一、 關(guān)于有刷電機和無刷電機優(yōu)劣分析
1、有刷電機
有刷電機結(jié)構(gòu)簡單,采用碳刷進行電機換向。因此在最早的發(fā)展期間電機大部分都采用了有刷電機。其目的就是為了成本控制,便于生產(chǎn)制造。單有刷電機有個很明顯的缺點就是能耗效率不高以及使用壽命短。其表現(xiàn)在電機碳刷在電機使用超過幾百個小時之后開始出現(xiàn)磨損疲勞。受限于材料科學(xué)的瓶頸和成本,碳刷壽命到達了極限使用時間。隨著科技的發(fā)展和國家能耗的要求的出臺和實施,有刷電機有著逐漸被無刷電機替代的趨勢。
2、無刷電機
無刷直流電機是目前科技發(fā)展的主流方向之一。其有著效率高、功耗低,壽命長、無噪音是它的優(yōu)點所在。相比有刷電機,無刷電機取消了碳刷換向結(jié)構(gòu),采用電子控制技術(shù)進行繞組換向操作,沒有定期更換碳刷的成本。因此從市場需求來分析,電機發(fā)展會出現(xiàn)大量采用無刷電機的情況出現(xiàn),也是電機技術(shù)發(fā)展必然的結(jié)果。
二、 關(guān)于交流感應(yīng)電機和直流永磁同步電機的分析
1、交流感應(yīng)式電機,
交流感應(yīng)電機也被稱之為異步電機,“異步”之稱來源于此類電機的轉(zhuǎn)速與頻率不一致,有轉(zhuǎn)差率的存在。其特點是采用了繞組感應(yīng)生磁,磁性都是由轉(zhuǎn)子定子的線圈感應(yīng)產(chǎn)生的。優(yōu)點是成本低、壽命長、便于維護。使用場景是大部分工廠大功率設(shè)備。因此也可以體現(xiàn)出交流感應(yīng)電機對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性和抗震動都是有很大優(yōu)勢的。缺點是此類電機不太適應(yīng)于小功率設(shè)備產(chǎn)品上。其存在的高功耗的缺點在小型設(shè)備上尤為明顯。比如早期新能源汽車特斯拉都是采用交流感應(yīng)電機,雖然特斯拉使用了銅轉(zhuǎn)子專利來降低轉(zhuǎn)子電阻來提高效率,但出于功耗和續(xù)航里程等性能的考量,后期依然換成了永磁同步電機。
2、永磁直流同步電機
永磁直流同步電機,顧名思義它的磁性是由永磁體提供的。相同功率的情況下與感應(yīng)電機相比體積更小、功率密度更高、控制簡單等優(yōu)點。因此在低功率以及小型設(shè)備上有著天然的優(yōu)勢存在。尤其在中低轉(zhuǎn)速使用場景下,功耗與感應(yīng)電機相比低10%~20%左右。缺點是永磁體在惡劣環(huán)境,例如高低溫環(huán)境變化情況下有退磁風(fēng)險。而且永磁電機的制造中、有一項關(guān)于稀土資源的成本問題。這也是永磁同步電機成本較高的原因,而在新能源汽車領(lǐng)域,大部分車企都采用了永磁同步電機,只有在美國、日本等稀土資源非常稀缺國家的少部分新能源汽車采用了感應(yīng)式電機。而我國稀土資源非常豐富,這也是我們新能源汽車飛速發(fā)展的原因之一。
三、總結(jié)
隨著科技的發(fā)展,我國馬達驅(qū)動領(lǐng)域,電機的國產(chǎn)替代已經(jīng)有很大的成就,但在電子控制技術(shù)領(lǐng)域與其他國外經(jīng)驗非常多的公司相比仍有些差距存在。電機的發(fā)展究竟該選擇哪個方向、技術(shù)瓶頸又有哪些都是我們需要考慮的問題。例如美國、日本等國家因稀土資源匱乏導(dǎo)致他們主推感應(yīng)電機一樣,我國雖然稀土資源豐富,但它不是無限的,過渡的開采使用都是使稀土資源的價格波動。
因此電機的發(fā)展是多元化的,各種形式結(jié)構(gòu)技術(shù)都有其自身的適應(yīng)領(lǐng)域。并非需要我們“孤注一擲”,而是放寬視野,研發(fā)投入不同的技術(shù)領(lǐng)域、用差異化的技術(shù)去應(yīng)對不同的應(yīng)用場景。這樣才是一個合理健康的發(fā)展方向。