相對永磁同步電機,特斯拉為何熱衷異步電機

2020-11-26 電子發燒友

相對永磁同步電機，特斯拉為何熱衷異步電機

容濟點火器 發表於 2020-01-30 11:34:00

永磁電機，使用永磁體做轉子，是同步電機，效率相對會比異步電機高點，從力矩的控制角度而言，控制效果會好很多，如果使用那種方波形式，調速器的結構也會比異步電機簡單，這也是電動車基本上都使用永磁電機的根本原因，放眼全球，似乎只有特斯拉等少部分廠家使用了異步電機，而其他廠家，幾乎都使用永磁同步電機。

異步電機，自從發明家特斯拉改進性發明以來，結構一直比較穩定，而且非常簡單可靠，維修容易，製造和維護成本非常低，這是它在工業場合廣泛應用的根本原因。

但是異步電機的調速系統，很長時間都沒有突破，異步電機，基本上局限於定速場合，一直到上個世紀80年代以後，因為功率關鍵技術突破，IGBT等產品上市了，變頻器調速出現了，異步電機的調速才得到了大規模的應用，在國內使用異步電機變頻調速，也是上個世紀末才開始的。矢量和直接轉矩控制技術成熟後，異步電機的調速性能已經和有刷直流調速媲美了，中小型的異步電機調速系統，性價比也趕超了有刷直流電機。

在性能和價格都突破的前提下，特斯拉以往的車用電機，就大膽使用了異步電機來做車子的動力心臟。雖然異步電機效率低點，但是因為穩定可靠，對於車載惡劣環境下，使用它還是有優勢的，而特斯拉的異步電機，使用了銅轉子（普通異步電機一般使用鋁轉子），這樣能提升一點效率。

而永磁同步電機，雖然成本會貴點，效率始終會高於異步電機。永磁同步電機，需要用到稀土材料，中國是稀土大國，在應用這種電機時候，有成本優勢，這也是國內幾乎所有的車企，都使用永磁同步電機的重要原因。

看滿大街跑的小電驢，也使用了永磁同步電機，調速系統簡單，雖然電機貴點，但是調速器成本降低了，綜合起來，反而會性價比更高。

在電池容量遲遲沒有突破前提下，續航裡程是電動車的焦慮重點，使用同步電機，可以讓車子在同樣容量電池下能跑出更遠的裡程，相信這也是特斯拉也使用永磁同步電機的最根本原因。

但是永磁同步電機，也有軟肋，因為稀土材料都怕高溫，車載環境溫度比較高，使用時間長了，會有丟磁的問題存在，這樣會讓電機扭矩下降，功耗增加，所以如何讓電機運行溫度低，也是各車企頭痛的問題了，想想當年的有刷直流電機，雖然調速性能出色，效率也很高，但是因為碳刷維護麻煩問題，所以逐步退出很多市場了。永磁體如果不能處理好可靠性問題，也變成成為使用者的另外一個「碳刷」。很多小電驢，使用一段時間後，的確會出現電機退磁問題，這也是給消費者帶來了很大的不方便了。

還有一種情況，稀土材料目前生產，絕大部分集中在中國，稀土本身也是一種資源材料了，逐年成本加貴，如果大家都是使用永磁同步電機生產汽車，很可能會讓稀土價格猛漲，生產成本會成為一個大問題，但是異步電機，並不存在這個問題了。

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