2 六相电机产品应用
六相电机在近些年得到越来越多的应用,除了在船舶推进系统中得到使用以外,在汽车行业里也有所应用。
2.1 Mahindra Racing Car
Mahindra Racing Car是一款方程式赛车(图2),采用了马瑞利公司(Magneti Marelli)的六相电机(图3)。该电机质量为23 kg,赛车模式下峰值功率可达200 kW,采用2个逆变器供电,每个逆变器给一组三相线圈供电。该款电机比其上一代产品峰值转速提高了14%,峰值扭矩提高了38%。
2.2电动大巴
沃尔沃于2013年推出了一款名为B5的混合动力驱动系统大型客车(图4)。该车车长11.5 m,采用了600V的交流六相电机和四缸柴油发动机。其中六相电机最大功率为120 kw,连续输出功率为70 kW。该六相电机搭载有逆变器和直流变换器,可输出24V直流电供给车辆其他电器系统。
在2015年北京国际道路运输、城市公交车辆及零部件展览会上,扬州亚星客车展出了一款利用六相电机驱动的纯电动客车。此车型采用了六相驱动电机,大大提高了动力系统的可靠性。采用高效的电驱动系统,达到80.0%以上系统效率的工作区面积占到整个系统工作区面积的82.1%,系统效率最高达到96.7%。该车还拥有完善的整车控制策略(图5)。
2.3采埃孚(ZF)六相电动助力转向系统
电动助力转向系统通常采用一个三相电机,可提供平稳助力模式,减轻驾驶员的负担。但是如果发生紧急情况,无法提供其他助力源。为了解决这个问题,采埃孚(ZF)设计开发了六相电动助力转向系统,每组三相提供50%的转向扭矩,如果其中一组失效,仍然可保证转向助力功能。该技术将在2020年或2021年期间与欧洲主要汽车生产厂商进行OEM合作生产。
2.4台湾中央大学六相电动助力转向系统
台湾中央大学林法正教授课题组于2013年,基于六相电机设计开发了电动助力转向系统,试验台架如图7所示。该六相电机为两组三相绕组所组成,相位差为30°,由电流控制变频器驱动,可消除六次谐波转矩的影响。实验所选电机额定转速达到2 250 r/min,额定电流和功率分别为11.4A和2 kW。
2.5精进电动六相电机技术
精进电动科技(北京)有限公司的六相电机工作电压为576V,可以在500600V范围运行,连续功率为100 kW,峰值可达200 kW,连续扭矩2 000 N·m,峰值扭矩3 500 N·m,最高转速可达3 500 r/min,效率高达96%(图8)。该电机主要用于纯电动和插电式客车。
2.6佩特来六相电机系统
2014年伊始,北京佩特来电机驱动技术有限公司在其DDM155系列电机的基础上又出新产品—DDM110(图9),这是从全尺寸的DDM 155九相电机基础上衍生出来的一款6相电机系统。其特点是:直径不变的情况下,长度是原有机型的213,额定功率为110 kW,峰值功率200 kW,峰值扭矩2 300 N-m。该电机系统是专为平原城市8~11m纯电动客车特制开发的。该系统成本降低约30%,以满足客户低成本需求。