2018年03月1日 Read time: MinutesMinute

电动机主要部件

今,汽车制造商们都选择在电动汽车中安装三相电流电机,其中以永磁同步电机为主。这种电动机虽然结构紧凑、重量较轻,但性能极为出色。它们主要采用内转子结构:安装于电机轴上的转子在中空的定子内旋转。定子(即静止部分)固定在电机壳上,而转子则在电机壳内旋转。电机壳通常采用主动式冷却。

定子的主要部件包括叠片铁芯(电枢) —— 内缘带沟槽的环形冲孔铁板,以及一组绕组位于沟槽内的线圈系统。这些线圈在电机技术中被称为“定子绕组”,可通入三相交电流。三相电流在通过线圈时会在定子内产生方向不断变化的磁场,磁场绕着定子轴线转动。转子的永磁体产生的永久磁场与旋转的定子磁场作用,产生电磁力,推动转子和电机轴转动,电机转速取决于三相电流的频率,而电磁转矩大小决定于三相电流的幅值。

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电动机

电动机内部结构图。图中蓝色部分为电动机中使用的有机硅产品(硅树脂、有机硅封装胶和硅油)。

永磁同步电机的横截面

内转子永磁同步电机的横截面示意图:转子安装在电机轴上,位于定子内部,定子固定在电机壳上。永磁体的颜色表明正指向定子的磁极(红色:北极;绿色:南极)。定子绕组按顺序轮流通电,所产生的旋转磁场才能驱使转子转动。

绕组可采用不同的材质绕制成各种形状:传统的绕制方法是采用圆铜线 —— 这是一种非常复杂的生产工艺。目前的发展趋势是发夹式绕组技术 —— 将横切面为矩形的铜丝线段绕成U形线圈。这些线段先是被折成发夹状(这就是该技术的名称由来),接着嵌入叠片铁芯的沟槽内,然后再按照一定的样式焊接到沟槽中。发夹式绕组技术是实现快速工业级生产的理想选择。

定子中的绕组和叠片铁芯在运行期间会产生热量,必须将其传递至换热器。导热硅树脂或有机硅封装胶能够加速热传导过程。

与内燃机相比,三相电机可在整个转速范围内提供持续稳定的扭矩,因此无需再安装其它复杂的装置。此外,三相电机在刹车时能够充当发电机,将大部分刹车动能转换为电能,从而实现能量回收。回收后的电能会储存在动力电池中。

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