Page 54 - 今日电机
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1.2.1.2笼型转子提供感应涡流 1.2.2交流异步电机的发电工作原理 图1 转子无磁障集中绕组模型
由于定子提供旋转的磁场，笼型转子导体上 根据法拉第电磁感应定律，闭合电路的一部
感应出电涡流，如图3所示。在笼型绕组导体c和 分导体在磁场里切割磁感线的运动时，导体中就
b之间的导磁区域内，有向外的磁力线，并且该 会产生感应电流，产生的电动势成为感应电动
磁力线在旋转磁场的作用下增强，因此，导体c、 势。在交流异步电机中，电动机作为发电机时，
b上会感应出i1电涡流；同理，导体a和导体b区域 定子中的通入三相电流为激磁电流，提供磁场，
内减弱的磁力线会在导体上感应出i2电涡流。导 转子上绕组提供导体，当通过外部机械力，比如
体b上的电流在定子旋转磁场的作用下，会使笼 汽车驱动轴带动转子轴，从而带动转子运动时，
型绕组b导体受到电磁力，从而使转子产生电磁 如果转子上的转速高于定子旋转磁场的同步转
转矩，旋转起来。旋转的转子逐渐追上旋转磁 速，此时交流异步电机即为发电机，转子此时切
场，以比磁场的“同步速度ns”稍慢的速度n旋 割旋转磁场的方向与作为驱动电机转子工作时相
转。这种转子的旋转速度n比定子磁场的速度ns 反，因而转子感应电动势的方向也相反。在发电
稍慢的现象称为转子发生了转差，这种异步转 过程中，电机转子受到与外力拖动相反的电磁阻
差，让笼型转子导体持续切割磁力线产生感应电 力矩，使转子速度下降。
涡流，由此，在转子上，电能转化成机械能，保
证持续对外输出。 ̻̾̀ࢌੀၳ҄ࠏ֥ႪಌׄބႋႨٓຶ
交流异步电机的优点是输出扭矩可以在大范
围内调整，能在加速或者爬坡时短时间内强制提
高输出扭矩，永磁同步电机的电驱动汽车通常通
过增加齿轮箱机构来增加扭矩以提升速度。但是
交流异步电机的缺点是电机由于单边励磁，启动
电流较大，产生单位转矩需要的电流较大，而且
定子中存在无功励磁电流，因此能耗比永磁同步
电机大，功率因数滞后；重载驱动时常出现过负
荷现象；结构相对复杂，其控制技术要求高，制
造成本高；功率密度相对低。目前，美国研制的
电驱动汽车多采用交流异步电机作为驱动电机。
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永磁同步电动机的结构包括定子、转子、电
机轴、前后轴承、端盖、冷却水道、位置传感
器、温度传感器、低压线束和动力线束。定子由
定子铁心和三相绕组组成；转子由永磁体磁极和
铁心组成，铁心用硅钢片叠成。根据永磁体在转
子中的布置方式，主要包括表面凸出式永磁转
子、表面嵌入式永磁转子和内置式永磁转子，目
图12 转矩与磁肋宽度关系
前新能源电机常用内置式永磁转子。（图4）
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