根据用途选择电机
EV技研
公众号EV技研作者19002019/07/02 电动汽车 IP:北京

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我们来考量不同用途的EV 电机特性。
不同用途的电机的转速与转矩的关系如图1 所示。

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图1
可以看出,因用途不同,电机负载转矩有很大差异。图2 是电机的各种特性关系的总结。

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图2
EV 电机产生的转矩如图1(b)所示。在停止时(正确来说应该是从静止状态起动的瞬间),电机通过最大电流,产生最大转矩。对于汽车,人们都很重视低速时的加速性能,这与电机的特性相符(电机的特性是,转速越大,转矩越小。发动机正好相反)。
但是,汽车行驶速度加大时,受到的空气阻力也会急剧上升。再者,由图2可知,电机在最大转矩将要出现时的效率最低。
也就是说,发热导致的能量损失增大了。但是,我们没有必要利用所有的电机特性,只要利用最大效率出现时的电机特性。当然,如果是短时间使用,可以利用效率不高的部分的电机特性。
从电机的用途来看,有时也需要利用电机转速升高后负载变大时的转矩。如空调等的压缩机,在进行压缩时,负载变得越来越大,应该选择达到最大负载时依然可以维持运行所需转矩与转速的电机。
可以通过改变永磁体的特性来改变电机的特性。由洛伦兹力方程可知,磁通密度越大,电机的转矩越大。而且,我们可以通过选择不同的永磁体来改变磁通密度。
不仅如此,在同一个永磁体上,改变其不同截面上的磁场分布(可以是从头到尾均匀分布,也可以让两端的磁场弱一些),也可以改变电机的特性(但是成本高)。
在线圈方面,电机性能也不仅仅是受匝数与线径的影响。前文已述,电机的体积并不是无限大的。线圈的截面是圆形、椭圆形,还是矩形,都会影响匝数。
稀疏地缠绕,还是紧密地缠绕,当然也会改变电机的特性。绕组线(也叫漆包线)上绝缘漆膜的厚度,也会影响电机的特性。缠绕漆包线的铁心涂覆着一种非常重要的绝缘材料。
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