为何永磁无刷直流电机适合用于电动摩托车

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　　这个有技术上的原因，也有习惯性的思路影响了。永磁无刷直流电机不仅仅应用于电动摩托车上，也广泛在电动汽车(EV)和混合动力电动汽车(HEV)中使用。从控制角度来看，工业上的调速系统是最成熟的，上个世纪90年代以前，基本上都采用了直流有刷电机的调速系统，控制简单便宜，低速扭矩好，线性度好，调速范围宽，稳定，效率高。但是它有缺点，就是因为碳刷造成维护麻烦。最早直流有刷电机也是应用在电动摩托车上的，到今天还是有些有刷系统的。永磁无刷直流电机调速系统出来后，因为和有刷的性能接近，控制思路也大同小异，所以自然而然被推广到电动摩托车上来了，包括电动汽车也大部分使用这种电机。

　　工业上目前大部分使用了变频器加异步电机调速系统，这种系统在小功率上，对比无刷直流电机系统，并没有很大优势，比如价格贵，而且由于电摩瞬间要求扭矩比较高，一般的变频器加异步电机很难做到了，所以大家普遍采用了无刷永磁直流电机调速系统。当然特斯拉在电动汽车上采用了变频器加异步电机调速系统，那是因为它的电机采用了铜转子效率高等原因，另外电动汽车功率大，相对这个区间，价格会便宜点。

　　一、永磁无刷直流电动机的主要优点如下：
　　1高效率：永磁无刷直流电动机在所有电动机中效率最高，这是因为励磁采用了永磁体，没有功率消耗。没有机械式换向器和电刷意味着机械摩擦损耗低，因此效率更高。
　　2体积小：最近高能量密度永磁体（稀土永磁体）的引入使永磁无刷直流电动机能获得非常高的磁通密度，这就相应地有可能获得高转矩，从而能使电动机体积小而且重量轻。
　　3易控制：永磁无刷直流电动机与直流电动机一样易于控制，因为在电动机的全运行过程中控制变量容易获得，且保持不变。

　　4易冷却：转子中没有环行电流，因此永磁无刷直流电动机的转子不会发热，仅在定子上有热量产生。定子比转子更易于冷却，因为定子是静止的，且位于电动机的边缘。
　　5低廉的维护、显著的长寿命和可靠性：没有电刷和机械式换向器就不需要相关的定期维护，排除了相关部件出现故障的危险。因此，电动汽车电机的寿命仅随绕组绝缘、轴承和永磁体寿命而变化。
　　6低噪声：由于采用电子换向器，而不是机械式换向器，故不存在与换向器相伴随的噪声。驱动逆变器的开关频率足够高，致使谐波噪声处于听不见的范围。

　　二、当然，永磁无刷直流电动机也有如下一些缺点：
　　1成本：稀土永磁体比其他永磁体昂贵得多，故导致电动机成本上升。
　　2有限的恒功率范围：大的恒功率范围对获得高的车辆效率是至关重要的。永磁无刷直流电动机不可能获得大于基速两倍的最高转速。
　　3安全性：在电机制造过程中，由于大型稀土永磁体可以吸引飞散的金属物体，故可能有危险性。万一车辆失事，若车轮自由地自旋，而电动机仍然由永磁体励磁，则在电动机的接线端将出现高电压，可能会危及乘客或援救者。
　　4磁体退磁：永磁体可被大的反向磁动势和高温退磁。对每一种永磁材料，其临界去磁力是不同的。当冷却电动机时，特别是如果电机构造紧凑，必须非常小心。

　　5高速性能：永磁体采用表面安装方式的电动机不可能达到高速，这是因为受限于转子磁轭与永磁体之间装配的机械强度。
　　6永磁无刷直流电动机驱动中的逆变器故障：由于永磁体位于转子上，永磁无刷直流电动机呈现的主要危险在于万一逆变器出现短路故障。这样，旋转的转子总是被励磁，从而持续地在短路绕组中感生电动势。在短路绕组中，极大的环流和相应的大转矩将堵转转子。车辆的一个或几个车轮停转的危险是不可忽视的。若后轮被堵转，而前轮在旋转，则车辆将会失去控制转动。若前轮被堵转，则驾驶者将无法对车辆进行方向控制。若只有一个车轮被堵转，将诱发使车辆旋转的侧滑转矩，这使得车辆难以控制。除这些车辆可能发生的危险之外，还应注意，逆变器短路引起的大电流将导致永磁体处于退磁和毁损的危险之中。

　　永磁无刷直流电动机驱动的开路故障不会直接危及车辆的稳定性。但是，由于开路导致的无法控制电动汽车电机将带来车辆控制方面的问题。因为磁体总是在励磁，且不能予以控制，所以很难控制永磁无刷直流电动机，使故障最小化。档永磁无刷直流电动机运行在恒功率区时，这是一个特别重要的问题。在恒功率区中，由定子所产生的磁通与磁体产生的磁通反向，并使电动机以较高转速旋转。如果定子磁通消失，磁体产生的磁通将在绕组中感生一个大的电动势，该电动势可危及电子元器件或乘客。
　　(编辑：AK47)

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