Cilvēku līdzāspastāvēšana ar vidi un globālās ekonomikas ilgtspējīga attīstība liek cilvēkiem vēlmi meklēt zemas emisijas un resursus taupošus pārvietošanās veidus, un elektrisko transportlīdzekļu izmantošana neapšaubāmi ir daudzsološs risinājums.
Mūsdienu elektriskie transportlīdzekļi ir visaptveroši produkti, kas apvieno dažādas augsto tehnoloģiju tehnoloģijas, piemēram, elektrību, elektroniku, mehānisko vadību, materiālu zinātni un ķīmiskās tehnoloģijas.Vispārējā darbības veiktspēja, ekonomija utt. vispirms ir atkarīga no akumulatora sistēmas un motora piedziņas vadības sistēmas.Elektriskā transportlīdzekļa motora piedziņas sistēma parasti sastāv no četrām galvenajām daļām, proti, kontrollera.Jaudas pārveidotāji, motori un sensori.Pašlaik elektriskajos transportlīdzekļos izmantotie motori parasti ietver līdzstrāvas motorus, indukcijas motorus, pārslēgtos pretestības motorus un pastāvīgo magnētu bezsuku motorus.
1. Elektromobiļu pamatprasības elektromotoriem
Elektrisko transportlīdzekļu darbība atšķirībā no vispārējiem rūpnieciskiem lietojumiem ir ļoti sarežģīta.Tāpēc prasības piedziņas sistēmai ir ļoti augstas.
1.1. Elektrisko transportlīdzekļu motoriem jābūt ar lielu momentāno jaudu, spēcīgu pārslodzes spēju, pārslodzes koeficientu no 3 līdz 4, labu paātrinājuma veiktspēju un ilgu kalpošanas laiku.
1.2. Elektrisko transportlīdzekļu motoriem jābūt ar plašu ātruma regulēšanas diapazonu, tostarp nemainīgu griezes momenta laukumu un nemainīgu jaudas laukumu.Pastāvīgā griezes momenta zonā ir nepieciešams liels griezes moments, braucot ar mazu ātrumu, lai izpildītu starta un kāpšanas prasības;nemainīgas jaudas apgabalā liels ātrums ir nepieciešams, ja ir nepieciešams zems griezes moments, lai atbilstu ātrgaitas braukšanas prasībām pa līdzeniem ceļiem.Pieprasīt.
1.3. Elektrisko transportlīdzekļu elektromotoram jāspēj realizēt reģeneratīvā bremzēšana, kad transportlīdzeklis palēninās, atgūt un atgriezt enerģiju uz akumulatoru, lai elektriskajam transportlīdzeklim būtu vislabākais enerģijas izmantošanas līmenis, ko nevar sasniegt transportlīdzeklī ar iekšdedzes dzinēju. .
1.4. Elektrisko transportlīdzekļu elektromotoram jābūt ar augstu efektivitāti visā darbības diapazonā, lai palielinātu kreisēšanas diapazonu ar vienu uzlādi.
Turklāt ir arī nepieciešams, lai elektrisko transportlīdzekļu elektromotoram būtu laba uzticamība, tas var ilgstoši darboties skarbā vidē, tam ir vienkārša struktūra un tas ir piemērots masveida ražošanai, ar zemu trokšņa līmeni darbības laikā, viegli lietojams. un uzturēt, un ir lēti.
2 Elektrisko transportlīdzekļu elektromotoru veidi un vadības metodes
2.1 DC
Motori Galvenās matētu līdzstrāvas motoru priekšrocības ir vienkārša vadība un nobriedusi tehnoloģija.Tam ir lieliskas vadības īpašības, kas nav līdzīgas maiņstrāvas motoriem.Agrāk izstrādātajos elektriskajos transportlīdzekļos galvenokārt tiek izmantoti līdzstrāvas motori, un pat tagad dažus elektriskos transportlīdzekļus joprojām darbina līdzstrāvas motori.Taču, ņemot vērā suku un mehānisko komutatoru esamību, tas ne tikai ierobežo turpmāku motora pārslodzes jaudas un ātruma uzlabošanu, bet arī prasa biežu apkopi un suku un komutatoru nomaiņu, ja tas darbojas ilgu laiku.Turklāt, tā kā rotoram rodas zudumi, ir grūti izkliedēt siltumu, kas ierobežo turpmāku motora griezes momenta un masas attiecības uzlabošanu.Ņemot vērā iepriekš minētos līdzstrāvas motoru defektus, līdzstrāvas motorus pamatā neizmanto jaunizveidotajos elektriskajos transportlīdzekļos.
2.2 Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronais motors
2.2.1. Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora pamatdarbība
Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronie motori ir visplašāk izmantotie motori.Stators un rotors ir laminēti ar silīcija tērauda loksnēm, un starp statoriem nav slīdgredzenu, komutatoru un citu komponentu, kas saskaras viens ar otru.Vienkārša struktūra, uzticama darbība un izturīga.Maiņstrāvas asinhronā motora jaudas pārklājums ir ļoti plašs, un ātrums sasniedz 12000 ~ 15000r/min.Var izmantot gaisa vai šķidruma dzesēšanu ar augstu dzesēšanas brīvības pakāpi.Tam ir laba pielāgošanās videi un tā var realizēt reģeneratīvo atgriezenisko bremzēšanu.Salīdzinot ar tādas pašas jaudas līdzstrāvas motoru, efektivitāte ir augstāka, kvalitāte ir samazināta apmēram uz pusi, cena ir lēta un apkope ir ērta.
2.2.2. Kontroles sistēma
maiņstrāvas indukcijas motors Tā kā maiņstrāvas trīsfāzu asinhronais motors nevar tieši izmantot līdzstrāvu, ko nodrošina akumulators, un maiņstrāvas trīsfāzu asinhronajam motoram ir nelineāras izejas īpašības.Tāpēc elektriskajā transportlīdzeklī, kurā tiek izmantots maiņstrāvas trīsfāzu asinhronais motors, ir nepieciešams izmantot invertora jaudas pusvadītāju ierīci, lai pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvā, kuras frekvenci un amplitūdu var regulēt, lai realizētu maiņstrāvas vadību. trīsfāzu motors.Galvenokārt ir v/f kontroles metode un slīdēšanas frekvences kontroles metode.
Izmantojot vektora vadības metodi, tiek kontrolēta maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora ierosmes tinuma maiņstrāvas frekvence un ieejas maiņstrāvas trīsfāzu indukcijas motora spailes regulēšana, rotējošā magnētiskā lauka magnētiskā plūsma un griezes moments. tiek kontrolēti maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora un tiek realizēta maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora maiņa.Ātrums un izejas griezes moments var atbilst slodzes maiņas raksturlielumu prasībām un var iegūt visaugstāko efektivitāti, lai maiņstrāvas trīsfāzu asinhrono motoru varētu plaši izmantot elektriskajos transportlīdzekļos.
2.2.3. nepilnības
Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronais motors Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora enerģijas patēriņš ir liels, un rotoru ir viegli uzsildīt.Ātrgaitas darbības laikā ir jānodrošina maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora dzesēšana, pretējā gadījumā motors tiks bojāts.Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora jaudas koeficients ir zems, tāpēc arī frekvences pārveidošanas un sprieguma pārveidošanas ierīces ieejas jaudas koeficients ir zems, tāpēc ir nepieciešams izmantot lielas ietilpības frekvences pārveidošanas un sprieguma pārveidošanas ierīci.Maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora vadības sistēmas izmaksas ir daudz augstākas nekā pašam maiņstrāvas trīsfāzu asinhronajam motoram, kas palielina elektriskā transportlīdzekļa izmaksas.Turklāt maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora ātruma regulēšana ir arī slikta.
2.3. Bezsuku līdzstrāvas motors ar pastāvīgo magnētu
2.3.1. Pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora pamatdarbība
Bezsuku līdzstrāvas motors ar pastāvīgo magnētu ir augstas veiktspējas motors.Tā lielākā iezīme ir tā, ka tam ir līdzstrāvas motora ārējie raksturlielumi bez mehāniskas kontakta struktūras, kas sastāv no sukām.Turklāt tas izmanto pastāvīgo magnētu rotoru, un nav ierosmes zudumu: apsildāmais armatūras tinums ir uzstādīts uz ārējā statora, kas viegli izkliedē siltumu.Tāpēc pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motoram nav komutācijas dzirksteļu, nav radio traucējumu, ilgs kalpošanas laiks un uzticama darbība., ērta apkope.Turklāt tā ātrumu neierobežo mehāniskā komutācija, un, ja tiek izmantoti gaisa gultņi vai magnētiskās balstiekārtas gultņi, tas var darboties ar pat vairākiem simtiem tūkstošu apgriezienu minūtē.Salīdzinot ar pastāvīgo magnētu bezsuku līdzstrāvas motoru sistēmu, tai ir lielāks enerģijas blīvums un augstāka efektivitāte, un tai ir labas izmantošanas iespējas elektriskajos transportlīdzekļos.
2.3.2. Pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora vadības sistēma
tipisks pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motors ir kvazi-atsaistes vektora vadības sistēma.Tā kā pastāvīgais magnēts var radīt tikai fiksētas amplitūdas magnētisko lauku, pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora sistēma ir ļoti svarīga.Tas ir piemērots darbam ar nemainīgu griezes momentu, parasti izmantojot strāvas histerēzes vadību vai strāvas atgriezeniskās saites tipa SPWM metodi.Lai vēl vairāk palielinātu ātrumu, pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motors var izmantot arī lauka vājināšanas kontroli.Lauka vājināšanas kontroles būtība ir palielināt fāzes strāvas fāzes leņķi, lai nodrošinātu tiešās ass demagnetizācijas potenciālu, lai vājinātu plūsmas savienojumu statora tinumā.
2.3.3. Nepietiekamība
Pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motors Pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motoru ietekmē un ierobežo pastāvīgā magnēta materiāla process, kas padara pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora jaudas diapazonu mazu, un maksimālā jauda ir tikai desmitiem kilovatu.Ja pastāvīgā magnēta materiāls tiek pakļauts vibrācijai, augstai temperatūrai un pārslodzes strāvai, tā magnētiskā caurlaidība var samazināties vai demagnetizēties, kas samazinās pastāvīgā magnēta motora veiktspēju un smagos gadījumos pat sabojās motoru.Pārslodze nenotiek.Pastāvīgās jaudas režīmā pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora darbība ir sarežģīta, un tai ir nepieciešama sarežģīta vadības sistēma, kas padara pastāvīgā magnēta bezsuku līdzstrāvas motora piedziņas sistēmu ļoti dārgu.
2.4. Pārslēgts pretestības motors
2.4.1. Pārslēgtā pretestības motora pamatdarbība
Pārslēgtais pretestības motors ir jauna veida motors.Sistēmai ir daudz acīmredzamu iezīmju: tās struktūra ir vienkāršāka nekā jebkura cita motora, un uz motora rotora nav slīdgredzenu, tinumu un pastāvīgo magnētu, bet tikai uz statora.Ir vienkāršs koncentrēts tinums, tinuma gali ir īsi, un nav starpfāzu džempera, kuru ir viegli uzturēt un remontēt.Tāpēc uzticamība ir laba, un ātrums var sasniegt 15000 apgr./min.Efektivitāte var sasniegt 85% līdz 93%, kas ir augstāka nekā maiņstrāvas indukcijas motoriem.Zudumi galvenokārt ir statorā, un motoru ir viegli atdzesēt;rotors ir pastāvīgais magnēts, kuram ir plašs ātruma regulēšanas diapazons un elastīga vadība, ar kuru ir viegli sasniegt dažādas īpašas prasības attiecībā uz griezes momenta ātruma raksturlielumiem, kā arī uztur augstu efektivitāti plašā diapazonā.Tas ir vairāk piemērots elektrisko transportlīdzekļu jaudas veiktspējas prasībām.
2.4.2. Pārslēgta pretestības motora vadības sistēma
Pārslēgtajam pretestības motoram ir augsta nelineāro īpašību pakāpe, tāpēc tā piedziņas sistēma ir sarežģītāka.Tās vadības sistēmā ietilpst jaudas pārveidotājs.
a.Jaudas pārveidotāja ieslēgtā pretestības motora ierosmes tinumsNeatkarīgi no tiešās vai pretējās strāvas griezes momenta virziens paliek nemainīgs, un periods tiek komutēts.Katrai fāzei nepieciešama tikai jaudas slēdža caurule ar mazāku jaudu, un jaudas pārveidotāja ķēde ir salīdzinoši vienkārša, bez tiešas atteices, laba uzticamība, viegli īstenojama mīksta palaišana un sistēmas četru kvadrantu darbība, kā arī spēcīga reģeneratīvā bremzēšana. .Izmaksas ir zemākas nekā maiņstrāvas trīsfāzu asinhronā motora invertora vadības sistēma.
b.Kontrolieris
Kontrolieris sastāv no mikroprocesoriem, digitālajām loģikas shēmām un citiem komponentiem.Saskaņā ar vadītāja ievadīto komandu mikroprocesors vienlaikus analizē un apstrādā motora rotora pozīciju, ko nodrošina pozīcijas detektors un strāvas detektors, un pieņem lēmumus vienā mirklī un izdod virkni izpildes komandu kontrolēt ieslēgto pretestības motoru.Pielāgojieties elektrisko transportlīdzekļu darbībai dažādos apstākļos.Kontroliera veiktspēja un regulēšanas elastība ir atkarīga no veiktspējas sadarbības starp mikroprocesora programmatūru un aparatūru.
c.Pozīcijas detektors
Komutējamiem pretestības motoriem ir nepieciešami augstas precizitātes pozīcijas detektori, lai nodrošinātu vadības sistēmu ar signāliem par motora rotora stāvokļa, ātruma un strāvas izmaiņām, un nepieciešama lielāka pārslēgšanas frekvence, lai samazinātu pārslēgtā pretestības motora troksni.
2.4.3. Pārslēgto pretestības motoru trūkumi
Ieslēgtā pretestības motora vadības sistēma ir nedaudz sarežģītāka nekā citu motoru vadības sistēmas.Pozīcijas detektors ir pārslēgtā pretestības motora galvenā sastāvdaļa, un tā veiktspējai ir būtiska ietekme uz pārslēgtā pretestības motora vadības darbību.Tā kā pārslēgtais pretestības motors ir divreiz pamanāma struktūra, neizbēgami ir griezes momenta svārstības, un troksnis ir galvenais pārslēgtā pretestības motora trūkums.Tomēr pēdējos gados veiktie pētījumi ir parādījuši, ka pārslēgtā pretestības motora troksni var pilnībā nomākt, izmantojot saprātīgu projektēšanas, ražošanas un vadības tehnoloģiju.
Turklāt, ņemot vērā pārslēgtā pretestības motora izejas griezes momenta lielas svārstības un strāvas pārveidotāja līdzstrāvas lielas svārstības, līdzstrāvas kopnē ir jāuzstāda liels filtra kondensators.Automašīnām dažādos vēstures periodos ir izmantoti dažādi elektromotori, izmantojot līdzstrāvas motoru ar vislabāko vadības veiktspēju un zemākām izmaksām.Nepārtraukti attīstot motoru tehnoloģiju, mašīnu ražošanas tehnoloģiju, jaudas elektronikas tehnoloģiju un automātiskās vadības tehnoloģiju, maiņstrāvas motorus.Pastāvīgo magnētu bezsuku līdzstrāvas motori un komutācijas pretestības motori uzrāda labāku veiktspēju salīdzinājumā ar līdzstrāvas motoriem, un šie motori pakāpeniski aizstāj līdzstrāvas motorus elektriskajos transportlīdzekļos.1. tabulā ir salīdzināti dažādu mūsdienu elektriskajos transportlīdzekļos izmantoto elektromotoru pamata veiktspēja.Patlaban maiņstrāvas motoru, pastāvīgo magnētu motoru, pārslēgto pretestības motoru un to vadības ierīču izmaksas joprojām ir salīdzinoši augstas.Pēc masveida ražošanas šo dzinēju un agregātu vadības ierīču cenas strauji samazināsies, kas atbildīs ekonomiskā izdevīguma prasībām un liks samazināties elektromobiļu cenai.
Izsūtīšanas laiks: 24.03.2022