电机,作为电力转换的关键元件,其核心功能是实现电能与机械能之间的相互转换。当电机将电能转化为机械能时,它扮演的是电动机的角色;反之,当机械能转化为电能时,则表现为发电机。在新能源汽车中,这一转换过程尤为显著。在车辆行驶过程中,电机驱动车辆前进或后退,展现出电动机的特性;而在减速或制动时,电机则回收能量,转化为电能,体现出发电机的特性。
目前,新能源汽车主要采用两种驱动电机:永磁同步电机和交流异步电机。其中,永磁同步电机因其优良性能被广泛应用于多数新能源汽车中,而交流异步电机则相对较少见。
交流电动机的核心部件包括定子和转子。定子是一个固定不动的圆筒,内部绕有众多绕组,与外部电源相连。而转子则是与电动机动力输出轴相连、并随其旋转的部件,可以是绕组缠绕的圆柱体或笼型结构。尽管转子和定子之间没有直接连接或接触,但当定子绕组接通交流电源时,转子会迅速旋转并产生动力。
集中式绕组应用于凸极式定子,通常绕制成矩形线圈,经纱带包扎定型,再经浸漆烘干处理后,嵌装在凸形磁极的铁心上。一般换向器式电动机(包括直流电机和通用电动机)的激磁线圈以及单相罩极式凸极电动机的主极绕组都采用集中式绕组。
集中式绕组通常每极有一只线圈,但也有采用庶极(隐极)形式的,如框架式罩极电动机就是用一只线圈形成两极的电动机。
分布式绕组的电动机定子没有凸形极掌,每个磁极由一个或几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组,通电后形成不同极性的磁极,故也称隐极式。根据嵌装布线排列形式的不同,分布式绕组又可分为同心式和叠式两类。
(1)同心式绕组 同心式绕组是由几个形状相似但大小不同的线圈,按同一中心位置嵌装成回字形状的线圈组。同心绕组可根据不同的布线方式而构成双平面或三平面绕组。一般单相电动机及部分小功率或大跨距线圈的三相异步电动机的定子绕组采用这种型式。
(2)叠式绕组叠式绕组一般是由形状、大小相同的线圈,分别以每槽嵌装1个或两个线圈边,并在槽外端部逐个相叠均匀分布的形式。叠式绕组又分单层叠式和双层叠式两种。每槽只嵌入一个线圈边的为单层叠式绕组,或称单叠绕组;每槽嵌入两个属不同线圈组的线圈边时是分置于槽中上、下层,为双层叠式绕组,或称双叠绕组。根据嵌装布线方式变化不同,叠式绕组又可派生出交叉式、同心交叉式以及单双层混合式等型式。目前,一般功率较大的三相异步电动机定子绕组较多采用双层叠式;而小电机则多用单层叠式绕组中的派生型式,但极少采用单层叠式绕组。
驱动电机结构
1.定子
驱动电机定子组件会产生磁场,从而在驱动过程中旋转转子线圈。定子组件由定子铁芯和定子线圈组成。定子组件采用矩形导线分布绕组。通过采用矩形导线分布绕组,可以流过大量电流。从而可以实现高转矩,定子组件在再生制动期间通过旋转转子线圈来产生电流。在驱动过程中,电流流过定子线圈,从而产生旋转磁场。在再生制动期间,随着磁通量在转子线圈周围的变化,电磁感应作用会产生电流。2转子由转子芯,转子线圈,转子轴和其他零件组成。转子采用了永磁同步驱动电机(内部永磁同步驱动电机)。永磁同步驱动电机在其中嵌入了永磁体转子,并可以实现高扭矩和高转速。
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