无刷直流电机的优点包括:
1)效率高:无刷直流电机是所有电动机中效率最高的。这是因为永磁电机没有转子励磁铜耗。另外省去了机械换向器和电刷,减小了机械摩擦损耗,使得效率更高。
2)体积小:选用高磁能积密度永磁体,无刷电机磁通密度增加,转矩增加。在相同出力的情况下,电机体积大大减小。
3)易于控制:无刷直流电机的控制性能可以和直流电机相媲美。控制变量容易得到并且在所有工况下均为常数。
4)散热好:无刷直流转子侧没有电流,因此无转子铜耗。故只需考虑定子散热。相比于转子,定子是静止部件而且位于电机的外缘,因此散热相对容易。
5)免维护、寿命长、可靠性高:由于取消了电刷和机械换向器,因而不用定期维护,也消除了由于这些部件经常损坏引起的故障。电机的使用寿命只和绕组绝缘、轴承以及永磁体的寿命有关。
6)噪声低:电换向替代了机械换向,因而也就没有了由于机械换向引起的噪声。电换向器的高频噪声是人耳听不到的。
无刷直流电机的缺点包括:(www.xing528.com)
1)成本:稀土永磁材料价格较高。
2)恒功率范围:宽广的功率范围对获得高系统效率至关重要。无刷直流电机最大转速无法超过两倍基速。
3)安全:在电机安装过程中,铁屑类物质容易吸附到永磁体的表面。如果车辆在事故中车轮空转,电机仍会在永磁体激励下继续旋转,电机输出端的高电压有可能伤及乘客和救援者。
4)永磁体退磁:反向磁势和高温有可能使永磁体退磁。每种永磁材料的退磁磁势大小不同。无刷直流电机必须特别注意冷却问题,尤其对于结构特别紧凑的设计。
5)高速运行能力:表贴式永磁电机的转速不宜太高。因为离心力过大有可能导致永磁体被甩脱。
6)逆变器故障:逆变器发生短路故障时,旋转的转子在定子短路绕组中持续感应电动势,绕组中产生非常大的环流,激增的电磁转矩易使转子发生堵转。一个或多个车轮堵转是不可忽视的。如果后轮堵转前轮旋转,车辆将失控行进。如果前轮堵转后轮旋转,驾驶员无法控制车辆行驶方向。如果只有一个车轮堵转,偏心转矩将引起车辆侧偏,同样难以控制。除了对车辆产生影响,大电流还有可能使永磁体退磁,甚至完全损坏永磁体。
无刷直流电机的开路故障对车辆稳定性不构成直接威胁。问题是开路会引起电机无法控制。由于永磁体无法控制,因此很难控制无刷直流电机减小故障的影响。当电机恒功率运行时,这个问题尤为重要。在恒功率区域,弱磁性质的定子磁场允许电机高速运转。如果定子磁场消失,永磁磁场在绕组中产生的激增电动势可能给电子设备或乘客带来伤害。
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