电动推进的开关磁阻电机的机遇与挑战

选择合适的电力牵引驱动是电气化动力传动系的设计和性能优化的重要一步。由于使用高能量的磁体，永磁同步电机（PMSM）已成为电动牵引电机市场的主要选择。然而，因为稀土金属的成本不稳定以及与恒定永磁激励相关的容错问题，制造商非常希望找到永磁替代品作为备选方案。本文提出了除常规电机（如PMSM、感应电机、同步磁阻电机（SynRel）和PM辅助SynRel）外的各种新型开关磁阻电机拓扑结构的综述。本文基于功率密度、效率、转矩波动、振动和噪声以及容错等性能评价了这些开关磁阻电机。通过对比可得出，最近提出的双定子开关磁阻电机的磁性配置可以成为电动牵引应用中永磁机的合理替代品。

开关磁阻电动机开始在不断增长的电动牵引电机市场中显示出自己的优势。虽然永磁同步电机仍在当今电动牵引电机市场中占主导地位，但是稀土金属成本和供应链问题的预期成本制约了其发展。常规的磁阻电机以其低成本、配置简单、刚性设计和容错性而闻名。然而，由于其转矩密度相对较低，转矩脉动更大，噪声低，因此它们不适用于电动推进用途。开关磁阻电机具有传统磁阻电机的优点，同时大幅度提高了功率密度，降低了振动和声发射功率。基于详细的比较研究表明，开关磁阻电机能够可以达到甚至超过永磁电机的高的扭矩和功率性能，因此在电机牵引市场中非常具有竞争力和潜力。