有較高轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲都很大，所以未被應(yīng)用在乘用車(chē)上。而本文討論的永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)則成為了大多數(shù)乘用車(chē)所采用的電機(jī)形式。

2永磁同步電機(jī) VS 交流異步電機(jī)

從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時(shí)有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車(chē)布置空間。而感應(yīng)電動(dòng)機(jī)勝在成本低、可靠性更高，同時(shí)穩(wěn)態(tài)的效率也不錯(cuò)（大部分工況85%~90%以上），因而在高速路網(wǎng)發(fā)達(dá)的工況以及較大的乘用車(chē)布置空間的條件下，感應(yīng)電機(jī)可以滿足需求。

從性能上看，永磁同步電機(jī)在瞬態(tài)仍然可以保證較高的效率（95%左右），同時(shí)有著更大的功率密度，因此適用于頻繁起停的工況以及較小的乘用車(chē)布置空間。

永磁同步電機(jī)所需要的釹鐵硼永磁材料是稀土資源，對(duì)于稀土資源缺少或稀土工業(yè)不發(fā)達(dá)的國(guó)家而言，車(chē)用動(dòng)力電機(jī)的技術(shù)方案是與國(guó)家安全相關(guān)的。

我國(guó)擁有全球70%的稀土資源，釹鐵硼磁性材料的總產(chǎn)量達(dá)到全球的80%，日本則是稀土產(chǎn)業(yè)的大國(guó)，而歐美車(chē)企的電動(dòng)車(chē)若想用永磁同步電機(jī)還要考慮進(jìn)口稀土的問(wèn)題。

永磁同步電機(jī)是由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī)，永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下通過(guò)電樞反應(yīng)，感應(yīng)三相對(duì)稱(chēng)電流。

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場(chǎng)（永磁體），定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)“拖著”轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)子的速度一定等于定子的同步速，所以叫做“同步電機(jī)”。定子線圈的磁場(chǎng)會(huì)因?yàn)閿嚯姸?，但是轉(zhuǎn)子卻是磁性很強(qiáng)的永磁體，磁場(chǎng)并不會(huì)消失，因此稱(chēng)之為——永磁（雖然隨著時(shí)間的流逝磁場(chǎng)會(huì)逐漸消失，但是速度也是很慢的）。

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過(guò)控制電機(jī)的定子繞組輸入電流頻率，電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)速將最終被控制。

交流異步電機(jī)是由定子繞組組成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)扭驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的交流電動(dòng)機(jī)。

交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子滯后于現(xiàn)場(chǎng)速度，所以它的轉(zhuǎn)子必須比磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)得更慢。轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，存在轉(zhuǎn)差率，這樣可以感應(yīng)轉(zhuǎn)子電流，產(chǎn)生扭矩以驅(qū)動(dòng)附加的負(fù)載，同時(shí)克服內(nèi)部損耗。

當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁感線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱(chēng)由此而來(lái)。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。

與永磁同步電機(jī)中使用永磁材料的轉(zhuǎn)子不同，感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子則通常用鋁或銅來(lái)制造。

3適用車(chē)型

動(dòng)力電池能夠直接輸出的是高電壓的直流電，如果要使用異步電機(jī)還需要使用大功率的逆變器，把直流轉(zhuǎn)換成交流，這個(gè)過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生一些能量損耗。而永磁同步電機(jī)可以直接用直流電驅(qū)動(dòng)，所以永磁同步電機(jī)多用于經(jīng)濟(jì)型車(chē)，異步電機(jī)多用于高性能車(chē)型。