各位邦友有没有发现,媒体在报道电动车的动力信息时,经常使用“搭载了永磁同步电机,最大功率XX……”因为绝大多数产品搭载的电机都是“永磁同步电机”,很多读者就把这句话理解为“搭载的电机最大功率为……”
但关注特斯拉的朋友们可能知道,特斯拉搭载的是“交流异步电机”,而新晋网红蔚来ES6性能版搭载的是“前160千瓦永磁同步电机,后240千瓦感应电机” 这又是什么东西?
那么本次邦老师就给大家讲讲,同步电机和异步电机的区别吧。
先别管同步异步,来回忆一下电机
电机这个东西相信大家都不陌生,回忆一下高中物理上的直流有刷电机,原理千百年来都是一样的, 一个永磁体(磁铁)作为定子,一个线圈作为转子,通电后产生磁场,根据“同性相斥,异性相吸”的原理,他会绕着定子转动。
但是吧,转了180度之后,你会发现定子的N极挨着转子的S极了,它们两个开始相吸,不转了咋整?所以这时候需要改变一下通过转子的电流方向,但是你是不能改变电源的电流方向的,所以这时候需要换向器和电刷出马了。
电刷的主要作用是传导电流,它的正负极则与电池的正负极相连,转子每转过180度,电刷与换向器的连接发生转向,线圈原本的正极变成负极、负极变成正极,以此交替循环,实现电磁力推动转子线圈持续旋转。不过因为电刷一直在换向器上刷来刷去,势必产生磨损,运气不好还会产生火花。
前面说了电刷会磨损甚至起火花,所以现在大多数汽车用的都是无刷电机,我们本次讨论的永磁同步电机和交流异步电机都是无刷电机,下面终于进入正题,给大家讲讲这两者的区别:
同步和异步指的是什么?
指的是转子转速和定子产生的磁场的速度是否一样。要完全理解这个问题,我们需要理解这两种电机的原理。
我们先看永磁同步电机:
需要注意的是,永磁同步电机和我们上面举例用的课本上的电机不一样,它的线圈是作为定子,永磁体是充当转子的,跟课本上的正好相反。
先说这个永磁体,现在多数是用钕铁硼材料制作,这种材料被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁材料。而获得这种材料需要一种稀有物品——稀土。
这里稍微科普一下,稀土家族是来自镧系的15个元素,加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素的集合体,中国的稀土储量最多时占世界的71.1%,目前占比在23%以下,中国还在过去几年承担了稀土输出的角色,邦老师的老家就很擅长处理稀土,甚至大学还开设专门的稀土学院。