不同兩種電機如何產(chǎn)生動力？

在電動汽車中，電動機是非常重要的一個關鍵零部件，此前我們已經(jīng)陸續(xù)介紹過 電動機都有哪些類型？ 電動機有什么性能特點？

交流異步電動機是一種將電能轉化為機械能的電力拖動裝置。它主要由定子、轉子和它們之間的氣隙構成。對定子繞組通往三相交流電源后，產(chǎn)生旋轉磁場并切割轉子，獲得轉矩。三相交流異步電動機具有結構簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優(yōu)點，被廣泛應用于各個領域。

永磁同步電動機具有結構簡單，體積小、效率高、功率因數(shù)高等優(yōu)點。目前，永磁同步電動機已經(jīng)在冶金行業(yè)（煉鐵廠和燒結廠等）、陶瓷行業(yè)（球磨機）、橡膠行業(yè)（密煉機）、石油行業(yè)（抽油機）、紡織行業(yè)（倍捻機、細紗機）等行業(yè)的中、低壓電動機中獲得業(yè)績，并逐步積累設計和運行經(jīng)驗。

永磁同步電動機（英文名稱為permanent mag?net synchronous motor，簡稱PMSM）主要是由轉子、端蓋及定子等各部件組成。永磁同步電動機的定子結構與普通的感應電動機的結構非常相似，轉子結構與異步電動機的最大不同是在轉子上放有高質(zhì)量的永磁體磁極，根據(jù)在轉子上安放永磁體的位置的不同，永磁同步電動機通常被分為表面式轉子結構和內(nèi)置式轉子結構。

永磁體的放置方式對電動機性能影響很大。表面式轉子結構—永磁體位于轉子鐵芯的外表面，這種轉子結構簡單，但產(chǎn)生的異步轉矩很小，僅適合于啟動要求不高的場合，很少應用。內(nèi)置式轉子結構—永磁體位于鼠籠導條和轉軸之間的鐵芯中，啟動性能好，目前的絕大多數(shù)永磁同步電動機都采用這種結構。永磁同步電動機，其結構見圖1。

交流異步電動機怎樣產(chǎn)生動力呢？

交流電動機的工作原理：通電繞組在旋轉磁場里轉動。

電動機中的定子和轉子并不接觸，為什么給定子繞組通上交流電后，轉子就會旋轉呢？其工作原理應用到兩大電磁定律：法拉第定律和楞次定律。

當定子上纏繞的繞組通上交流電后，由于交流電的特性，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉的電磁場。轉子上的繞組是一個閉環(huán)導體，它處在定子的旋轉磁場中就相當于在不停地切割定子的磁感應線。根據(jù)法拉第定律，閉合導體的一部分在磁場里做切割磁感應線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，而這個電流又會形成一個電磁場。

這樣，在電動機中就有了兩個電磁場：一個是接通外部交流電后而產(chǎn)生的定子電磁場；另一個是因切割定子電磁感應線而產(chǎn)生電流后形成的轉子電磁場。根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場總要反抗引起感應電流的原因（轉子繞組切割定子電磁場的磁感應線），也就是盡力使轉子上的導體不再切割定子磁場的磁感應線，這樣的結果就是：轉子上的導體會“追趕”定子的旋轉電磁場，也就是使轉子跟著定子旋轉電磁場旋轉，最終使電動機開始旋轉。

由于轉子總是在“追趕”定子電磁場的旋轉速度，并且為了能夠切割磁感應線而產(chǎn)生感應電流，轉子的轉速總要比定子電磁場的轉速慢一點點（約為2%~5%），也就是異步運行，所以才將這種產(chǎn)生感應電流的電動機稱為交流異步電動機。

以下是單向交流電動機的構造：

通用汽車交流異步電動機的構造如下：

永磁同步電動機怎樣產(chǎn)生動力？

在交流異步電動機中，轉子磁場的形成要分兩步走：第一步是定子旋轉磁場先在轉子繞組中感應出電流；第二步是感應電流再產(chǎn)生轉子磁場。在楞次定律的作用下，轉子跟隨定子旋轉磁場轉動，但又“永遠追不上”，因此才稱其為異步電動機。

如果轉子繞組中的電流不是由定子旋轉磁場感應的，而是自己產(chǎn)生的，則轉子磁場與定子旋轉磁場無關，而且其磁極方向是固定的，那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉磁場就會拉動轉子旋轉，并且使轉子磁場及轉子與定子旋轉磁場“同步”旋轉。這就是同步電動機的工作原理。

根據(jù)轉子自生磁場產(chǎn)生方式的不同，又可以將同步電動機分為兩種：

一是將轉子繞組通上外接直流電（勵磁電流），然后由勵磁電流產(chǎn)生轉子磁場，進而使轉子與定子磁場同步旋轉。這種由勵磁電流產(chǎn)生轉子磁場的同步電動機稱為勵磁同步電動機。

二是干脆在轉子上嵌上永久磁體，直接產(chǎn)生磁場，省去了勵磁電流或感應電流的環(huán)節(jié)。這種由永久磁體產(chǎn)生轉子磁場的同步電動機，就稱為永磁同步電動機。

以下是通用汽車和奧迪的永磁同步電動機的構造：

通用汽車永磁同步電動機

奧迪永磁同步電動機

最后還必須說一下，永磁同步電動機有什么特點呢？

永磁電動機具有較高的功率/質(zhì)量比，體積更小，質(zhì)量更輕，比其他類型電動機的輸出轉矩更大，電動機的極限轉速和制動性能也比較優(yōu)異，因此永磁同步電動機已成為現(xiàn)今電動汽車應用最多的電動機。

但永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降，或發(fā)生退磁現(xiàn)象，有可能降低永磁電動機的性能。另外，稀土式永磁同步電動機要用到稀土材料，制造成本不太穩(wěn)定。