Электрлік көліктер негізінен үш бөліктен тұрады: қозғалтқыш жүйесі, аккумулятор жүйесі және көлікті басқару жүйесі.Қозғалтқыштың жетек жүйесі – электр энергиясын механикалық энергияға тікелей түрлендіретін, электр көліктерінің жұмыс көрсеткіштерін анықтайтын бөлік.Сондықтан қозғалтқышты таңдау өте маңызды.
Қоршаған ортаны қорғау саласында соңғы жылдары электромобильдер де зерттеу нүктесіне айналды.Электрлік көліктер қалалық қозғалыста нөлдік немесе өте төмен шығарындыларға қол жеткізе алады және қоршаған ортаны қорғау саласында үлкен артықшылықтарға ие.Барлық елдер электромобильдерді дамыту үшін көп жұмыс жасауда.Электрлік көліктер негізінен үш бөліктен тұрады: қозғалтқыш жүйесі, аккумулятор жүйесі және көлікті басқару жүйесі.Қозғалтқыштың жетек жүйесі – электр энергиясын механикалық энергияға тікелей түрлендіретін, электр көліктерінің жұмыс көрсеткіштерін анықтайтын бөлік.Сондықтан қозғалтқышты таңдау өте маңызды.
1. Жетекші қозғалтқыштарға арналған электр көліктеріне қойылатын талаптар
Қазіргі уақытта электромобильдің өнімділігін бағалау негізінен келесі үш өнімділік көрсеткішін қарастырады:
(1) Максималды жүгіріс (км): аккумулятор толық зарядталғаннан кейін электр көлігінің максималды жүгірісі;
(2) Жеделдету мүмкіндігі (лар): электр көлігінің тоқтап тұрған жерден белгілі бір жылдамдыққа дейін үдеуіне қажетті ең аз уақыт;
(3) Максималды жылдамдық (км/сағ): электр көлігі жете алатын максималды жылдамдық.
Электрлік көліктердің жүргізу сипаттамаларына арналған қозғалтқыштар өнеркәсіптік қозғалтқыштармен салыстырғанда өнімділікке ерекше талаптар қояды:
(1) Электрлік көлік қозғалтқышы әдетте жиі іске қосу/тоқтату, жеделдету/баяулау және айналу моментін басқару үшін жоғары динамикалық өнімділік талаптарын талап етеді;
(2) Бүкіл көлік құралының салмағын азайту үшін әдетте көп жылдамдықты беріліс қорабы тоқтатылады, бұл қозғалтқыш төмен жылдамдықта немесе еңіске көтерілу кезінде жоғары моментті қамтамасыз ете алуын талап етеді және әдетте 4-5 есеге төтеп бере алады. шамадан тыс жүктеме;
(3) Жылдамдықты реттеу диапазоны мүмкіндігінше үлкен болуы керек және сонымен бірге жылдамдықты реттеудің барлық диапазонында жоғары жұмыс тиімділігін сақтау қажет;
(4) Қозғалтқыш мүмкіндігінше жоғары номиналды жылдамдыққа ие болу үшін жасалған және сонымен бірге мүмкіндігінше алюминий қорытпасының корпусы пайдаланылады.Жоғары жылдамдықты қозғалтқыш шағын өлшемді, бұл электр көліктерінің салмағын азайтуға қолайлы;
(5) Электр көліктері энергияны оңтайлы пайдалануы және тежеу энергиясын қалпына келтіру функциясына ие болуы керек.Регенеративті тежеу арқылы қалпына келтірілген энергия жалпы энергияның 10%-20% жетуі керек;
(6) Электрлік көліктерде қолданылатын қозғалтқыштың жұмыс ортасы күрделірек және қатал, мотордың жақсы сенімділігі мен қоршаған ортаға бейімделуін талап етеді, сонымен бірге мотор өндірісінің құны тым жоғары болмауын қамтамасыз етеді.
2. Бірнеше жиі қолданылатын жетек қозғалтқыштары
2.1 Тұрақты ток қозғалтқышы
Электрлік көліктердің дамуының бастапқы кезеңінде электр көліктерінің көпшілігі тұрақты ток қозғалтқыштарын жетекші қозғалтқыш ретінде пайдаланды.Қозғалтқыш технологиясының бұл түрі оңай басқару әдістерімен және жылдамдықты тамаша реттейтін салыстырмалы түрде жетілген.Ол жылдамдықты реттейтін қозғалтқыштар саласында ең көп қолданылатын болды..Бірақ тұрақты ток қозғалтқышының күрделі механикалық құрылымына байланысты, мысалы: щеткалар мен механикалық коммутаторлар, оның лездік шамадан тыс жүктемесі және қозғалтқыштың айналу жылдамдығының одан әрі жоғарылауы шектелген, ал ұзақ жұмыс жағдайында механикалық құрылымы қозғалтқыш болады Шығындар пайда болады және техникалық қызмет көрсету шығындары артады.Сонымен қатар, қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде, щеткалардың ұшқындары роторды қыздырады, энергияны жұмсайды, жылуды таратуды қиындатады, сонымен қатар көліктің жұмысына әсер ететін жоғары жиілікті электромагниттік кедергілерді тудырады.Тұрақты ток қозғалтқыштарының жоғарыда келтірілген кемшіліктеріне байланысты ток электр машиналары тұрақты ток қозғалтқыштарын негізінен жойды.
2.2 Айнымалы ток асинхронды қозғалтқыш
Айнымалы токтың асинхронды қозғалтқышы өнеркәсіпте кеңінен қолданылатын қозғалтқыш түрі болып табылады.Ол статор мен ротордың кремний болат парақтарымен ламинатталғандығымен сипатталады.Екі ұшы алюминий қақпақтармен оралған., сенімді және ұзақ жұмыс істеу, оңай техникалық қызмет көрсету.Бірдей қуаттағы тұрақты ток қозғалтқышымен салыстырғанда айнымалы ток асинхронды қозғалтқыш тиімдірек, ал массасы шамамен бір жарым есе жеңіл.Егер векторлық басқарудың басқару әдісі қабылданса, тұрақты ток қозғалтқышымен салыстырылатын реттелетін және кеңірек жылдамдықты реттеу диапазоны алынуы мүмкін.Жоғары тиімділік, жоғары меншікті қуат және жоғары жылдамдықта жұмыс істеуге жарамдылық артықшылықтарына байланысты айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштар жоғары қуатты электр көліктерінде ең көп қолданылатын қозғалтқыштар болып табылады.Қазіргі уақытта айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштары кең ауқымда шығарылды және таңдау үшін жетілген өнімдердің әртүрлі түрлері бар.Дегенмен, жоғары жылдамдықты жұмыс жағдайында қозғалтқыштың роторы айтарлықтай қызады, ал қозғалтқыш жұмыс кезінде салқындатылуы керек.Сонымен қатар, асинхронды қозғалтқыштың жетек және басқару жүйесі өте күрделі және қозғалтқыш корпусының құны да жоғары.Тұрақты магнитті қозғалтқышпен және қосылатын қарсылықпен салыстырғанда Қозғалтқыштар үшін асинхронды қозғалтқыштардың тиімділігі мен қуат тығыздығы төмен, бұл электр көліктерінің максималды жүгірісін жақсартуға көмектеспейді.
2.3 Тұрақты магнитті қозғалтқыш
Тұрақты магнитті қозғалтқыштарды статор орамаларының әртүрлі ток толқын пішіндеріне сәйкес екі түрге бөлуге болады, біреуі тік бұрышты импульстік толқын тогы бар щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы;екіншісі - тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш, оның синус толқыны тогы бар.Қозғалтқыштардың екі түрі негізінен құрылымы мен жұмыс принципі бойынша бірдей.Роторлар тұрақты магниттер болып табылады, бұл қозудан болатын шығынды азайтады.Статор айнымалы ток арқылы айналу моментін жасау үшін орамалармен орнатылады, сондықтан салқындату салыстырмалы түрде оңай.Қозғалтқыштың бұл түріне щеткалар мен механикалық коммутация құрылымын орнату қажет болмағандықтан, жұмыс кезінде коммутациялық ұшқындар пайда болмайды, жұмыс қауіпсіз және сенімді, техникалық қызмет көрсету ыңғайлы және энергияны пайдалану жылдамдығы жоғары.
Тұрақты магнитті қозғалтқышты басқару жүйесі айнымалы ток асинхронды қозғалтқышты басқару жүйесіне қарағанда қарапайым.Дегенмен, тұрақты магнитті материал процесінің шектелуіне байланысты тұрақты магнит қозғалтқышының қуат диапазоны аз, ал максималды қуат әдетте ондаған миллионды құрайды, бұл тұрақты магнит қозғалтқышының ең үлкен кемшілігі.Сонымен қатар, ротордағы тұрақты магнит материалы жоғары температура, діріл және шамадан тыс ток жағдайында магниттік ыдырау құбылысына ие болады, сондықтан салыстырмалы түрде күрделі жұмыс жағдайында тұрақты магнит қозғалтқышы зақымдануға бейім.Оның үстіне тұрақты магнитті материалдардың бағасы жоғары, сондықтан бүкіл қозғалтқыштың және оны басқару жүйесінің құны жоғары.
2.4 Ауыспалы қарсылық қозғалтқышы
Қозғалтқыштың жаңа түрі ретінде коммутациялық кедергі қозғалтқышы басқа қозғалтқыштар түрлерімен салыстырғанда ең қарапайым құрылымға ие.Статор мен ротор кәдімгі кремний болат парақтардан жасалған қос шұңқырлы құрылымдар болып табылады.Роторда құрылым жоқ.Статор қарапайым және берік құрылым, жоғары сенімділік, жеңіл салмақ, төмен баға, жоғары тиімділік, төмен температураның жоғарылауы және оңай техникалық қызмет көрсету сияқты көптеген артықшылықтарға ие қарапайым шоғырланған орамамен жабдықталған.Сонымен қатар, ол тұрақты ток жылдамдығын басқару жүйесінің жақсы басқарылуының тамаша сипаттамаларына ие және қатал орталарға жарамды және электр көліктері үшін жетек қозғалтқышы ретінде пайдалануға өте қолайлы.
Электрлік көлік қозғалтқыштары, тұрақты ток қозғалтқыштары және тұрақты магнит қозғалтқыштары құрылымда және күрделі жұмыс ортасына нашар бейімделетінін және механикалық және магнитсіздену сәтсіздігіне бейім екенін ескере отырып, бұл жұмыс коммутациялық қарсылық қозғалтқыштарын және айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарды енгізуге бағытталған.Машинамен салыстырғанда оның келесі аспектілерде айқын артықшылықтары бар.
2.4.1 Қозғалтқыш корпусының құрылымы
Ауыстырылған реактивті қозғалтқыштың құрылымы тиін торлы асинхронды қозғалтқышқа қарағанда қарапайым.Оның керемет артықшылығы - роторда орамның жоқтығы және ол тек қарапайым кремний болат парақтардан жасалған.Бүкіл қозғалтқыштың жоғалуының көп бөлігі статор орамында шоғырланған, бұл қозғалтқышты өндіруді қарапайым етеді, жақсы оқшаулауға ие, салқындатуға оңай және тамаша жылуды тарату сипаттамаларына ие.Бұл қозғалтқыш құрылымы қозғалтқыштың өлшемі мен салмағын азайта алады және шағын көлемде алуға болады.үлкен шығыс қуаты.Қозғалтқыш роторының жақсы механикалық икемділігіне байланысты ауыспалы құлықсыз қозғалтқыштарды ультра жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу үшін пайдалануға болады.
2.4.2 Қозғалтқыштың жетек тізбегі
Ауыстырылған қарсылық қозғалтқышының жетек жүйесінің фазалық тогы бір бағытты және айналу моментінің бағытымен ешқандай байланысы жоқ, қозғалтқыштың төрт квадрантты жұмыс күйін қанағаттандыру үшін тек бір негізгі коммутациялық құрылғыны пайдалануға болады.Қуат түрлендіргішінің тізбегі қозғалтқыштың қоздыру орамасына тікелей тізбектей жалғанған және әрбір фазалық тізбек дербес қуат береді.Тіпті белгілі бір фаза орамасы немесе қозғалтқыштың контроллері істен шыққан болса да, ол тек үлкен әсер етпестен фазаның жұмысын тоқтатуы керек.Сондықтан қозғалтқыштың корпусы да, қуат түрлендіргіші де өте қауіпсіз және сенімді, сондықтан олар асинхронды машиналарға қарағанда қатал ортада қолдануға қолайлы.
2.4.3 Қозғалтқыш жүйесінің өнімділік аспектілері
Ауыстырылатын қарсылық қозғалтқыштары көптеген басқару параметрлеріне ие және сәйкес басқару стратегиялары мен жүйе дизайны арқылы электрлік көліктердің төрт квадрантты жұмысының талаптарын қанағаттандыру оңай және жоғары жылдамдықты жұмыс аймақтарында тамаша тежеу қабілетін сақтай алады.Ауыстырылатын қарсылық қозғалтқыштары жоғары тиімділікке ие болып қана қоймайды, сонымен қатар жылдамдықты реттеудің кең ауқымында жоғары тиімділікті сақтайды, бұл қозғалтқыш жетектерінің басқа түрлерімен салыстыруға келмейді.Бұл өнімділік электр көліктерін пайдалану үшін өте қолайлы және электр көліктерінің круиздік ауқымын жақсарту үшін өте тиімді.
3. Қорытынды
Бұл жұмыстың мақсаты электрлік көліктерді дамытудағы зерттеу нүктесі болып табылатын әртүрлі жиі қолданылатын жетек қозғалтқышының жылдамдығын басқару жүйелерін салыстыру арқылы электрлік көліктерге арналған қозғалтқыш ретінде қосылатын құлықсыз қозғалтқыштың артықшылықтарын көрсету болып табылады.Арнайы қозғалтқыштың бұл түрі үшін практикалық қолданбаларда әзірлеуге әлі де көп орын бар.Зерттеушілер теориялық зерттеулерді жүзеге асыру үшін көбірек күш салуы керек және сонымен бірге қозғалтқыштың осы түрін тәжірибеде қолдануды ынталандыру үшін нарық қажеттіліктерін біріктіру қажет.
Хабарлама уақыты: 24 наурыз 2022 ж