稀土永磁電機電動汽車發展

⑴ 電動汽車電機的發展趨勢

電機驅動系統
從20世紀80年代開關磁阻電機驅動系統問世後，打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式；並隨著磁阻電機，永磁電機、電力電子技術和計算機技術的發展，交流電機驅動系統設計進入一個新的黃金時代；新的電機拓樸結構與控制方式層出不究，推出了新一代機電一體化電機驅動系統迅猛發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動系統已成為各國研究和開發的主要熱點之一。
SRD開關磁阻電機驅動系統的主要特點是電機結構緊湊牢固，適合於高速運行，並且驅動電路簡單成本低、性能可靠，在寬廣的轉速范圍內效率都比較高，而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電機驅動系統很適合電動車輛的各種工況下運行，是電動車輛中極具有潛力的機種。SRD的最大特點是轉矩脈動大、雜訊大；此外，相對永磁電機而言，功率密度和效率偏低；另一個缺點是要使用位置感測器增加了結構復雜性、降低了可靠性。因此無感測器的SRD也是未來的發展趨勢之一。
永磁式開關磁阻電機也稱為雙凸極永磁電機，永磁式開關磁阻電機可採用圓柱形徑向磁場結構、盤式軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上迭加了永磁轉矩，永磁轉矩的存在有助於提高電機的功率密度和減小轉矩脈動，以利於它在電動車輛驅動系統中應用。
轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車公司研發中心的極大關注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機具有磁場控制能力，類似直流電機的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合電動車輛牽引電機低速大力矩和恆功率寬調速的需求。該電機的研究處於探索階段，電機的機理和設計理論有待於進一步深入研究與完善，作為電動車輛牽引電機具有較強的潛在的競爭優勢。
此外，正在研發的熱點課題還有：
具有磁場控制能力的永磁同步電機驅動系統；
車輪電機驅動系統；
動力傳動一體化部件（電機、減速齒輪、傳動軸）；
雙饋電非同步電機驅動系統和雙饋電永磁同步電機驅動系統。
電子伺服系統
1993年美國能源部、商務部、貿易部、國防部、環保局、宇航局、國家科學基金會七個政府部門下美國三個最大的汽車製造公司，克萊斯勒、福特和通用，建立了新一代車輛夥伴關系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目標是開發新一代機動車技術，以增強美國汽車工業的實力。1998年至2002年期間，美國國家自然科學基金（NSF）資助美國國家電力電子中心（由美國Virginia和美國Wisconsin等四所大學組建）研發車輛電子動力驅動系統、電子伺服控制系統和各種車輛專用IC模塊，提高汽車電子電氣部件的可靠性，降低其成本和搶占車輛電氣自動化技術的制高點，增強在國際市場的競爭力。線控的汽車電子伺服系統（X－by－wire）在未來將是十分重要的技術，該技術可將各種獨立的系統（如轉向、制動、懸掛等）集成到一起由計算機調控，使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結構大大改善，設計的靈活度也大大增加。電子動力方向盤和線控剎車已經在一些歐洲車型上被採用，在這個系統中已經削減了相當多的機械部件，如液壓泵等。汽車電子伺服技術是具有革命性的技術，隨著這個技術的使用，許多傳統的機械部件將會在未來的汽車上消失，而越來越多的車用伺服電機將出現在未來的汽車上。

⑵ 誰在看空稀土永磁電機 中國電動汽車將死無葬身之地

用的材料大體都一樣,主要是設計上的不同.一般無刷直流電機設計的時候,氣隙磁場是方波的(梯形波)而且平頂的部分越平越好,因此在極對數選擇上一般選取整數槽集中繞組例如4極12槽,並且磁鋼一般是同心的扇形環,徑向沖磁. 並且一般裝Hall感測器來檢測...

⑶ 稀土永磁電機的應用現狀及其發展趨勢

稀土永磁同步電機的開發與應用擴大了永磁同步電動機在各個行業的應用，稀土永磁電機最顯著的性能特點是輕型化、高性能化、高效節能。高性能稀土永磁電機是許多新技術、高技術產業的基礎。它與電力電子技術和微電子控制技術相結合，可以製造出各種性能優異的機電一體化產品，如數控機床，加工中心，柔性生產線，機器人，電動車，高性能家用電器，計算機等等。隨著稀土永磁電機技術的不斷發展其行業逐漸呈現以下發展趨勢。
向高效節能方向發展 稀土永磁電機又是一種高效節能產品，平均節電率高達10％以上，專用稀土永磁電機可高達15%～20％。 電動機的節能分兩個方面。一方面是改革非同步電動機的結構，提高效率和其他性能，非同步電動機以其結構簡單、價格便宜、適應各種工況條件等優點被廣泛應用於工業生產各個領域。其次是發展永磁同步電動機，可以取得更高的節電效果。 國外提高電動機效率的主要途徑，是通過對非同步電動機的優化設計，增加銅、鋁、電工鋼板等有效材料用量，降低繞組損耗和鐵耗；採用較好的磁性材料和工藝，以降低鐵耗：合理設計通風結構和選用高性能軸承，降低機械損耗；通過改進設計和工藝，降低雜散損耗，國外己開發出高效非同步電機。根據我國國情，高性能的稀土永磁材料已實現產業化，釹鐵硼的產量現已居世界第一位，釹鐵硼的價格也趨向合理。所以發展永磁同步電動機是新世紀電機工業技術發展趨勢之一。 向機電一體化方向發展 要提升傳統機電產品的水平，必須緊緊抓住機電一體化這個環節。實現機電一體化的基礎，是發展各種機電一體化需用的各種高性能稀土永磁電機，如數控機床用伺服電機，計算機用VCM音圈電機。一台60把刀加工中心，要配備30台伺服電機。變頻調速稀土永磁同步電機和無刷直流電機是機電一體化的基礎。 向高性能方向發展 現代化裝備向電機工業提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號電機，移動電站，自動化裝備用伺服系統及電機，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機，化纖設備用高調速精度變頻調速同步電動機，數控機床、加工中心、機器人用高調速比稀土永磁伺服電機，計算機用高精度擺動電機及主軸電機等等。 向專用電機方向發展 電機所驅動的負載千變萬化，如全部採用通用型電動機，在某些情況下，技術經濟很不合理。因此國外大力發展專用電機，專用電機約占總產量的80％，通用電機佔20％。而我國恰恰相反，專用電機只佔20％，通用型電機佔80％。專用電機是根據不同負載特性專門沒計的，如油田用抽油機專用稀土永磁電機，節電率高達20％。這方面的節能潛力很大。電機工作者不僅要研究電機本身，更應當研究所驅動負載的特性，設計出性能先進、運行可靠、價格合理的稀土永磁電機產品。 向輕型化方向發展 航空航天產品，電動車輛、數控機床、計算機、視聽產品、醫療器械、攜帶型光機電一體化產品等，都對電機提出體積小、重量輕的嚴格要求。永磁同步電動機以其體積小、 節能、 控制性能好、 又容易做成低速直接驅動, 消除齒輪減速裝置, 可通過頻率的變化進行調速等優點, 在電梯技術上得以開發應用。相信隨著電子技術和控制技術的發展，稀土永磁同步電機技術會朝著高效節能、機電一體化、高性能、專用電機、輕型化的方向發展並日趨完善。

⑷ 電動汽車用永磁電機有什麼優勢

力輝永磁電機與傳統的電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。因而應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。

⑸ 稀土永磁電機的應用

與傳統的電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。因而應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。下面介紹幾種典型永磁電機的主要特點及其主要應用場合。 永磁同步發電機與傳統的發電機相比不需要集電環和電刷裝置，結構簡單，減少了故障率。採用稀土永磁後還可以增大氣隙磁密，並把電機轉速提高到最佳值，提高功率質量比。當代航空、航天用發電機幾乎全部採用稀土永磁發電機。其典型產品為美國通用電氣公司製造的150kVA14極12000r/min～21000r/min和100 kVA60000r/min的稀土鈷永磁同步發電機。國內研發的第一台稀土永磁電機即為3kW20000r/min的永磁發電機。
永磁發電機也用作大型汽輪發電機的副勵磁機，80年代我國研製成功當時世界容量最大的40kVA～160kVA稀土永磁副勵磁機，配備200MW～600MW汽輪發電機後大大提高電站運行的可靠性。
21世紀以來，獨立電源用的內燃機驅動小型發電機、車用永磁發電機、風輪直接驅動的小型永磁風力發電機正在逐步推廣。 永磁同步電動機與感應電動機相比，不需要無功勵磁電流，可以顯著提高功率因數（可達到1，甚至容性），減少了定子電流和定子電阻損耗，而且在穩定運行時沒有轉子銅耗，進而可以減小風扇（小容量電機甚至可以去掉風扇）和相應的風摩損耗，效率比同規格感應電動機可提高2～8個百分點。而且，永磁同步電動機在25%～120%額定負載范圍內均可保持較高的效率和功率因數，使輕載運行時節能效果更為顯著。這類電機一般都在轉子上設置起動繞組，具有在某一頻率和電壓下直接起動的能力。21世紀10年代，主要應用在油田、紡織化纖工業、陶瓷玻璃工業和年運行時間長的風機水泵等領域。
我國自主開發的高效高起動轉矩釹鐵硼永磁同步電動機在油田應用中可以解決「大馬拉小車」問題，起動轉矩比感應電動機大50%～100%，可以替代大一個機座號的感應電動機，節電率在20%左右。
紡織化纖行業中負載轉動慣量大，要求高牽入轉矩。合理設計永磁同步電動機的空載漏磁系數、凸極比、轉子電阻、永磁體尺寸和定子繞組匝數可以提高永磁電機的牽入性能，促使它應用於新型的紡織和化纖工業。
大型電站、礦山、石油、化工等行業所用幾百千瓦和兆瓦級風機、泵類用電機是耗能大戶，21世紀10年代，所用電機的效率和功率因數較低，改用釹鐵硼永磁後不僅提高了效率和功率因數，節約能源，且為無刷結構，提高了運行的可靠性。目前1 120kW永磁同步電動機是世界上功率最大的非同步起動高效稀土永磁電機，效率高於96.5%（同規格電機效率為95%），功率因數0.94，可以替代比它大1～2個功率等級的普通電動機。
交流伺服永磁電動機和無刷直流永磁電動機
21世紀以來，越來越多地用變頻電源和交流電動機組成交流調速系統來替代直流電動機調速系統。在交流電動機中，永磁同步電機的轉速在穩定運行時與電源頻率保持恆定的關系，使得它可直接用於開環的變頻調速系統。這類電機通常由變頻器頻率的逐步升高來起動，在轉子上可以不設置起動繞組，而且省去了電刷和換向器，維護方便。
變頻器供電的永磁同步電動機加上轉子位置閉環控制系統構成自同步永磁電動機，既具有電勵磁直流電動機的優異調速性能，又實現了無刷化，主要應用於高控制精度和高可靠性的場合，如航空、航天、數控機床、加工中心、機器人、電動汽車、計算機外圍設備等。
現已研製成寬調速范圍、高恆功率調速比的釹鐵硼永磁同步電動機和驅動系統，調速比高達1：22500，極限轉速達到9000r/min。永磁同步電動機高效、小振動、低雜訊、高轉矩密度的特點在電動車、機床等驅動裝置中是最理想的電動機。
隨著人民生活水平的不斷提高，對家用電器的要求越來越高。例如家用空調器，既是耗電大件，又是雜訊的主要來源，其發展趨勢是使用能無級調速的永磁無刷直流電動機。它既能根據室溫的變化，自動調整到適宜的轉速下長時間運轉，減少雜訊和振動，使人的感覺更為舒適，還比不調速的空調器節電1/3。其他如電冰箱、洗衣機、除塵器、風扇等也在逐步改用無刷直流電動機。 直流電動機採用永磁勵磁後，既保留了電勵磁直流電動機良好的調速特性和機械特性，還因省去了勵磁繞組和勵磁損耗而具有結構工藝簡單、體積小、用銅量少、效率高等特點。因而從家用電器、攜帶型電子設備、電動工具到要求有良好動態性能的精密速度和位置傳動系統都大量應用永磁直流電動機。500W以下的微型直流電動機中，永磁電機佔92%，而10 W以下的永磁電機佔99%以上。
21世紀以來，我國汽車行業發展迅速，汽車工業是永磁電機的最大用戶，電機是汽車的關鍵部件，一輛超豪華轎車中，各種不同用途的電機達70餘台，其中絕大部分是低壓永磁直流微電機。汽車、摩托車用起動機電動機，採用釹鐵硼永磁並採用減速行星齒輪後，可使起動機電動機的質量減輕一半。 控制電機和特種電機的種類很多，其共同的發展趨勢之一是永磁化，以高性能的永磁體勵磁逐步取代電勵磁。
由於稀土永磁具有高剩磁密度、高矯頑力和高磁能積的特點，可以容許所製成的電機具有較大的氣隙長度和氣隙密度，因而在永磁體安放和磁路結構設計上有很大靈活性，可以根據使用場合，特別是汽車、計算機和航天工程的需要，製成與傳統電機不同的結構形狀和尺寸，例如盤式電機、無槽電機等。這既可以進一步減少電機的質量和轉動慣量，提高電機的反應靈敏度；又可以減少電機轉矩的脈動，增加運行的平穩性；還可以簡化電機的結構和工藝。因而在計算機外圍設備、辦公設備和要求精度定位控制的場合得到廣泛應用。

⑹ 稀土永磁電機的應用現狀及其發展趨勢是怎麼樣的

稀土永磁同步電機的開發與應用擴大了永磁同步電動機在各個行業的應用，稀土永磁電機最顯著的性能特點是輕型化、高性能化、高效節能。高性能稀土永磁電機是許多新技術、高技術產業的基礎。它與電力電子技術和微電子控制技術相結合，可以製造出各種性能優異的機電一體化產品，如數控機床，加工中心，柔性生產線，機器人，電動車，高性能家用電器，計算機等等。隨著稀土永磁電機技術的不斷發展其行業逐漸呈現以下發展趨勢。
向高效節能方向發展
稀土永磁電機又是一種高效節能產品，平均節電率高達10％以上，專用稀土永磁電機可高達15%～20％。
電動機的節能分兩個方面。一方面是改革非同步電動機的結構，提高效率和其他性能，非同步電動機以其結構簡單、價格便宜、適應各種工況條件等優點被廣泛應用於工業生產各個領域。其次是發展永磁同步電動機，可以取得更高的節電效果。
國外提高電動機效率的主要途徑，是通過對非同步電動機的優化設計，增加銅、鋁、電工鋼板等有效材料用量，降低繞組損耗和鐵耗；採用較好的磁性材料和工藝，以降低鐵耗：合理設計通風結構和選用高性能軸承，降低機械損耗；通過改進設計和工藝，降低雜散損耗，國外己開發出高效非同步電機。根據我國國情，高性能的稀土永磁材料已實現產業化，釹鐵硼的產量現已居世界第一位，釹鐵硼的價格也趨向合理。所以發展永磁同步電動機是新世紀電機工業技術發展趨勢之一。
向機電一體化方向發展
要提升傳統機電產品的水平，必須緊緊抓住機電一體化這個環節。實現機電一體化的基礎，是發展各種機電一體化需用的各種高性能稀土永磁電機，如數控機床用伺服電機，計算機用VCM音圈電機。一台60把刀加工中心，要配備30台伺服電機。變頻調速稀土永磁同步電機和無刷直流電機是機電一體化的基礎。
向高性能方向發展
現代化裝備向電機工業提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號電機，移動電站，自動化裝備用伺服系統及電機，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機，化纖設備用高調速精度變頻調速同步電動機，數控機床、加工中心、機器人用高調速比稀土永磁伺服電機，計算機用高精度擺動電機及主軸電機等等。
向專用電機方向發展
電機所驅動的負載千變萬化，如全部採用通用型電動機，在某些情況下，技術經濟很不合理。因此國外大力發展專用電機，專用電機約占總產量的80％，通用電機佔20％。而我國恰恰相反，專用電機只佔20％，通用型電機佔80％。專用電機是根據不同負載特性專門沒計的，如油田用抽油機專用稀土永磁電機，節電率高達20％。這方面的節能潛力很大。電機工作者不僅要研究電機本身，更應當研究所驅動負載的特性，設計出性能先進、運行可靠、價格合理的稀土永磁電機產品。
向輕型化方向發展
航空航天產品，電動車輛、數控機床、計算機、視聽產品、醫療器械、攜帶型光機電一體化產品等，都對電機提出體積小、重量輕的嚴格要求。永磁同步電動機以其體積小、 節能、 控制性能好、 又容易做成低速直接驅動, 消除齒輪減速裝置, 可通過頻率的變化進行調速等優點, 在電梯技術上得以開發應用。相信隨著電子技術和控制技術的發展，稀土永磁同步電機技術會朝著高效節能、機電一體化、高性能、專用電機、輕型化的方向發展並日趨完善。

⑺ 新能源汽車永磁同步電機的發展史，究竟是怎樣的

電動汽車具有低雜訊、零排放、高效率、節能、能源多樣化和綜合利用等明顯優勢，成為各國發展的主流。隨著永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步電機(PMSM)以其高效率、高功率因數和高功率密度的優勢成為電動汽車驅動系統中的主流電機之一。

電動汽車在美國的發展比日本晚。在美國，感應電機的設計和控制策略已經成熟，因此感應電機是電動汽車的主要驅動電機。而美國也對永磁同步電機進行了研究，成果突出。詹姆士開發的永磁同步電機。歌迪和凱文。SatCon公司的LeRowR.E採用定子雙繞組技術，不僅擴大了電機的轉速范圍，而且有效利用了逆變器的電壓，繞組電流小，電機效率高。表4顯示了美國SatCon公司開發的電機在不同速度和功率下的效率特性。