空压机永磁同步电机与交流异步电机的优缺点分析

    1. 同步和异步指的是什么？

    指的是转子转速和定子产生的磁场的速度是否一样。要完全理解这个问题，我们需要理解这两种电机的原理。

    2. 我们先看永磁同步电机：

   需要注意的是，永磁同步电机和我们上面举例用的课本上的电机不一样，它的线圈是作为定子，永磁体是充当转子的，跟课本上的正好相反。

   先说这个永磁体，现在多数是用钕铁硼材料制作，这种材料被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。而获得这种材料需要一种稀有物品——稀土。

   这里稍微科普一下，稀土家族是来自镧系的15个元素，加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素的集合体，中国的稀土储量最多时占世界的71.1%，目前占比在23%以下，中国还在过去几年承担了稀土输出的角色，邦老师的老家就很擅长处理稀土，     甚至大学还开设专门的稀土学院。

      ▲ 钕铁硼永磁体  就是稀土很贵很稀有，所以导致永磁体很贵，永磁直流电机也很贵……

        因为没有电刷，所以换向必须采用“电子”的方式，下面是永磁同步电机的结构示意图：

      外圈灰色是固定在车身上的定子壳体，上面间隔绕制着红、绿、蓝三组六匝线圈，对角线为相同组。而中间白色轮转为转子，连接着输出轴到轮胎。

      假设我们先给绿色线圈通电，那么它将产生类似条形磁铁的磁场。而如果给三组线圈都通电，三组线圈的磁场就相当于三根条形磁铁成“米”字型放在定子内部，就会产生不断旋转的磁场，这时候转子就会受到定子产生的磁力而转动。

      注意，上面这个图里的条形磁铁只是为了帮助大家理解通电线圈的磁场方向，并不是电机里放置了一个磁铁！

      在这种情况下，通电线圈发生变化后，转子能够马上受力，也就是转子转速和定子产生的磁场的速一样，所以叫同步电机。

     3. 接下来我们讲交流异步电机：

    交流异步电机的定子由铁芯、绕组与机座组成，转子则是由铁芯和绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式，如下图：

      可以看到，交流异步电机没有永磁体，它的转子和定子都是靠通电才能产生磁场的。

     有了这个磁场，转子能转动了~但是由于交流异步电机的转子是鼠笼式，它会在定子产生的磁场中做初中物理我们熟悉的“导体切割磁感线运动”，产生了感应电流。

     这个电流在旋转的磁场中又受到安培力的作用，使导体转动，这两个转动的叠加导致转子的转速和定子产生的磁场的速度不一样，也就是“异步”的意思。具体可以看下面的图：

     4.同步/异步电机的优缺点？

     还是先聊同步电机，它的优点很明显，在同样的重量和体积下，永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩。同理，在相同的功率和扭矩情况下，它的重量和体积小，为另一个极为重要的部件动力电池留出足够的空间和质量。此外，永磁同步电机还拥有       噪音较小的特点。至于缺点，前面我说过，永磁体依赖稀土，如果想要大的功率，就要大块的永磁体，造价高；而且虽然叫“永磁”，但它在高温之类的恶劣环境下容易退磁。至于异步电机，成本十分低廉，工艺简单、运行可靠、维修方便等特点，能

     够 在复杂的工作环境中工作，也对周围工作温度的大幅度变化有比较强的适应能力。但在同样的功率和扭矩下，异步电机所需要的体积和重量要远大于永磁同步电机。

      我们来总结一下本文：