Sinhronā motora testa brauciens: ko tas nozīmē?

Elektriskās automašīnas joprojām aizēno akumulatoru attīstība

Akumulatoru tehnoloģiju attīstības galvenā uzmanība tiek pievērsta hibrīdo spēka agregātu straujajai attīstībai un pēdējos gados neredzētam progresam elektrisko transportlīdzekļu jomā. Viņi prasa no izstrādātājiem maksimālus resursus un ir lielākais izaicinājums dizaineriem. Tomēr nevajadzētu nenovērtēt par zemu faktu, ka progresu progresīvas litija jonu tehnoloģijas attīstībā pavada ievērojams progress elektrisko strāvu un elektromotoru jaudas regulēšanas jomā. Izrādījās, ka, lai arī elektromotoriem ir augsta efektivitāte, tiem ir nopietns attīstības lauks.

Dizaineri sagaida, ka šī nozare augs ārkārtīgi strauji, ne tikai tāpēc, ka elektriskie transportlīdzekļi kļūst arvien izplatītāki, bet arī tāpēc, ka iekšdedzes motoru transportlīdzekļu elektrifikācija ir svarīgs Eiropas Savienībā noteikto emisijas līmeņu elements.

Kaut arī elektromotoram ir gara vēsture, dizaineri šodien saskaras ar jauniem izaicinājumiem. Elektromotoriem, atkarībā no mērķa, var būt šaurs dizains un liels diametrs vai mazs diametrs un garš korpuss. To izturēšanās tīros elektriskos transportlīdzekļos atšķiras no hibrīdiem, kur jāņem vērā iekšdedzes dzinēja radītā siltums. Elektriskajiem transportlīdzekļiem ātruma diapazons ir plašāks, un pārnesumkārbā paralēlā hibrīda sistēmā uzstādītie ātruma diapazoni ir jāoptimizē, lai tie darbotos iekšdedzes dzinēja apgriezienu diapazonā. Lielākā daļa mašīnu darbojas ar augstspriegumu, bet elektriskās 48 voltu mašīnas kļūs populārākas.

Kāpēc maiņstrāvas motori

Neskatoties uz to, ka elektroenerģijas avots akumulatora personā ir līdzstrāva, elektrisko sistēmu projektētāji patlaban nedomā par līdzstrāvas elektromotoru izmantošanu. Pat ņemot vērā pārveidošanas zaudējumus, maiņstrāvas vienības, īpaši sinhronās, pārspēj līdzstrāvas vienības. Bet ko patiesībā nozīmē sinhronais vai asinhronais motors? Mēs jūs iepazīstināsim ar šo automobiļu pasaules daļu, jo, lai gan elektromobiļi automašīnās jau sen pastāv starteru un ģeneratoru veidā, nesen šajā jomā ir ieviestas pilnīgi jaunas tehnoloģijas.

Toyota, GM un BMW tagad ir daži no nedaudzajiem ražotājiem, kas paši pārņēmuši elektromotoru izstrādi un ražošanu. Pat Toyota meitas uzņēmums Lexus piegādā šīs ierīces citam uzņēmumam - Japānas Aisin. Lielākā daļa uzņēmumu paļaujas uz tādiem piegādātājiem kā ZF Sachs, Siemens, Bosch, Zytec vai Ķīnas uzņēmumi. Acīmredzot šī biznesa straujā attīstība ļauj šādiem uzņēmumiem gūt labumu no partnerattiecībām ar automašīnu ražotājiem. Kas attiecas uz lietu tehnoloģisko pusi, mūsdienās elektromobiļu un hibrīdu vajadzībām galvenokārt tiek izmantoti maiņstrāvas sinhronie motori ar ārēju vai iekšēju rotoru.

Spēja efektīvi pārveidot līdzstrāvas baterijas trīsfāzu maiņstrāvā un otrādi lielā mērā ir saistīta ar vadības tehnoloģiju attīstību. Tomēr strāvas elektronikas strāvas līmenis daudzkārt pārsniedz līmeni, kāds atrodams mājsaimniecības elektrotīklā, un bieži pārsniedz 150 ampēri. Tas rada daudz siltuma, ar kuru jātiek galā spēka elektronikai. Pašlaik elektronisko vadības ierīču apjoms joprojām ir liels, jo elektroniskās pusvadītāju vadības ierīces nevar samazināt ar burvju nūjiņu.

Gan sinhronie, gan asinhronie motori ir rotējoša magnētiskā lauka elektriskās mašīnas, kurām ir lielāks jaudas blīvums. Kopumā asinhronā motora rotors sastāv no vienkāršas cietu lokšņu paketes ar īsslēgtiem tinumiem. Strāva plūst statora tinumos pretējos pāros, strāvai no vienas no trim fāzēm plūstot katrā pārī. Tā kā katrā no tām tas ir nobīdīts fāzē par 120 grādiem attiecībā pret otru, tiek iegūts tā sauktais rotējošais magnētiskais lauks. Tas, savukārt, inducē magnētisko lauku rotorā, un mijiedarbība starp diviem magnētiskajiem laukiem - rotācijas statorā un rotora magnētisko lauku, noved pie tā aizķeršanās un sekojošas rotācijas. Tomēr šāda veida elektromotoros rotors vienmēr atpaliek no lauka, jo, ja starp lauku un rotoru nav relatīvas kustības, tas neizraisīs rotoru magnētisko lauku. Tādējādi maksimālā ātruma līmeni nosaka barošanas strāvas un slodzes frekvence. Tomēr, ņemot vērā sinhrono motoru augstāko efektivitāti, lielākā daļa ražotāju pieturas pie tiem.

Sinhronie motori

Šīm vienībām ir ievērojami lielāka efektivitāte un jaudas blīvums. Būtiska atšķirība no asinhronā motora ir tā, ka magnētiskais lauks rotorā netiek radīts, mijiedarbojoties ar statoru, bet ir vai nu strāvas, kas plūst caur tajā uzstādītajām papildu tinumiem, vai pastāvīgo magnētu rezultāts. Tādējādi lauks rotorā un lauks statorā ir sinhrons, un maksimālais motora apgriezienu skaits ir atkarīgs arī no lauka rotācijas attiecīgi no strāvas un slodzes frekvences. Lai izvairītos no nepieciešamības pēc tinumu papildu barošanas, kas palielina enerģijas patēriņu un sarežģī pašreizējo regulēšanu mūsdienu elektriskajos transportlīdzekļos un hibrīdu modeļos, tiek izmantoti elektromotori ar tā saucamo pastāvīgo ierosmi, t.i. ar pastāvīgiem magnētiem. Kā jau minēts, gandrīz visi šādu automobiļu ražotāji pašlaik izmanto šāda veida agregātus, tādēļ, pēc daudzu ekspertu domām, joprojām būs problēma ar dārgu retzemju elementu neodīma un disprozija trūkumu. Sinhronie motori ir dažādu šķirņu un jauktu tehnoloģiju risinājumi, piemēram, BMW vai GM, taču mēs par tiem vairāk pastāstīsim.

Būvniecība

Tīri elektriskie transportlīdzekļu dzinēji parasti tiek savienoti tieši ar piedziņas ass diferenciāli, un jauda tiek pārnesta uz riteņiem caur ass vārpstām, samazinot mehāniskās transmisijas zudumus. Izmantojot šo izkārtojumu zem grīdas, tiek samazināts smaguma centrs un kopējais bloka dizains kļūst kompaktāks. Pavisam cita situācija ir ar hibrīdmodeļu izkārtojumu. Pilniem hibrīdiem, piemēram, viena režīma (Toyota un Lexus) un divu režīmu (Chevrolet Tahoe), elektromotori ir kaut kādā veidā saistīti ar planētu pārnesumiem hibrīda piedziņā, un tādā gadījumā kompaktuma dēļ to konstrukcijai jābūt garākai un mazākai. diametrs. Klasiskajos paralēlajos hibrīdos kompaktās prasības nozīmē, ka mezglam, kas iekļaujas starp spararatu un pārnesumkārbu, ir lielāks diametrs un tas ir diezgan plakans, un tādi ražotāji kā Bosch un ZF Sachs pat paļaujas uz diskveida rotora konstrukciju. Ir arī rotora variācijas - kamēr Lexus LS 600h rotējošais elements atrodas iekšā, dažos Mercedes modeļos rotējošais rotors atrodas ārpusē. Pēdējā konstrukcija ir ārkārtīgi ērta arī gadījumos, kad elektromotori ir uzstādīti riteņu rumbās.

Teksts: Georgijs Koļevs