试驾同步电机：这意味着什么？

电动汽车仍被电池开发所掩盖

混合动力总成的快速发展以及近年来在电动汽车领域的空前发展是电池技术发展的主要重点。它们需要开发人员的最大资源，对设计师来说是最大的挑战。然而，不应低估这样的事实，即先进的锂离子技术的发展伴随着电流和电动机的功率调节领域的重大进步。事实证明，尽管电动机具有很高的效率，但它们有一个严肃的发展领域。

设计人员期望该行业以极高的速度增长，这不仅是因为电动汽车变得越来越普遍，而且还因为燃烧动力汽车的电气化是欧盟设定的排放水平的重要组成部分。

尽管电动机具有悠久的历史，但如今的设计师面临着新的挑战。根据目的，电动机可以具有窄的设计，大的直径或小的直径和长的主体。它们在纯电动汽车中的行为不同于混合动力汽车，在混合动力汽车中必须考虑到内燃机产生的热量。对于电动汽车，速度范围较宽，必须优化安装在变速箱中并联混合动力系统中的那些，才能在内燃机的速度范围内运行。大多数机器都在高压下运行，但是48伏电机将越来越受欢迎。

为什么选择交流电动机

尽管电池使用者的电源是直流电，但电气系统设计人员目前并未考虑使用直流电动机。即使考虑到转换损耗，交流设备（尤其是同步设备）也要优于直流设备。但是，同步或异步电动机实际上意味着什么？我们将向您介绍汽车世界的这一部分，因为虽然电动汽车早已以起动机和交流发电机的形式存在于汽车中，但最近已在该领域引入了全新的技术。

丰田、通用和宝马现在是少数几家自行开发和生产电动机的制造商。甚至丰田的子公司雷克萨斯也向另一家公司日本爱信供应这些设备。大多数公司依赖于 ZF Sachs、西门子、博世、Zytec 或中国公司等供应商。显然，这项业务的快速发展让这些公司从与汽车制造商的合作中受益。至于技术方面，如今，对于电动汽车和混合动力汽车的需求，主要使用带有外转子或内转子的交流同步电机。

将DC电池有效转换为三相AC以及反之亦然的能力很大程度上归功于控制技术的进步。但是，电力电子设备中的电流水平比家用电网中的电流水平高很多倍，并且通常超过150安培。这会产生大量热量，电力电子必须处理这些热量。目前，电子控制装置的体积仍然很大，这是因为不能用魔术棒减小电子半导体控制装置。

同步电机和异步电机都是一种旋转磁场电机，具有较高的功率密度。通常，感应电动机的转子由带有短路绕组的实心片组成。电流以相反的对在定子绕组中流动，来自三相之一的电流在每一对中流动。由于它们中的每一个都相对于另一个相位偏移 120 度，因此获得了所谓的旋转磁场。反过来，这会在转子中感应出磁场，并且两个磁场（定子中的旋转和转子的磁场）之间的相互作用导致后者的夹带和随后的旋转。然而，在这种电动机中，转子总是滞后于磁场，因为如果磁场与转子之间没有相对运动，就不会在转子中感应出磁场。因此，最大速度的水平由电源电流和负载的频率决定。但是，由于同步电动机的效率更高，因此大多数制造商都坚持使用它们。

同步电动机

这些单元具有明显更高的效率和功率密度。与感应电动机的一个显着区别是，转子中的磁场不是通过与定子相互作用而产生的，而是电流流过安装在其中的附加绕组或永磁体的结果。因此，转子中的磁场和定子中的磁场是同步的，并且最大电动机速度也分别取决于磁场的旋转，电流和负载的频率。为了避免向绕组提供额外的电源，这增加了功率消耗并使现代电动车辆和混合动力模型中的电流调节复杂化，使用了具有所谓的恒定励磁的电动机，即电动机。带有永久磁铁。如已经提到的，这种汽车的几乎所有制造商当前都使用这种类型的单元，因此，根据许多专家的说法，仍然存在短缺昂贵的稀土元素钕和的问题。同步电动机有不同的品种和混合技术解决方案，例如BMW或GM，但我们将为您详细介绍。

施工

纯电动汽车发动机通常直接连接到驱动桥差速器，动力通过半轴传递到车轮，减少机械传动损失。这种地板下的布局，降低了重心，整体的街区设计也变得更加紧凑。这种情况与混合动力车型的布局完全不同。对于单模式（丰田和雷克萨斯）和双模式（雪佛兰 Tahoe）等全混合动力车，电动机以某种方式连接到混合动力传动系统中的行星齿轮，在这种情况下，紧凑性要求它们的设计更长更小直径。在经典的并联混合动力车中，紧凑的要求意味着安装在飞轮和变速箱之间的组件具有更大的直径并且相当平坦，博世和采埃孚萨克斯等制造商甚至依赖于圆盘形转子设计。转子也有多种变体 - 在雷克萨斯 LS 600h 中，旋转元件位于内部，而在某些梅赛德斯车型中，旋转转子位于外部。后一种设计在电动机安装在轮毂中的情况下也非常方便。

文字：Georgy Kolev