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一、永磁同步電機的特性

1、電壓的調節

自動(dòng)調節勵磁系統可以看成為一個(gè)以電壓為被調量的負反饋控制系統。無(wú)功負荷電流是造成發(fā)電機端電壓下降的主要原因，當勵磁電流不變時(shí)，發(fā)電機的端電壓將隨無(wú)功電流的增大而降低。但是為了滿(mǎn)足用戶(hù)對電能質(zhì)量的要求，發(fā)電機的端電壓應基本保持不變，實(shí)現這一要求的辦法是隨無(wú)功電流的變化調節發(fā)電機的勵磁電流。

2、無(wú)功功率的調節

發(fā)電機與系統并聯(lián)運行時(shí)，可以認為是與無(wú)限大容量電源的母線(xiàn)運行，要改變發(fā)電機勵磁電流，感應電勢和定子電流也跟著(zhù)變化，此時(shí)發(fā)電機的無(wú)功電流也跟著(zhù)變化。當發(fā)電機與無(wú)限大容量系統并聯(lián)運行時(shí)，為了改變發(fā)電機的無(wú)功功率，必須調節發(fā)電機的勵磁電流。此時(shí)改變的發(fā)電機勵磁電流并不是通常所說(shuō)的“調壓”，而是只是改變了送入系統的無(wú)功功率。

3、無(wú)功負荷的分配

并聯(lián)運行的發(fā)電機根據各自的額定容量，按比例進(jìn)行無(wú)功電流的分配。大容量發(fā)電機應負擔較多無(wú)功負荷，而容量較小的則負提供較少的無(wú)功負荷。為了實(shí)現無(wú)功負荷能自動(dòng)分配，可以通過(guò)自動(dòng)高壓調節的勵磁裝置，改變發(fā)電機勵磁電流維持其端電壓不變，還可對發(fā)電機電壓調節特性的傾斜度進(jìn)行調整，以實(shí)現并聯(lián)運行發(fā)電機無(wú)功負荷的合理分配。

二、永磁電機驅動(dòng)系統具有以下優(yōu)點(diǎn)： 

1、結構簡(jiǎn)單、緊湊

永磁同步電機采用永磁體產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，不是像換向器電動(dòng)機那樣用勵磁線(xiàn)圈產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，也不像感應電機那樣用定子電流的勵磁分量產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，而且結構簡(jiǎn)單、損耗小、效率高。永磁同步電機可以分為表面貼裝式永磁同步電機(SPM)和內埋式永磁同步電機（IPM)兩種型式。國內開(kāi)發(fā)的永磁同步電機是轉子鐵心內部埋入永磁鐵的內埋式永磁同步電機（IPM）。對IPM電機由于永磁體埋入于轉子內部，鐵芯對永磁體起到了較好的保護，可有效防止離心力、腐蝕以及其他生產(chǎn)過(guò)程中可能出現的對永磁體的損害。IPM電機具有較強的磁場(chǎng)凸極性，通過(guò)控制可充分利用磁阻轉矩，以獲得更高的轉矩輸出。同時(shí)，由于凸極效應而使電機的弱磁控制范圍大大增加，從而使電機的轉速范圍大大增加。 

2、高效率、高功率因數

永磁同步電機綜合了傳統異步電機與電勵磁同步電機的優(yōu)點(diǎn)，并可獲得相似甚至超過(guò)直流電機的調速特性，在性能上得到了全面提升。永磁同步電動(dòng)機與異步電動(dòng)機相比，不需要無(wú)功勵磁電流，可以顯著(zhù)提高功率因數，減少定子電流和定子銅耗，而且在穩定運行時(shí)沒(méi)有轉子銅耗，由于總損耗的降低而減小了電機冷卻系統的容量，從而減小了相應的附加損耗。因而，其效率比同規格的異步電動(dòng)機提高2~15個(gè)百分點(diǎn)。

3、動(dòng)態(tài)響應與過(guò)載能力強

同步電動(dòng)機比異步電動(dòng)機對轉矩的擾動(dòng)具有更強的承受能力，能做出比較快的反應。當異步電動(dòng)機的負載轉矩發(fā)生變化時(shí)，要求電機的轉差率也跟著(zhù)變化，即電機的轉速發(fā)生相應的變化，但是系統轉動(dòng)部分的慣性阻礙電機響應的快速性。同步電動(dòng)機的負載轉矩變化時(shí)，只要電機的功角做適當變化，而轉速始終維持在原來(lái)的同步速不變，轉動(dòng)部分的慣性不會(huì )影響電機對轉矩的快速響應。永磁同步電動(dòng)機的最大轉矩可以達到額定轉矩的3倍以上，對電機系統在負載轉矩變化較大的工況下穩定運行非常有利。 

4、體積小與重量輕

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

5、可靠性高、運行維護費低

與直流電動(dòng)機和電勵磁同步電動(dòng)機相比，永磁同步電機沒(méi)有電刷，簡(jiǎn)化了結構，增加了可靠性。直驅系統取消了減速機，減少了故障點(diǎn)，提高了系統可靠性。同時(shí)也降低了運行維護費用。 

三、但是永磁同步電機也存在以下缺點(diǎn)：

電機造價(jià)較高；在恒功率模式下，操縱較為復雜，控制系統成本較高；弱磁能力差，調速范圍有限；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(guò)載電流作用時(shí)，其導磁性能可能會(huì )下降或發(fā)生退磁現象，將降低永磁電動(dòng)機的性能，嚴重時(shí)還會(huì )損壞電動(dòng)機，在使用中必須嚴格控制，使其不發(fā)生過(guò)載。永磁材料磁場(chǎng)不可變，要想增大電機的功率，其體積會(huì )很大；抗腐蝕性差；不易裝配。

四、延伸：各種電機的比較

我們先比較各種電機的發(fā)展歷史，從下圖我們可以看到，有刷直流電機、一般同步電機、感應電機與有刷磁鐵電機商品化歷史最長(cháng)，其產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷，而且迄今還在應用。而自上世紀80年代開(kāi)始進(jìn)入商品化的表面永磁同步電機與1990年代以來(lái)研制開(kāi)發(fā)的開(kāi)關(guān)磁阻電機、內置式永磁同步電機以及最新的同步磁阻電機相繼進(jìn)入市場(chǎng)，并在電動(dòng)汽車(chē)與混合動(dòng)力車(chē)上獲得應用。

各種電機的發(fā)展歷史比較

就目前發(fā)展水平，各類(lèi)驅動(dòng)電機基本性能比較如下：

各類(lèi)驅動(dòng)電機基本性能比較

然后再比較各種電機在哪些新能源汽車(chē)上應用比較廣。異步電機主要應用在純電動(dòng)汽車(chē)，永磁同步電機主要應用在混合動(dòng)力汽車(chē)中，開(kāi)關(guān)磁阻電機目前主要應用在客車(chē)中。而從中國不同種類(lèi)新能源汽車(chē)驅動(dòng)電機的應用來(lái)看，目前交流異步感應電機和開(kāi)關(guān)磁阻電機主要應用于新能源商用車(chē),特別是新能源客車(chē)，開(kāi)關(guān)磁阻電機的實(shí)際裝配應用較少；永磁同步電機主要應用于新能源乘用車(chē)。