在電動汽車中，電動機是非常重要的一個關鍵零部件，分為兩種類型：同步電機和異步電機。同步電機主要指永磁同步電動機，而異步電機主要指三相異步電動機，本文解析兩種不同類型的電動機如何產生動力的。

 

 

交流異步電動機怎樣產生動力呢？

　　

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生的定子電磁場;另一個是因切割定子電磁感應線而產生電流后形成的轉子電磁場。根據楞次定律，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。

　　

根據轉子自生磁場產生方式的不同，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：

 

 

 

 

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/質量比，體積更小，質量更輕，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。