Разница асинхронных двигателей и синхронных двигателей в электромобилях

Электродвигатели (тяговые электромоторы, двигатели на электротяге) – силовые установки, которыми оснащаются электрокары и гибридные машины. В первом случае электродвигатель считается единственным силовым агрегатом. Гибридные автомобили оснащаются сразу двумя видами двигателей: электрическим и ДВС.

Для достижения максимальной эффективности работы производственных механизмов, каждый производитель старается создавать электромоторы с наилучшими техническими характеристиками. При этом одни отдают предпочтение асинхронным двигателям, а другие – синхронным. Какие различия и сходства имеют данные силовые агрегаты и какой вариант более предпочтительный для электромобилей?

Конструкционные особенности силовых агрегатов

Электродвигатели – специальные аппараты, преобразующие электрическую энергию в механическую. В основе синхронных и асинхронных двигателей лежит неподвижная (статор) и вращающаяся часть (ротор). Статор представлен осевыми прорезями (пазами), куда уложена токонесущая медная или алюминиевая проводка. Главная функция статора – создавать вращающееся магнитное поле. Ротор, имеющий обмотку возбуждения, закрепляется на валу мотора и вращается при воздействии электродвижущей силы, которая возникает благодаря магнитному полю.

Ключевые отличия синхронных и асинхронных двигателей

Главным отличием описываемых видов силовых агрегатов является устройство ротора. У синхронных электродвигателей подвижная часть представлена постоянными или электрическими магнитами. Они служат для создания постоянного магнитного поля, взаимодействующего с вращающимся магнитным полем статорной части. Если же рассматривать асинхронные электродвигатели (часто называют индукционными), то у них в пазах ротора вставлено множество короткозамкнутых металлических пластин. Также существуют фазные роторы, которые имеют в конструкции контактные кольца, замыкающиеся накоротко при разбеге.

Учитывая конструктивные особенности обоих агрегатов, выделяют два разных соотношения частоты оборотов электродвигателя, который находится под нагрузкой, и частоты вращения, присущей магнитному полю неподвижной (статорной) части:

• одинаковое – в случае с синхронными силовыми агрегатами;
• различное – у двигателей асинхронного типа (в данном случае частота оборотов ротора электродвигателя постоянно меньше, чем скорость вращения статорного магнитного поля, на величину скольжения).

Сравнение, плюсы и минусы электродвигателей

Учитывая отличия асинхронных двигателей от синхронных, можно подчеркнуть главные достоинства и недостатки каждого варианта. Так, электродвигатели синхронного типа являются более сложными в эксплуатации по следующим причинам:

• для функционирования требуют дополнительного источника постоянного тока (асинхронные модели не имеют такой необходимости);
• внутренние детали силового агрегата подвергаются более интенсивному износу (из-за наличия контактных колец и щёток);
• нуждаются в применения дополнительных механизмов для быстрого пуска (по сравнению с ними индукционные двигатели обладают собственным пусковым моментом).

Если рассматривать асинхронные модели, то они обладают более простой конструкцией и надёжностью эксплуатации. Тем не менее синхронные силовые агрегаты имеют более широкие возможности в плане мощности, являются менее чувствительными к скачкам напряжения. Стоимость синхронных электродвигателей несколько выше, чем у асинхронных, из-за чего оснащение ими электрокаров или гибридных автомобилей считается менее выгодным.