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電機,作為電力轉換的關鍵元件,其核心功能是實現電能與機械能之間的相互轉換。當電機將電能轉化為機械能時,它扮演的是電動機的角色;反之,當機械能轉化為電能時,則表現為發電機。在新能源汽車中,這一轉換過程尤為顯著。在車輛行駛過程中,電機驅動車輛前進或后退,展現出電動機的特性;而在減速或制動時,電機則回收能量,轉化為電能,體現出發電機的特性。
目前,新能源汽車主要采用兩種驅動電機:永磁同步電機和交流異步電機。其中,永磁同步電機因其優良性能被廣泛應用于多數新能源汽車中,而交流異步電機則相對較少見。
交流電動機的核心部件包括定子和轉子。定子是一個固定不動的圓筒,內部繞有眾多繞組,與外部電源相連。而轉子則是與電動機動力輸出軸相連、并隨其旋轉的部件,可以是繞組纏繞的圓柱體或籠型結構。盡管轉子和定子之間沒有直接連接或接觸,但當定子繞組接通交流電源時,轉子會迅速旋轉并產生動力。
集中式繞組應用于凸極式定子,通常繞制成矩形線圈,經紗帶包扎定型,再經浸漆烘干處理后,嵌裝在凸形磁極的鐵心上。一般換向器式電動機(包括直流電機和通用電動機)的激磁線圈以及單相罩極式凸極電動機的主極繞組都采用集中式繞組。
集中式繞組通常每極有一只線圈,但也有采用庶極(隱極)形式的,如框架式罩極電動機就是用一只線圈形成兩極的電動機。
分布式繞組的電動機定子沒有凸形極掌,每個磁極由一個或幾個線圈按照一定的規律嵌裝布線組成線圈組,通電后形成不同極性的磁極,故也稱隱極式。根據嵌裝布線排列形式的不同,分布式繞組又可分為同心式和疊式兩類。
(1)同心式繞組 同心式繞組是由幾個形狀相似但大小不同的線圈,按同一中心位置嵌裝成回字形狀的線圈組。同心繞組可根據不同的布線方式而構成雙平面或三平面繞組。一般單相電動機及部分小功率或大跨距線圈的三相異步電動機的定子繞組采用這種型式。
(2)疊式繞組疊式繞組一般是由形狀、大小相同的線圈,分別以每槽嵌裝1個或兩個線圈邊,并在槽外端部逐個相疊均勻分布的形式。疊式繞組又分單層疊式和雙層疊式兩種。每槽只嵌入一個線圈邊的為單層疊式繞組,或稱單疊繞組;每槽嵌入兩個屬不同線圈組的線圈邊時是分置于槽中上、下層,為雙層疊式繞組,或稱雙疊繞組。根據嵌裝布線方式變化不同,疊式繞組又可派生出交叉式、同心交叉式以及單雙層混合式等型式。目前,一般功率較大的三相異步電動機定子繞組較多采用雙層疊式;而小電機則多用單層疊式繞組中的派生型式,但極少采用單層疊式繞組。
驅動電機結構
1.定子
驅動電機定子組件會產生磁場,從而在驅動過程中旋轉轉子線圈。定子組件由定子鐵芯和定子線圈組成。定子組件采用矩形導線分布繞組。通過采用矩形導線分布繞組,可以流過大量電流。從而可以實現高轉矩,定子組件在再生制動期間通過旋轉轉子線圈來產生電流。在驅動過程中,電流流過定子線圈,從而產生旋轉磁場。在再生制動期間,隨著磁通量在轉子線圈周圍的變化,電磁感應作用會產生電流。2轉子由轉子芯,轉子線圈,轉子軸和其他零件組成。轉子采用了永磁同步驅動電機(內部永磁同步驅動電機)。永磁同步驅動電機在其中嵌入了永磁體轉子,并可以實現高扭矩和高轉速。
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