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一、永磁同步電機(jī)的特性

1、電壓的調(diào)節(jié)

自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。無功負(fù)荷電流是造成發(fā)電機(jī)端電壓下降的主要原因，當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對電能質(zhì)量的要求，發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)基本保持不變，實(shí)現(xiàn)這一要求的辦法是隨無功電流的變化調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。

2、無功功率的調(diào)節(jié)

發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為是與無限大容量電源的母線運(yùn)行，要改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，感應(yīng)電勢和定子電流也跟著變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了改變發(fā)電機(jī)的無功功率，必須調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此時(shí)改變的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說的“調(diào)壓”，而是只是改變了送入系統(tǒng)的無功功率。

3、無功負(fù)荷的分配

并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)根據(jù)各自的額定容量，按比例進(jìn)行無功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)負(fù)擔(dān)較多無功負(fù)荷，而容量較小的則負(fù)提供較少的無功負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)無功負(fù)荷能自動(dòng)分配，可以通過自動(dòng)高壓調(diào)節(jié)的勵(lì)磁裝置，改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流維持其端電壓不變，還可對發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的傾斜度進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理分配。

二、永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

1、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊

永磁同步電機(jī)采用永磁體產(chǎn)生氣隙磁場，不是像換向器電動(dòng)機(jī)那樣用勵(lì)磁線圈產(chǎn)生氣隙磁場，也不像感應(yīng)電機(jī)那樣用定子電流的勵(lì)磁分量產(chǎn)生氣隙磁場，而且結(jié)構(gòu)簡單、損耗小、效率高。永磁同步電機(jī)可以分為表面貼裝式永磁同步電機(jī)(SPM)和內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)（IPM)兩種型式。國內(nèi)開發(fā)的永磁同步電機(jī)是轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部埋入永磁鐵的內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)（IPM）。對IPM電機(jī)由于永磁體埋入于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，鐵芯對永磁體起到了較好的保護(hù)，可有效防止離心力、腐蝕以及其他生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的對永磁體的損害。IPM電機(jī)具有較強(qiáng)的磁場凸極性，通過控制可充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩，以獲得更高的轉(zhuǎn)矩輸出。同時(shí)，由于凸極效應(yīng)而使電機(jī)的弱磁控制范圍大大增加，從而使電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍大大增加。 

2、高效率、高功率因數(shù)

永磁同步電機(jī)綜合了傳統(tǒng)異步電機(jī)與電勵(lì)磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并可獲得相似甚至超過直流電機(jī)的調(diào)速特性，在性能上得到了全面提升。永磁同步電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，不需要無功勵(lì)磁電流，可以顯著提高功率因數(shù)，減少定子電流和定子銅耗，而且在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沒有轉(zhuǎn)子銅耗，由于總損耗的降低而減小了電機(jī)冷卻系統(tǒng)的容量，從而減小了相應(yīng)的附加損耗。因而，其效率比同規(guī)格的異步電動(dòng)機(jī)提高2~15個(gè)百分點(diǎn)。

3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)與過載能力強(qiáng)

同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)對轉(zhuǎn)矩的擾動(dòng)具有更強(qiáng)的承受能力，能做出比較快的反應(yīng)。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，要求電機(jī)的轉(zhuǎn)差率也跟著變化，即電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生相應(yīng)的變化，但是系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性阻礙電機(jī)響應(yīng)的快速性。同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，只要電機(jī)的功角做適當(dāng)變化，而轉(zhuǎn)速始終維持在原來的同步速不變，轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性不會(huì)影響電機(jī)對轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)。永磁同步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的3倍以上，對電機(jī)系統(tǒng)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化較大的工況下穩(wěn)定運(yùn)行非常有利。 

4、體積小與重量輕

近些年來隨著高性能永磁材料的不斷應(yīng)用，永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率密度得到很大提高。與同轉(zhuǎn)速同容量的異步電動(dòng)機(jī)相比，體積和重量都有較大的減少，從而使其在許多特殊場合得到應(yīng)用。 

5、可靠性高、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)低

與直流電動(dòng)機(jī)和電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電機(jī)沒有電刷，簡化了結(jié)構(gòu)，增加了可靠性。直驅(qū)系統(tǒng)取消了減速機(jī)，減少了故障點(diǎn)，提高了系統(tǒng)可靠性。同時(shí)也降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 

三、但是永磁同步電機(jī)也存在以下缺點(diǎn)：

電機(jī)造價(jià)較高；在恒功率模式下，操縱較為復(fù)雜，控制系統(tǒng)成本較高；弱磁能力差，調(diào)速范圍有限；功率范圍較小，受磁材料工藝的影響和限制，最大功率僅為幾十千瓦；低速時(shí)額定電流較大，損耗大，效率較低；永磁材料在受到振動(dòng)、高溫和過載電流作用時(shí)，其導(dǎo)磁性能可能會(huì)下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象，將降低永磁電動(dòng)機(jī)的性能，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)，在使用中必須嚴(yán)格控制，使其不發(fā)生過載。永磁材料磁場不可變，要想增大電機(jī)的功率，其體積會(huì)很大；抗腐蝕性差；不易裝配。

四、延伸：各種電機(jī)的比較

我們先比較各種電機(jī)的發(fā)展歷史，從下圖我們可以看到，有刷直流電機(jī)、一般同步電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)與有刷磁鐵電機(jī)商品化歷史最長，其產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷，而且迄今還在應(yīng)用。而自上世紀(jì)80年代開始進(jìn)入商品化的表面永磁同步電機(jī)與1990年代以來研制開發(fā)的開關(guān)磁阻電機(jī)、內(nèi)置式永磁同步電機(jī)以及最新的同步磁阻電機(jī)相繼進(jìn)入市場，并在電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力車上獲得應(yīng)用。

各種電機(jī)的發(fā)展歷史比較

就目前發(fā)展水平，各類驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本性能比較如下：

各類驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本性能比較

然后再比較各種電機(jī)在哪些新能源汽車上應(yīng)用比較廣。異步電機(jī)主要應(yīng)用在純電動(dòng)汽車，永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車中，開關(guān)磁阻電機(jī)目前主要應(yīng)用在客車中。而從中國不同種類新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的應(yīng)用來看，目前交流異步感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)主要應(yīng)用于新能源商用車,特別是新能源客車，開關(guān)磁阻電機(jī)的實(shí)際裝配應(yīng)用較少；永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用于新能源乘用車。