Электрлік көлік қозғалтқыштары туралы білуіңіз керек нәрселер

Автокөлік әуесқойлары қозғалтқыштарға әрқашан фанатизммен қарайды, бірақ электрлендіруді тоқтату мүмкін емес, ал кейбір адамдардың білім қорын жаңарту қажет болуы мүмкін.

Бүгінгі таңда ең танымал - төрт тактілі қозғалтқыш, ол сонымен қатар көптеген бензинмен жүретін көліктер үшін қуат көзі болып табылады.Іштен жану қозғалтқыштарының төрт тактілі, екі тактілі және Ванкель роторлы қозғалтқыштары сияқты, электр көліктерінің қозғалтқыштары роторлардың айырмашылығы бойынша синхронды қозғалтқыштар және асинхронды қозғалтқыштар болып екіге бөлінеді.Асинхронды қозғалтқыштар асинхронды қозғалтқыштар деп те аталады, ал синхронды қозғалтқыштарда тұрақты магниттер болады.және қозғалтқышты қоздыратын ток.

Статор және ротор

Электрлік көлік қозғалтқыштарының барлық түрлері екі негізгі бөліктен тұрады: статор және ротор.

Статор▼

Статор қозғалтқыштың қозғалмайтын бөлігі болып табылады және қозғалтқыш блогы сияқты шассиге орнатылған қозғалтқыштың бекітілген корпусы болып табылады.Ротор қозғалтқыштың иінді білікке ұқсас жалғыз қозғалатын бөлігі болып табылады, ол моментті трансмиссия мен дифференциал арқылы жібереді.

Статор үш бөліктен тұрады: статор өзегі, статор орамасы және жақтау.Статор корпусындағы көптеген параллель ойықтар өзара байланысты мыс орамдарымен толтырылған.

Бұл орамдарда ұяны толтыру тығыздығын және сымның сымға тікелей жанасуын арттыратын ұқыпты шаш қыстырғыштары бар.Тығыз орамдар крутящий сыйымдылықты арттырады, ал ұштары ұқыпты орналасады, бұл кішірек жалпы пакет үшін көлемді азайтады.

Статор және ротор▼

Статордың негізгі функциясы айналмалы магнит өрісін (RMF) генерациялау болып табылады, ал ротордың негізгі функциясы токты генерациялау (шығу) үшін айналмалы магнит өрісіндегі магниттік күш сызықтарымен кесу болып табылады.

Айналмалы өрісті орнату үшін қозғалтқыш үш фазалы айнымалы токты пайдаланады және оның жиілігі мен қуаты үдеткішке жауап беретін қуат электроникасы арқылы басқарылады.Батареялар тұрақты ток (тұрақты ток) құрылғылары болып табылады, сондықтан электр көлігінің қуат электроникасы барлық маңызды айнымалы магнит өрісін жасау үшін статорды қажетті айнымалы токпен қамтамасыз ететін тұрақты айнымалы ток инверторын қамтиды.

Бірақ бұл қозғалтқыштар да генераторлар екенін атап өткен жөн, яғни доңғалақтар статор ішіндегі роторды басқа бағытта айналдырып, басқа бағытта айналмалы магнит өрісін индукциялайды, қуатты AC-DC түрлендіргіші арқылы батареяға қайтарады.

Регенеративті тежеу ​​деп аталатын бұл процесс көлік құралының кедергісін тудырады және баяулатады.Регенерация тек электрлік көліктердің ауқымын кеңейтудің ғана емес, сонымен қатар жоғары тиімді гибридтердің де өзегі болып табылады, өйткені экстенсивті регенерация отын үнемдеуді жақсартады.Бірақ нақты әлемде қалпына келтіру энергияны жоғалтуды болдырмайтын «көлікті айналдыру» сияқты тиімді емес.

Көптеген электр қозғалтқыштары қозғалтқыш пен дөңгелектер арасындағы айналдыруды баяулату үшін бір жылдамдықты беріліс қорабына сүйенеді.Іштен жану қозғалтқыштары сияқты электр қозғалтқыштары да төмен айн/мин және жоғары жүктеме кезінде тиімдірек.

EV бір беріліспен лайықты қашықтыққа ие болғанымен, ауыр пикаптар мен жол талғамайтын көліктер жоғары жылдамдықта диапазонды арттыру үшін көп жылдамдықты беріліс қорабын пайдаланады.

Көп берілісті электр машиналары сирек кездеседі және бүгінгі күні тек Audi e-tron GT және Porsche Taycan екі жылдамдықты беріліс қорабын пайдаланады.

Мотордың үш түрі

19 ғасырда дүниеге келген асинхронды қозғалтқыштың роторы бойлық қабаттардан немесе өткізгіш материалдың жолақтарынан тұрады, көбінесе мыс, кейде алюминий.Статордың айналмалы магнит өрісі осы парақтарда ток индукциялайды, бұл өз кезегінде статордың айналмалы магнит өрісінде айнала бастайтын электромагниттік өрісті (ЭМӨ) жасайды.

Асинхронды қозғалтқыштар асинхронды қозғалтқыштар деп аталады, себебі индукцияланған электромагниттік өріс пен айналу моменті ротордың айналу жиілігі айналмалы магнит өрісінен артта қалғанда ғана жасалуы мүмкін.Қозғалтқыштардың бұл түрлері жиі кездеседі, өйткені олар сирек кездесетін магниттерді қажет етпейді және өндіруге салыстырмалы түрде арзан.Бірақ олар тұрақты жоғары жүктемелерде жылуды азырақ таратады және төмен жылдамдықта төмен тиімді.

Тұрақты магнитті қозғалтқыш, аты айтып тұрғандай, оның роторының өзіндік магнетизмі бар және ротордың магнит өрісін жасау үшін қуат қажет емес.Олар төмен жылдамдықта тиімдірек.Мұндай ротор статордың айналмалы магнит өрісімен де синхронды айналады, сондықтан оны синхронды қозғалтқыш деп атайды.

Дегенмен, роторды магниттермен жай ғана ораудың өз проблемалары бар.Біріншіден, бұл үлкенірек магниттерді қажет етеді және қосымша салмақпен жоғары жылдамдықта синхрондауды сақтау қиын болуы мүмкін.Бірақ ең үлкен мәселе - жоғары жылдамдықты «артқы EMF» деп аталатын, ол кедергіні арттырады, жоғары қуатты шектейді және магниттерді зақымдауы мүмкін артық жылуды тудырады.

Бұл мәселені шешу үшін электр көлігінің тұрақты магнитті қозғалтқыштарының көпшілігінде ротордың темір өзегі бетінің астындағы бірнеше лобтарда орналасқан бойлық V-тәрізді ойықтарға жұптасып сырғитын ішкі тұрақты магниттер (IPM) бар.

V-ойығы тұрақты магниттерді жоғары жылдамдықта қауіпсіз ұстайды, бірақ магниттер арасында қарсылық моментін жасайды.Магниттер басқа магниттерге тартылады немесе кері қайтарылады, бірақ қарапайым құлықсыздық темір роторының лобтарын айналмалы магнит өрісіне тартады.

Тұрақты магниттер төмен жылдамдықта іске қосылады, ал қарсылық моменті жоғары жылдамдықта өтеді.Бұл құрылымда Prius қолданылады.

Токпен қозғалатын қозғалтқыштың соңғы түрі электромобильдерде жақында ғана пайда болды.Жоғарыда аталғандардың екеуі де щеткасыз қозғалтқыштар.Кәдімгі даналық щеткасыз қозғалтқыштар электр көліктері үшін жалғыз өміршең нұсқа болып табылады деп санайды.Жақында BMW нормаға қарсы шықты және жаңа i4 және iX модельдерінде щеткалы токпен қозғалатын айнымалы ток синхронды қозғалтқыштарды орнатты.

Қозғалтқыштың бұл түрінің роторы тұрақты магнит роторы сияқты статордың айналмалы магнит өрісімен әрекеттеседі, бірақ тұрақты магниттердің орнына қажетті электромагниттік өрісті жасау үшін тұрақты ток батареясының энергиясын пайдаланатын алты кең мыс лобтарын пайдаланады. .

Бұл ротордың білігіне сырғанау сақиналары мен серіппелі щеткаларды орнатуды талап етеді, сондықтан кейбір адамдар щеткалар тозады және шаң жинайды деп қорқады және бұл әдісті тастайды.Қылқалам массиві алынбалы қақпағы бар бөлек қоршауға салынғанымен, щетканың тозуы мәселесі бар-жоғын анықтау керек.

Тұрақты магниттердің болмауы сирек жерлердің қымбаттауын және тау-кен өндірісінің қоршаған ортаға әсерін болдырмайды.Бұл шешім сонымен қатар ротордың магнит өрісінің күшін өзгертуге мүмкіндік береді, осылайша одан әрі оңтайландыруға мүмкіндік береді.Дегенмен, роторды қуаттандыру әлі де біраз қуатты тұтынады, бұл бұл қозғалтқыштардың тиімділігін төмендетеді, әсіресе магнит өрісін құру үшін қажетті энергия жалпы тұтынудың үлкен үлесін құрайтын төмен жылдамдықтарда.

Электрлік көліктердің қысқа тарихында токпен қозғалатын айнымалы ток синхронды қозғалтқыштары салыстырмалы түрде жаңа болып табылады және жаңа идеяларды дамыту үшін әлі де көп орын бар және Тесланың асинхронды қозғалтқыш тұжырымдамаларынан тұрақтылыққа көшуі сияқты маңызды бетбұрыстар болды. магнитті синхронды қозғалтқыш.Біз заманауи EV дәуіріне он жылдан аз уақыт қалды және біз енді ғана басталып жатырмыз.


Жіберу уақыты: 21 қаңтар 2023 ж