科目：
- 介紹
- 交流電動機（同步，附永久磁鐵）
- 同步馬達的交流控制
- 交流電動機（非同步、鼠籠電動機）
- 同步和異步電動機的效率圖
介紹：
電動馬達用於驅動混合動力或全電動車輛。 電動馬達將電能（來自電池或增程器）轉化為運動來驅動車輪。 此外，電動馬達在煞車引擎時還可以將動能轉換為電能：再生煞車。 在這種情況下，電動機充當發電機。 由於具有這兩種功能，我們也將電動馬達稱為「馬達」。
將電動馬達安裝在混合動力汽車中的選項有：
- 在內燃機上，透過多皮帶或直接透過曲軸實現傳動；
- 引擎與變速箱之間：變速箱的輸入軸由電動馬達驅動；
- 整合在變速箱內；
- 關於差速器；
- 在輪轂處（輪轂馬達）。
全電動汽車的電動馬達通常安裝在後軸上。 下圖顯示了特斯拉的電動馬達以及位於圓柱形外殼中的逆變器和最終傳動裝置。
交流電動機（同步，帶永久磁鐵）：
下圖顯示了奧迪（同步）電動馬達的部件。 此類型用於 A6 和 A8 的混合動力車型。 我們將簡要列出組件。 這些組件將在以下段落中詳細描述。
由於定子中磁場的變化，帶有永久磁鐵的轉子將開始旋轉。 轉子連接到離合器，離合器可以在不同的工況下連接或斷開內燃機和電動馬達（與離合器（未示出）一起）。 轉子的位置由 解析器 測量：這些數據對於 IGBT 驅動器在正確的時間控制定子線圈非常重要。
帶有永久磁鐵的電動馬達可以透過DC（直流電壓）和AC（交流電壓）控制。
同步馬達是混合動力或全電動汽車中最常用的馬達之一。 這種類型的電動馬達由帶有繞組的定子和帶有多個永久磁鐵的轉子組成。 轉子以與定子磁場相同的速度旋轉。 同步馬達可依下列方式控制：
- AC：由正弦訊號（交流電）控制。
- DC：用方波或梯形訊號（直流）控制
同步馬達的定子由U、V、W三個定子線圈組組成。每組包含三組並聯的六個線圈，分佈在定子的整個圓週上。 每三個線圈都屬於同一系列。
- U 型線圈：藍色
- V 型線圈：綠色
- W線圈：紅色
轉子包含多個永久磁鐵。 透過交替給定子中的線圈通電，產生旋轉磁場。 轉子跟隨旋轉磁場並因此旋轉。
同步馬達交流控制：
交流控制採用頻率控製或正弦換向。 向定子線圈提供交流三相正弦波電壓以使轉子旋轉。
下圖顯示了具有最大勵磁 U 形線圈的轉子位置。 由於磁場的作用，北極直接位於通電 U 形線圈的對面。 圖中電動機旁的遊標指示此時線圈的控制。
供您參考：控制定子線圈時，說明中的轉子會旋轉 王國.
在下圖中，正弦波（即通過 U 形線圈的交流電）最大為負值。 在此控制期間，轉子的南極與通電 (U) 定子線圈直接相對。
轉子的北極和南極之間實際上存在一個很小的氣隙。 在從南極到北極的變化過程中，U 形線圈中的電流方向會改變。 更遠：
- 通過 V 線圈（綠色）的電流幾乎為最大正值； 北極也幾乎與線圈相對。
- 通過 W 線圈的電流已達到最大負值並且正在增加。 南極已旋轉經過線圈。
為了讓大家了解電流如何流動，以下的動畫顯示了交流電所造成的轉子旋轉。
交流電動機（非同步、鼠籠電動機）：
鼠籠式或短路電樞電動機是異步電動機。 永磁同步馬達與非同步馬達的差別在於轉子：這是一個軟鐵滾筒，縱向有導體。 轉子與定子非同步運行，這意味著轉子和定子的磁速度之間存在速度差。 定子完全相同。
異步電動機的轉子由短路線圈組成； U、V 和 W 線圈在一側相互連接。 當轉子處於定子旋轉磁場中時，轉子線圈中會產生感應電壓。 由於轉子線圈彼此短路，因此有電流流過它們。 此電流使轉子產生磁場，從而產生扭矩。 由於非同步電動機的運作是基於感應定律，因此我們也稱之為感應電動機。
傳遞的扭矩影響定子中的旋轉磁場和轉子速度之間的滑差。
與同步馬達相比，非同步馬達有許多優點和缺點。
好處：
- 相對簡單、堅固且廉價的轉子；
- 低速高扭力。
缺點：
- 較低的功率密度（每質量）和效率（效率）。 短路轉子線圈中的電流會產生額外的轉子損耗；
- 速度無法精確控制，因為它取決於負載。 就其本身而言，這不一定是一個缺點：透過良好的控制系統，非同步馬達的速度也可以調節；
- 高啟動電流。
同步和異步電動機的效率圖：
下圖顯示了同步電動機（左）和非同步電動機（右）的效率。
- 同步電動機非常有效率。 大面積效率在90%以上，峰值可達96%。 從 2000 rpm 開始，磁場減弱，導致最大扭力下降。
- 在較低速度下，異步馬達的效率明顯低於同步馬達。
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