İnsanların ətraf mühitlə birgə yaşaması və qlobal iqtisadiyyatın davamlı inkişafı insanları aşağı emissiyalı və resurs baxımından səmərəli nəqliyyat vasitələri axtarmağa həvəsləndirir və elektrik nəqliyyat vasitələrinin istifadəsi, şübhəsiz ki, perspektivli həll yoludur.
Müasir elektrik nəqliyyat vasitələri elektrik, elektronika, mexaniki idarəetmə, materialşünaslıq və kimya texnologiyası kimi müxtəlif yüksək texnologiyalı texnologiyaları birləşdirən hərtərəfli məhsullardır. Ümumi iş performansı, qənaət və s. ilk növbədə akkumulyator sistemindən və motorun idarəedici idarəetmə sistemindən asılıdır. Elektrikli avtomobilin motor idarəetmə sistemi ümumiyyətlə dörd əsas hissədən, yəni nəzarətçidən ibarətdir. Güc çeviriciləri, mühərriklər və sensorlar. Hal-hazırda, elektrik nəqliyyat vasitələrində istifadə olunan mühərriklərə ümumiyyətlə DC mühərrikləri, induksiya mühərrikləri, dəyişdirilmiş istəksiz mühərriklər və daimi maqnitli fırçasız mühərriklər daxildir.
1. Elektrik mühərrikləri üçün elektrik nəqliyyat vasitələrinin əsas tələbləri
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin istismarı, ümumi sənaye tətbiqlərindən fərqli olaraq, çox mürəkkəbdir. Buna görə də sürücü sisteminə tələblər çox yüksəkdir.
1.1 Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün mühərriklər böyük ani güc, güclü həddindən artıq yükləmə qabiliyyəti, həddindən artıq yükləmə əmsalı 3-dən 4-ə qədər), yaxşı sürətlənmə performansı və uzun xidmət müddəti xüsusiyyətlərinə malik olmalıdır.
1.2 Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün mühərriklər sabit fırlanma momenti sahəsi və sabit güc sahəsi də daxil olmaqla geniş sürət tənzimləmə diapazonuna malik olmalıdır. Daimi fırlanma momenti sahəsində, başlanğıc və qalxma tələblərinə cavab vermək üçün aşağı sürətlə işləyərkən yüksək tork tələb olunur; sabit enerji sahəsində, düz yollarda yüksək sürətlə sürmə tələblərinə cavab vermək üçün aşağı fırlanma momenti tələb olunduqda yüksək sürət tələb olunur. tələb et.
1.3 Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün elektrik mühərriki avtomobilin sürəti azaldıqda regenerativ əyləci həyata keçirə, enerjini bərpa etməli və akkumulyatora qaytara bilməlidir ki, elektrik avtomobili daxili yanma mühərrikli avtomobildə əldə edilə bilməyən ən yaxşı enerji sərfiyyatına malik olsun. .
1.4 Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün elektrik mühərriki bir yüklə kruiz məsafəsini yaxşılaşdırmaq üçün bütün iş diapazonunda yüksək səmərəliliyə malik olmalıdır.
Bundan əlavə, elektrik nəqliyyat vasitələri üçün elektrik mühərrikinin yaxşı etibarlılığa malik olması, sərt mühitdə uzun müddət işləyə bilməsi, sadə quruluşa malik olması və kütləvi istehsala uyğun olması, istismar zamanı aşağı səs-küyün olması, istifadəsi asan olması tələb olunur. və qulluq edir və ucuzdur.
2 Elektrikli Nəqliyyat vasitələri üçün Elektrik Mühərriklərinin Növləri və İdarəetmə Metodları
2.1 DC
Mühərriklər Fırçalı DC mühərriklərinin əsas üstünlükləri sadə idarəetmə və yetkin texnologiyadır. AC mühərrikləri ilə müqayisə olunmayan əla idarəetmə xüsusiyyətlərinə malikdir. Erkən inkişaf etdirilən elektrik vasitələrində daha çox DC mühərrikləri istifadə olunur və hətta indi də bəzi elektrikli nəqliyyat vasitələri hələ də DC mühərrikləri ilə idarə olunur. Bununla belə, fırçaların və mexaniki kommutatorların mövcudluğuna görə, bu, mühərrikin həddindən artıq yüklənmə qabiliyyətinin və sürətinin daha da yaxşılaşdırılmasını məhdudlaşdırmaqla yanaşı, həm də uzun müddət işlədiyi təqdirdə fırçaların və kommutatorların tez-tez saxlanılmasını və dəyişdirilməsini tələb edir. Bundan əlavə, itki rotorda mövcud olduğundan, istiliyi yaymaq çətindir, bu da mühərrikin fırlanma momentinin kütlə nisbətinin daha da yaxşılaşdırılmasını məhdudlaşdırır. DC mühərriklərinin yuxarıdakı qüsurlarını nəzərə alaraq, DC mühərrikləri əsasən yeni hazırlanmış elektrik nəqliyyat vasitələrində istifadə edilmir.
2.2 AC üç fazalı induksiya mühərriki
2.2.1 AC üçfazalı induksiya mühərrikinin əsas göstəriciləri
AC üç fazalı asinxron mühərrikləri ən çox istifadə edilən mühərriklərdir. Stator və rotor silikon polad təbəqələrlə laminatlaşdırılmışdır və statorlar arasında bir-biri ilə təmasda olan sürüşmə halqaları, kommutatorlar və digər komponentlər yoxdur. Sadə quruluş, etibarlı əməliyyat və davamlıdır. AC asinxron mühərrikinin güc əhatə dairəsi çox genişdir və sürət 12000 ~ 15000r/dəq-ə çatır. Hava soyutma və ya maye soyutma yüksək dərəcədə soyutma azadlığı ilə istifadə edilə bilər. Ətraf mühitə yaxşı uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir və regenerativ əks-əlaqə əyləcini həyata keçirə bilir. Eyni güc DC mühərriki ilə müqayisədə səmərəlilik daha yüksəkdir, keyfiyyət təxminən yarıya endirilir, qiymət ucuzdur və texniki xidmət rahatdır.
2.2.2 Nəzarət sistemi
AC asinxron mühərriki Çünki AC üç fazalı asinxron mühərriki akkumulyator tərəfindən təmin edilən DC enerjisindən birbaşa istifadə edə bilmir və AC üç fazalı asinxron mühərriki qeyri-xətti çıxış xüsusiyyətlərinə malikdir. Buna görə də, AC üç fazalı asinxron mühərrikdən istifadə edən bir elektrik avtomobilində, AC nəzarətini həyata keçirmək üçün tezliyi və amplitudu tənzimlənə bilən alternativ cərəyana birbaşa cərəyanı çevirmək üçün çeviricidəki güc yarımkeçirici qurğusundan istifadə etmək lazımdır. üç fazalı motor. Əsasən v/f nəzarət üsulu və sürüşmə tezliyinə nəzarət üsulu var.
Vektor idarəetmə metodundan istifadə edərək, AC üç fazalı asinxron mühərrikinin həyəcan sarğısının alternativ cərəyanının tezliyi və giriş AC üç fazalı asinxron mühərrikinin terminal tənzimlənməsi, fırlanan maqnit sahəsinin maqnit axını və fırlanma momenti idarə olunur. AC üç fazalı asinxron mühərriki idarə olunur və AC üç fazalı asinxron mühərrikinin dəyişməsi həyata keçirilir. Sürət və çıxış anı yük dəyişdirmə xüsusiyyətlərinin tələblərinə cavab verə bilər və ən yüksək səmərəliliyi əldə edə bilər ki, AC üç fazalı asinxron mühərriki elektrikli nəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunsun.
2.2.3 çatışmazlıqlar
AC üç fazalı induksiya mühərriki AC üç fazalı asinxron mühərrikinin enerji istehlakı böyükdür və rotoru qızdırmaq asandır. Yüksək sürətli işləmə zamanı AC üç fazalı asinxron mühərrikinin soyumasını təmin etmək lazımdır, əks halda motor zədələnəcəkdir. AC üç fazalı asinxron mühərrikinin güc əmsalı aşağıdır, belə ki, tezlik çevrilməsi və gərginliyin çevrilməsi cihazının giriş güc əmsalı da aşağıdır, buna görə də böyük tutumlu tezlik konvertasiya və gərginlik çevirmə cihazından istifadə etmək lazımdır. AC üç fazalı asinxron mühərrikinin idarəetmə sisteminin dəyəri AC üç fazalı asinxron mühərrikinin özündən xeyli yüksəkdir, bu da elektrik avtomobilinin qiymətini artırır. Bundan əlavə, AC üç fazalı induksiya mühərrikinin sürət tənzimlənməsi də zəifdir.
2.3 Daimi maqnit fırçasız DC mühərriki
2.3.1 Daimi maqnitli fırçasız DC mühərrikinin əsas göstəriciləri
Daimi maqnit fırçasız DC motor yüksək performanslı bir motordur. Onun ən böyük xüsusiyyəti, fırçalardan ibarət mexaniki təmas quruluşu olmayan bir DC mühərrikinin xarici xüsusiyyətlərinə sahib olmasıdır. Bundan əlavə, o, daimi maqnit rotorunu qəbul edir və həyəcan itkisi yoxdur: qızdırılan armatur sarğı istiliyi asanlıqla yaymaq üçün xarici statora quraşdırılmışdır. Buna görə də, daimi maqnitli fırçasız DC mühərrikində kommutasiya qığılcımları, radio müdaxiləsi, uzun ömür və etibarlı işləmə yoxdur. , asan təmir. Bundan əlavə, onun sürəti mexaniki kommutasiya ilə məhdudlaşmır və hava rulmanları və ya maqnit asma rulmanları istifadə edilərsə, dəqiqədə bir neçə yüz min inqilaba qədər işləyə bilər. Daimi maqnitli fırçasız DC motor sistemi ilə müqayisədə, daha yüksək enerji sıxlığına və daha yüksək səmərəliliyə malikdir və elektrik nəqliyyat vasitələrində yaxşı bir tətbiq perspektivinə malikdir.
2.3.2 Daimi maqnitli fırçasız DC mühərrikinin idarəetmə sistemi The
tipik daimi maqnit fırçasız DC motor kvazi-decoupling vektor nəzarət sistemidir. Daimi maqnit yalnız sabit amplitudalı maqnit sahəsi yarada bildiyi üçün daimi maqnit fırçasız DC motor sistemi çox vacibdir. Sabit tork bölgəsində işləmək üçün uyğundur, ümumiyyətlə cari histerezis nəzarəti və ya tamamlamaq üçün cari rəy növü SPWM metodundan istifadə edir. Sürəti daha da genişləndirmək üçün daimi maqnitli fırçasız DC motor da sahə zəiflədilməsi nəzarətindən istifadə edə bilər. Sahənin zəifləməsinə nəzarətin mahiyyəti stator sarımında axın əlaqəsini zəiflətmək üçün birbaşa ox demaqnitləşdirmə potensialını təmin etmək üçün faza cərəyanının faza bucağını irəliləməkdir.
2.3.3 Qeyri-kafi olması
Daimi Maqnitli Fırçasız DC Mühərriki Daimi maqnitli fırçasız DC mühərriki daimi maqnit materialı prosesindən təsirlənir və məhdudlaşdırılır ki, bu da daimi maqnit fırçasız DC mühərrikinin güc diapazonunu kiçik edir və maksimum güc yalnız onlarla kilovatdır. Daimi maqnit materialı vibrasiya, yüksək temperatur və həddindən artıq yük cərəyanına məruz qaldıqda, onun maqnit keçiriciliyi azala və ya demaqnitləşə bilər ki, bu da daimi maqnit mühərrikinin işini azaldacaq və hətta ağır hallarda motoru zədələyə bilər. Həddindən artıq yüklənmə baş vermir. Daimi güc rejimində daimi maqnitli fırçasız DC mühərriki işləmək üçün mürəkkəbdir və mürəkkəb idarəetmə sistemi tələb edir ki, bu da daimi maqnitli fırçasız DC mühərrikinin idarəetmə sistemini çox baha edir.
2.4 Kommutasiya edilmiş Relüktansiya Mühərriki
2.4.1 Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrikin əsas performansı
Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrik yeni bir mühərrik növüdür. Sistemin bir çox açıq xüsusiyyətləri var: onun strukturu digər mühərriklərdən daha sadədir və mühərrikin rotorunda sürüşmə halqaları, sarğılar və daimi maqnitlər yoxdur, ancaq statorda. Sadə bir konsentrasiyalı sarım var, sarımın ucları qısadır və saxlanması və təmiri asan olan interfaza keçidi yoxdur. Buna görə etibarlılıq yaxşıdır və sürət 15000 r/dəq-ə çata bilər. Səmərəlilik 85% -dən 93% -ə çata bilər ki, bu da AC asinxron mühərriklərdən daha yüksəkdir. Zərər əsasən statorda olur və mühərriki soyutmaq asandır; rotor daimi maqnitdir, geniş sürət tənzimləmə diapazonuna və çevik idarəetməyə malikdir, fırlanma anı-sürət xüsusiyyətlərinin müxtəlif xüsusi tələblərinə asanlıqla nail olur və geniş diapazonda yüksək səmərəliliyi saxlayır. Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin güc performans tələbləri üçün daha uyğundur.
2.4.2 Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrikin idarəetmə sistemi
Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrik yüksək dərəcədə qeyri-xətti xüsusiyyətlərə malikdir, buna görə də onun idarəetmə sistemi daha mürəkkəbdir. Onun idarəetmə sisteminə güc çeviricisi daxildir.
a. Güc çeviricisinin işə salınmış istəksiz mühərrikinin həyəcan sarğısı, irəli cərəyandan və ya tərs cərəyandan asılı olmayaraq, fırlanma momenti istiqaməti dəyişməz qalır və dövr dəyişdirilir. Hər bir faza yalnız daha kiçik tutumlu güc açarı borusuna ehtiyac duyur və güc çeviricisi dövrəsi nisbətən sadədir, birbaşa nasazlıq yoxdur, yaxşı etibarlılıq, yumşaq başlanğıc və sistemin dörd kvadrant işləməsini asanlaşdırmaq və güclü regenerativ əyləc qabiliyyətidir. . Qiymət AC üç fazalı asinxron mühərrikin inverter idarəetmə sistemindən aşağıdır.
b. Nəzarətçi
Nəzarətçi mikroprosessorlardan, rəqəmsal məntiq sxemlərindən və digər komponentlərdən ibarətdir. Sürücü tərəfindən verilən əmrə uyğun olaraq, mikroprosessor mövqe detektoru və cərəyan detektoru tərəfindən eyni vaxtda qidalanan motorun rotor vəziyyətini təhlil edir və emal edir və anında qərarlar qəbul edir və bir sıra icra əmrləri verir. işə salınmış istəksiz mühərriki idarə edin. Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin müxtəlif şərtlərdə işləməsinə uyğunlaşın. Nəzarətçinin performansı və tənzimləmə çevikliyi mikroprosessorun proqram təminatı və aparatı arasında performans əməkdaşlığından asılıdır.
c. Mövqe detektoru
Kommutasiya edilmiş istəksizlik mühərrikləri idarəetmə sistemini mühərrik rotorunun mövqeyində, sürətində və cərəyanında dəyişikliklər siqnalları ilə təmin etmək üçün yüksək dəqiqlikli mövqe detektorlarını tələb edir və işə salınan istəksizlik mühərrikinin səsini azaltmaq üçün daha yüksək keçid tezliyi tələb edir.
2.4.3 Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərriklərin çatışmazlıqları
Kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrikin idarəetmə sistemi digər mühərriklərin idarəetmə sistemlərindən bir az daha mürəkkəbdir. Mövqe detektoru dəyişdirilmiş istəksizlik mühərrikinin əsas komponentidir və onun performansı dəyişdirilmiş istəksizlik mühərrikinin idarəetmə işinə mühüm təsir göstərir. Kommutasiya edilmiş istəksizlik mühərriki ikiqat qabarıq bir quruluş olduğundan, qaçılmaz olaraq fırlanma momentinin dəyişməsi var və səs-küy dəyişdirilmiş istəksiz mühərrikin əsas çatışmazlığıdır. Bununla belə, son illərdə aparılan araşdırmalar göstərdi ki, dəyişdirilmiş istəksiz mühərrikin səs-küyü ağlabatan dizayn, istehsal və idarəetmə texnologiyasını qəbul etməklə tamamilə yatırıla bilər.
Bundan əlavə, kommutasiya edilmiş istəksiz mühərrikin çıxış momentinin böyük dalğalanması və güc çeviricisinin sabit cərəyanının böyük dalğalanması səbəbindən DC avtobusuna böyük bir filtr kondansatörünün quraşdırılması lazımdır.Avtomobillər müxtəlif tarixi dövrlərdə ən yaxşı idarəetmə performansı və aşağı qiymətə malik DC mühərrikindən istifadə edərək müxtəlif elektrik mühərriklərini qəbul etmişlər. Mühərrik texnologiyasının, maşın istehsal texnologiyasının, güc elektronikası texnologiyasının və avtomatik idarəetmə texnologiyasının, AC mühərriklərinin davamlı inkişafı ilə. Daimi maqnitli fırçasız DC mühərrikləri və dəyişdirilmiş istəksiz mühərriklər DC mühərrikləri ilə müqayisədə üstün performans göstərir və bu mühərriklər tədricən elektrik avtomobillərində DC mühərriklərini əvəz edir. Cədvəl 1 müasir elektrik avtomobillərində istifadə olunan müxtəlif elektrik mühərriklərinin əsas göstəricilərini müqayisə edir. Hal-hazırda dəyişən cərəyan mühərriklərinin, daimi maqnit mühərriklərinin, dəyişdirilmiş istəksiz mühərriklərin və onların idarəedici qurğularının qiyməti hələ də nisbətən yüksəkdir. Kütləvi istehsaldan sonra bu mühərriklərin və vahid idarəetmə cihazlarının qiymətləri sürətlə azalacaq ki, bu da iqtisadi fayda tələblərinə cavab verəcək və elektrik nəqliyyat vasitələrinin qiymətini aşağı salacaq.
Göndərmə vaxtı: 24 mart 2022-ci il