Elektriskie transportlīdzekļi galvenokārt sastāv no trim daļām: motora piedziņas sistēmas, akumulatoru sistēmas un transportlīdzekļa vadības sistēmas.Motora piedziņas sistēma ir daļa, kas tieši pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, kas nosaka elektrisko transportlīdzekļu darbības rādītājus.Tāpēc piedziņas motora izvēle ir īpaši svarīga.
Vides aizsardzības vidē elektriskie transportlīdzekļi pēdējos gados ir kļuvuši arī par pētniecības karsto punktu.Elektriskie transportlīdzekļi var sasniegt nulles vai ļoti zemas emisijas pilsētas satiksmē, un tiem ir milzīgas priekšrocības vides aizsardzības jomā.Visas valstis smagi strādā, lai izstrādātu elektriskos transportlīdzekļus.Elektriskie transportlīdzekļi galvenokārt sastāv no trim daļām: motora piedziņas sistēmas, akumulatoru sistēmas un transportlīdzekļa vadības sistēmas.Motora piedziņas sistēma ir daļa, kas tieši pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, kas nosaka elektrisko transportlīdzekļu darbības rādītājus.Tāpēc piedziņas motora izvēle ir īpaši svarīga.
1. Prasības elektromobiļiem piedziņas motoriem
Šobrīd elektromobiļu veiktspējas novērtējumā galvenokārt tiek ņemti vērā šādi trīs darbības rādītāji:
(1) Maksimālais nobraukums (km): elektriskā transportlīdzekļa maksimālais nobraukums pēc akumulatora pilnīgas uzlādes;
(2) Paātrinājuma spēja(s): minimālais laiks, kas vajadzīgs, lai elektriskais transportlīdzeklis paātrinātu no dīkstāves līdz noteiktam ātrumam;
(3) Maksimālais ātrums (km/h): maksimālais ātrums, ko var sasniegt elektriskais transportlīdzeklis.
Motoriem, kas paredzēti elektrisko transportlīdzekļu braukšanas īpašībām, salīdzinājumā ar rūpnieciskajiem motoriem ir īpašas veiktspējas prasības:
(1) Elektriskā transportlīdzekļa piedziņas motoram parasti ir vajadzīgas augstas dinamiskās veiktspējas prasības biežai iedarbināšanai/apturēšanai, paātrinājumam/palēninājumam un griezes momenta kontrolei;
(2) Lai samazinātu visa transportlīdzekļa svaru, vairāku ātrumu pārnesumkārba parasti tiek atcelta, un tas prasa, lai motors varētu nodrošināt lielāku griezes momentu pie maza ātruma vai kāpjot slīpumā, un parasti tas var izturēt 4-5 reizes. pārslodze;
(3) Ātruma regulēšanas diapazonam ir jābūt pēc iespējas lielākam, un tajā pašā laikā ir jāsaglabā augsta darbības efektivitāte visā ātruma regulēšanas diapazonā;
(4) Motors ir konstruēts tā, lai tam būtu pēc iespējas augsts nominālais ātrums, un tajā pašā laikā pēc iespējas vairāk tiek izmantots alumīnija sakausējuma korpuss.Ātrgaitas motors ir maza izmēra, kas veicina elektrisko transportlīdzekļu svara samazināšanu;
(5) Elektriskajiem transportlīdzekļiem vajadzētu nodrošināt optimālu enerģijas izmantošanu un bremzēšanas enerģijas reģenerācijas funkciju.Reģeneratīvās bremzēšanas rezultātā atgūtajai enerģijai parasti jāsasniedz 10–20% no kopējās enerģijas;
(6) Elektromobiļos izmantotā motora darba vide ir sarežģītāka un skarbāka, tādēļ motoram ir jābūt labam uzticamībai un pielāgošanās videi, kā arī vienlaikus jānodrošina, lai motora ražošanas izmaksas nevar būt pārāk augstas.
2. Vairāki bieži lietoti piedziņas motori
2.1 līdzstrāvas motors
Elektrisko transportlīdzekļu izstrādes sākumposmā lielākā daļa elektrisko transportlīdzekļu izmantoja līdzstrāvas motorus kā piedziņas motorus.Šāda veida motora tehnoloģija ir salīdzinoši nobriedusi, ar vienkāršām vadības metodēm un lielisku ātruma regulēšanu.Agrāk tas bija visplašāk izmantotais ātruma regulēšanas motoru jomā..Tomēr līdzstrāvas motora sarežģītās mehāniskās struktūras dēļ, piemēram: birstes un mehāniskie komutatori, tā momentānā pārslodzes jauda un motora ātruma tālāka palielināšana ir ierobežota, un ilgstoša darba gadījumā ir ierobežota tā mehāniskā struktūra. motors tiks radīts zudums un palielinātas uzturēšanas izmaksas.Turklāt, kad motors darbojas, dzirksteles no birstēm liek rotoram uzkarst, izšķērdē enerģiju, apgrūtina siltuma izkliedi, kā arī rada augstfrekvences elektromagnētiskos traucējumus, kas ietekmē transportlīdzekļa veiktspēju.Iepriekš minēto līdzstrāvas motoru nepilnību dēļ pašreizējie elektriskie transportlīdzekļi pamatā ir likvidējuši līdzstrāvas motorus.
2.2 maiņstrāvas asinhronais motors
Maiņstrāvas asinhronais motors ir motora veids, ko plaši izmanto rūpniecībā.To raksturo tas, ka stators un rotors ir laminēti ar silīcija tērauda loksnēm.Abi gali ir iesaiņoti ar alumīnija vāciņiem., uzticama un izturīga darbība, vienkārša apkope.Salīdzinot ar tādas pašas jaudas līdzstrāvas motoru, maiņstrāvas asinhronais motors ir efektīvāks, un masa ir aptuveni uz pusi vieglāka.Ja tiek pieņemta vektora vadības vadības metode, var iegūt vadāmību un plašāku ātruma regulēšanas diapazonu, kas ir salīdzināms ar līdzstrāvas motora vadības metodi.Pateicoties augstajai efektivitātei, lielai īpatnējai jaudai un piemērotībai ātrgaitas darbībai, maiņstrāvas asinhronie motori ir visplašāk izmantotie motori lieljaudas elektriskajos transportlīdzekļos.Pašlaik maiņstrāvas asinhronie motori tiek ražoti plašā mērogā, un ir pieejami dažādi nobriedušu produktu veidi.Tomēr liela ātruma darbības gadījumā motora rotors ir nopietni uzkarsēts, un darbības laikā motors ir jāatdzesē.Tajā pašā laikā asinhronā motora piedziņas un vadības sistēma ir ļoti sarežģīta, un arī motora korpusa izmaksas ir augstas.Salīdzinājumā ar pastāvīgā magnēta motoru un pārslēgto pretestību Motoriem asinhrono motoru efektivitāte un jaudas blīvums ir zems, kas neveicina elektrisko transportlīdzekļu maksimālā nobraukuma uzlabošanu.
2.3 Pastāvīgā magnēta motors
Pastāvīgo magnētu motorus var iedalīt divos veidos atbilstoši dažādām statora tinumu strāvas viļņu formām, viens ir bezsuku līdzstrāvas motors, kuram ir taisnstūra impulsa viļņa strāva;otrs ir pastāvīgā magnēta sinhronais motors, kuram ir sinusoidālā viļņa strāva.Divu veidu motori būtībā ir vienādi pēc struktūras un darbības principa.Rotori ir pastāvīgie magnēti, kas samazina ierosmes radītos zudumus.Stators ir uzstādīts ar tinumiem, lai radītu griezes momentu ar maiņstrāvu, tāpēc dzesēšana ir salīdzinoši vienkārša.Tā kā šāda veida motoriem nav jāinstalē birstes un mehāniskā komutācijas struktūra, darbības laikā neveidosies komutācijas dzirksteles, darbība ir droša un uzticama, apkope ir ērta un enerģijas izmantošanas līmenis ir augsts.
Pastāvīgā magnēta motora vadības sistēma ir vienkāršāka nekā maiņstrāvas asinhronā motora vadības sistēma.Tomēr pastāvīgā magnēta materiāla procesa ierobežojumu dēļ pastāvīgā magnēta motora jaudas diapazons ir mazs, un maksimālā jauda parasti ir tikai desmitiem miljonu, kas ir lielākais pastāvīgā magnēta motora trūkums.Tajā pašā laikā pastāvīgā magnēta materiālam uz rotora būs magnētiska samazināšanās parādība augstas temperatūras, vibrācijas un pārslodzes apstākļos, tāpēc salīdzinoši sarežģītos darba apstākļos pastāvīgā magnēta motors ir pakļauts bojājumiem.Turklāt pastāvīgo magnētu materiālu cena ir augsta, tāpēc visa motora un tā vadības sistēmas izmaksas ir augstas.
2.4. Pārslēgts pretestības motors
Kā jauna veida motoram pārslēgtajam pretestības motoram ir visvienkāršākā struktūra salīdzinājumā ar citiem piedziņas motoriem.Gan stators, gan rotors ir divkārši pamanāmas konstrukcijas, kas izgatavotas no parastajām silīcija tērauda loksnēm.Uz rotora nav struktūras.Stators ir aprīkots ar vienkāršu koncentrētu tinumu, kam ir daudz priekšrocību, piemēram, vienkārša un cieta struktūra, augsta uzticamība, viegls svars, zemas izmaksas, augsta efektivitāte, zems temperatūras pieaugums un vienkārša apkope.Turklāt tam ir lieliskas līdzstrāvas ātruma kontroles sistēmas labas vadāmības īpašības, un tas ir piemērots skarbām vidēm un ir ļoti piemērots izmantošanai kā elektrisko transportlīdzekļu piedziņas motors.
Ņemot vērā, ka elektrisko transportlīdzekļu piedziņas motoriem, līdzstrāvas motoriem un pastāvīgo magnētu motoriem ir vāja pielāgošanās spēja struktūrā un sarežģītajā darba vidē, un tie ir pakļauti mehāniskām un demagnetizācijas kļūmēm, šajā rakstā galvenā uzmanība tiek pievērsta pārslēgtu pretestības motoru un maiņstrāvas asinhrono motoru ieviešanai.Salīdzinot ar mašīnu, tai ir acīmredzamas priekšrocības šādos aspektos.
2.4.1. Motora korpusa uzbūve
Pārslēgtā pretestības motora struktūra ir vienkāršāka nekā vāveres-būva indukcijas motoram.Tā izcilā priekšrocība ir tā, ka uz rotora nav tinumu, un tas ir izgatavots tikai no parastajām silīcija tērauda loksnēm.Lielākā daļa no visa motora zuduma ir koncentrēta uz statora tinumu, kas padara motoru vienkāršu izgatavošanu, tam ir laba izolācija, to ir viegli atdzesēt un tam ir lieliskas siltuma izkliedes īpašības.Šī motora struktūra var samazināt motora izmēru un svaru, un to var iegūt ar nelielu tilpumu.lielāka izejas jauda.Pateicoties motora rotora labajai mehāniskajai elastībai, pārslēgtos pretestības motorus var izmantot īpaši liela ātruma darbībai.
2.4.2 Motora piedziņas ķēde
Pārslēgtā pretestības motora piedziņas sistēmas fāzes strāva ir vienvirziena un tai nav nekāda sakara ar griezes momenta virzienu, un tikai vienu galveno komutācijas ierīci var izmantot, lai apmierinātu motora četru kvadrantu darbības stāvokli.Strāvas pārveidotāja ķēde ir tieši savienota virknē ar motora ierosmes tinumu, un katra fāzes ķēde nodrošina barošanu neatkarīgi.Pat ja kāds fāzes tinums vai motora regulators sabojājas, tam tikai jāpārtrauc fāzes darbība, neradot lielāku ietekmi.Tāpēc gan motora korpuss, gan jaudas pārveidotājs ir ļoti droši un uzticami, tāpēc tie ir piemērotāki lietošanai skarbā vidē nekā asinhronās mašīnas.
2.4.3. Motora sistēmas veiktspējas aspekti
Pārslēgtajiem pretestības motoriem ir daudz vadības parametru, un tas ir viegli izpildāms elektrisko transportlīdzekļu četru kvadrantu darbības prasības, izmantojot atbilstošas vadības stratēģijas un sistēmas dizainu, un tie var uzturēt izcilu bremzēšanas spēju ātrgaitas darbības zonās.Pārslēgtajiem pretestības motoriem ir ne tikai augsta efektivitāte, bet tie arī uztur augstu efektivitāti plašā ātruma regulēšanas diapazonā, kas nav līdzvērtīgs cita veida motora piedziņas sistēmām.Šī veiktspēja ir ļoti piemērota elektrisko transportlīdzekļu darbībai un ir ļoti noderīga, lai uzlabotu elektrisko transportlīdzekļu pārvietošanās diapazonu.
3. Secinājums
Šī raksta mērķis ir izvirzīt pārslēgtā pretestības motora kā elektrisko transportlīdzekļu piedziņas motora priekšrocības, salīdzinot dažādas bieži lietotas piedziņas motora ātruma kontroles sistēmas, kas ir pētniecības karstais punkts elektrisko transportlīdzekļu izstrādē.Šāda veida īpašajiem motoriem vēl ir daudz attīstības iespēju praktiskajos lietojumos.Pētniekiem ir jāpieliek lielākas pūles, lai veiktu teorētiskos pētījumus, un tajā pašā laikā ir nepieciešams apvienot tirgus vajadzības, lai veicinātu šāda veida motoru pielietošanu praksē.
Izsūtīšanas laiks: 24.03.2022