A cunvivenza di l'omu cù l'ambiente è u sviluppu sustinibili di l'ecunumia glubale facenu a ghjente ansiosa di circà un mezzu di trasportu à bassa emissione è efficiente in risorse, è l'usu di veiculi elettrici hè senza dubbitu una soluzione promettente.
I veiculi elettrichi muderni sò prudutti cumpleti chì integranu diverse tecnulugia d'alta tecnulugia cum'è l'electricità, l'elettronica, u cuntrollu meccanicu, a scienza di i materiali è a tecnulugia chimica. U funziunamentu generale di u funziunamentu, l'ecunumia, etc. dipende prima di u sistema di batterie è u sistema di cuntrollu di u mutore. U sistema di mutore di un veiculu elettricu hè generalmente custituitu da quattru parti principali, à dì u controller. Convertitori di putenza, mutori è sensori. Attualmente, i mutori utilizati in i veiculi elettrichi generalmente includenu muturi DC, muturi à induzione, muturi di riluttanza cambiati, è muturi senza spazzole à magneti permanenti.
1. Requisiti basi di i veiculi elettrici per i mutori elettrici
U funziunamentu di i veiculi elettrici, à u cuntrariu di l'applicazioni industriale generale, hè assai cumplessu. Per quessa, i requisiti per u sistema di guida sò assai elevati.
1.1 I mutori per i veiculi elettrichi duveranu avè e caratteristiche di una grande putenza istantanea, una forte capacità di sovraccarichi, un coefficiente di sovraccarico da 3 a 4), una bona prestazione di accelerazione è una longa vita di serviziu.
1.2 I mutori per i veiculi elettrichi duveranu avè una larga gamma di regulazione di a velocità, cumprese l'area di torque constante è l'area di putenza constante. In l'area di torque constante, u torque altu hè necessariu quandu si corre à bassa velocità per risponde à i requisiti di partenza è arrampicata; in l'area di putenza constante, l'alta vitezza hè necessaria quandu u torque bassu hè necessariu per risponde à i requisiti di a guida à alta velocità nantu à e strade pianu. Esigene.
1.3 U mutore elettricu per i veiculi elettrici deve esse capace di rializà u frenu rigenerativu quandu u veiculu rallenta, ricuperà è rimette l'energia à a batteria, in modu chì u veiculu elettricu hà u megliu tassu d'utilizazione di l'energia, chì ùn pò micca esse ottenutu in u veiculu di mutore di combustione interna. .
1.4 U mutore elettricu per i veiculi elettrici deve avè una alta efficienza in tutta a gamma operativa, per migliurà a gamma di cruciera di una carica.
Inoltre, hè ancu necessariu chì u mutore elettricu per i veiculi elettrici hà una bona affidabilità, pò travaglià per un bellu pezzu in un ambiente duru, hà una struttura simplice è hè adattatu per a produzzione di massa, hà pocu rumore durante l'operazione, hè faciule d'utilizà. è mantene, è hè prezzu.
2 Tipi è metudi di cuntrollu di i motori elettrici per i veiculi elettrici
2.1 DC
Motors I vantaghji principali di i motori brushed DC sò u cuntrollu simplice è a tecnulugia matura. Havi caratteristiche di cuntrollu eccellenti ineguagliate da i motori AC. In i primi veiculi elettrici sviluppati, i motori DC sò soprattuttu usati, è ancu avà, certi veiculi elettrici sò sempre guidati da i motori DC. In ogni casu, per via di l'esistenza di spazzole è commutatori meccanichi, ùn hè micca solu limitatu l'ulteriore migliuramentu di a capacità è di a velocità di sopracarga di u mutore, ma ancu esige un mantenimentu frequente è a sostituzione di spazzole è commutatori s'ellu funziona per un bellu pezzu. Inoltre, postu chì a perdita esiste nantu à u rotore, hè difficiule di dissiparà u calore, chì limita l'ulteriore migliuramentu di u rapportu torque-to-massa di u mutore. In vista di i difetti sopra di i motori DC, i motori DC sò basicamente micca usati in i veiculi elettrici di novu sviluppu.
2.2 Motore di induzione trifase AC
2.2.1 Prestazione basica di u mutore di induzione trifase AC
I mutori di induzione trifase AC sò i mutori più utilizati. U stator è u rotore sò laminati cù fogli d'acciaio di silicone, è ùn ci sò micca slip rings, commutators è altri cumpunenti chì sò in cuntattu trà i stati. Struttura simplice, funziunamentu affidabile è durable. A cobertura di putenza di u mutore di induzione AC hè assai larga, è a vitezza righjunghji 12000 ~ 15000r / min. U rinfrescante di l'aria o di u liquidu pò esse usatu, cù un altu gradu di libertà di rinfrescante. Hà una bona adattabilità à l'ambiente è pò realizà un frenu di feedback regenerativu. In cunfrontu cù u stessu mutore DC, l'efficienza hè più altu, a qualità hè ridutta da circa a mità, u prezzu hè prezzu, è u mantenimentu hè cunvenutu.
2.2.2 U sistema di cuntrollu
di u mutore di induzione AC Perchè u mutore di induzione trifase AC ùn pò micca aduprà direttamente a putenza DC furnita da a bateria, è u mutore di induzione trifase AC hà caratteristiche di output non lineari. Dunque, in un veiculu elettricu chì utilizeghja un mutore di induzione trifase AC, hè necessariu d'utilizà u dispositivu semiconductor di putenza in l'inverter per cunvertisce u currente direttu in un currente alternatu chì a frequenza è l'amplitude pò esse aghjustate per realizà u cuntrollu di l'AC. mutore trifase. Ci sò principalmente u metudu di cuntrollu v / f è u metudu di cuntrollu di frequenza di slip.
Utilizendu u metudu di cuntrollu di vettore, a frequenza di u currente alternatu di l'eccitazione di u mutore di induzione trifase AC è l'ajustamentu di u terminale di u mutore d'induzione trifase AC di input sò cuntrullati, u flussu magneticu è u torque di u campu magneticu rotativu. di u mutore di induzione trifase AC sò cuntrullati, è u cambiamentu di u mutore di induzione trifase AC hè realizatu. A vitezza è u torque di output ponu risponde à i requisiti di e caratteristiche di cambiamentu di carica, è ponu ottene a più alta efficienza, cusì chì u mutore di induzione trifase AC pò esse largamente utilizatu in i veiculi elettrici.
2.2.3 Mancanze di
U mutore di induzione trifase AC U cunsumu di energia di u mutore di induzione trifase AC hè grande, è u rotore hè faciule da riscalda. Hè necessariu di assicurà u rinfrescante di u mutore di induzione trifase AC durante l'operazione à alta velocità, altrimenti u mutore serà danatu. U fattore di putenza di u mutore di induzione trifase AC hè bassu, cusì chì u fattore di putenza di input di a cunversione di frequenza è u dispusitivu di cunversione di tensione hè ancu bassu, cusì hè necessariu d'utilizà un dispositivu di cunversione di frequenza è tensione di grande capacità. U costu di u sistema di cuntrollu di u mutore d'induzione trifase AC hè assai più altu ch'è quellu di u mutore d'induzione trifase AC stessu, chì aumenta u costu di u veiculu elettricu. Inoltre, a regulazione di a velocità di u mutore di induzione trifase AC hè ancu povera.
2.3 Motore DC brushless magnet permanente
2.3.1 Prestazione di basa di u mutore DC brushless magnet permanente
U mutore DC brushless à magneti permanenti hè un mutore d'alta prestazione. A so più grande caratteristica hè chì hà e caratteristiche esterne di un mutore DC senza una struttura di cuntattu meccanica cumpostu di spazzole. Inoltre, adopra un rotore magnetu permanente, è ùn ci hè micca una perdita di eccitazione: l'avvolgimentu di l'armatura riscaldatu hè stallatu nantu à u stator esternu, chì hè faciule per dissiparà u calore. Dunque, u mutore DC brushless à magnete permanente ùn hà micca scintille di commutazione, senza interferenza radio, longa vita è operazione affidabile. , mantenimentu faciule. Inoltre, a so vitezza ùn hè micca limitata da a commutazione meccanica, è se i cuscinetti d'aria o cuscinetti di sospensione magnetica sò usati, pò curriri à parechji centu mila rivoluzioni per minutu. In cunfrontu cù u sistema di motore DC brushless à magneti permanenti, hà una densità d'energia più alta è una efficienza più alta, è hà una bona prospettiva d'applicazione in i veiculi elettrici.
2.3.2 U sistema di cuntrollu di u mutore DC brushless magnet permanente The
tipicu mutore DC brushless magnet permanente hè un sistemu di cuntrollu di vettore quasi-decoupling. Siccomu u magnetu permanente pò generà solu un campu magneticu di amplitude fissa, u sistema di motore DC brushless magnet permanente hè assai impurtante. Hè adattatu per correre in a regione di torque constantu, generalmente utilizendu u cuntrollu di l'isteresi attuale o u metudu SPWM di feedback attuale per compie. Per allargà ulteriormente a vitezza, u mutore DC brushless magnet permanente pò ancu aduprà u cuntrollu di debilitazione di u campu. L'essenza di u cuntrollu di l'indebolimentu di u campu hè di avanzà l'angolo di fase di a corrente di fase per furnisce un potenziale di smagnetizazione di l'assi direttu per debilità u ligame di flussu in l'avvolgimentu di u stator.
2.3.3 Insufficiency of
Motore DC senza spazzole à magneti permanenti U mutore DC brushless à magneti permanenti hè affettatu è ristrettu da u prucessu di materiale di magneti permanenti, chì face a gamma di putenza di u mutore DC brushless à magneti permanenti, è a putenza massima hè solu decine di kilowatts. Quandu u materiale di magnetu permanente hè sottumessu à vibrazione, alta temperatura è corrente di sovraccarichi, a so permeabilità magnetica pò diminuisce o demagnetize, chì riducerà a prestazione di u mutore di magnete permanente, è ancu dannu u mutore in casi severi. Overload ùn accade micca. In u modu di putenza constante, u mutore DC brushless magnet permanente hè cumplicatu per uperà è esige un sistema di cuntrollu cumplessu, chì rende u sistema di guida di u motor DC brushless magnet permanente assai caru.
2.4 Mutore di Reluctance Cambiatu
2.4.1 Rendimentu Bascu di Motore di Reluctance Switched
U mutore di riluttanza cambiatu hè un novu tipu di mutore. U sistema hà parechje caratteristiche evidenti: a so struttura hè più simplice di qualsiasi altru mutore, è ùn ci sò micca slip rings, avvolgimenti è magneti permanenti nantu à u rotore di u mutore, ma solu nantu à u stator. Ci hè una cuncentrazione simplice di cuncentrazione, l'estremità di u bobinatu sò brevi, è ùn ci hè micca un jumper interphase, chì hè faciule da mantene è riparà. Dunque, l'affidabilità hè bona, è a vitezza pò ghjunghje à 15000 r / min. L'efficienza pò ghjunghje à 85% à 93%, chì hè più altu ch'è quellu di i mutori di induzione AC. A perdita hè principarmenti in u stator, è u mutore hè facile à rinfriscà; u rotore hè un magnetu permanente, chì hà una larga gamma di regulazione di a vitezza è un cuntrollu flexible, chì hè faciule d'ottene diverse esigenze speciali di caratteristiche di torque-vitezza, è mantene una alta efficienza in una larga gamma. Hè più adattatu per i requisiti di prestazione di energia di i veiculi elettrici.
2.4.2 Sistema di cuntrollu di mutore di riluttanza cambiatu
U mutore di riluttanza cambiatu hà un altu gradu di caratteristiche non lineari, per quessa, u so sistema di guida hè più cumplessu. U so sistema di cuntrollu include un convertitore di putenza.
a. A bobina di eccitazione di u mutore di riluttanza cambiatu di u cunvertitore di putenza, ùn importa micca u currente in avanti o u currente inversu, a direzzione di torque resta invariata, è u periodu hè cunmutatu. Ogni fase hà solu bisognu di un tubu di interruttore di putenza cù una capacità più chjuca, è u circuitu di u cunvertitore di putenza hè relativamente Semplice, senza fallimentu direttu, bona affidabilità, faciule d'implementazione di partenza dolce è operazione in quattru quadranti di u sistema, è una forte capacità di frenu regenerativa. . U costu hè più bassu di u sistema di cuntrollu di l'inverter di u mutore di induzione trifase AC.
b. Controller
U controller hè custituitu da microprocessori, circuiti logici digitale è altri cumpunenti. Sicondu l'input di u cumandamentu da u cunduttore, u microprocessore analizà è processa a pusizione di u rotore di u mutore alimentatu da u detector di posizione è u detector attuale à u stessu tempu, è piglia decisioni in un istante, è emette una serie di cumandamenti di esecuzione per cuntrullà u mutore di riluttanza cambiatu. Adattà à u funziunamentu di i veiculi elettrici in diverse cundizioni. A prestazione di u controller è a flessibilità di l'aghjustamentu dipendenu da a cooperazione di prestazione trà u software è u hardware di u microprocessore.
c. Rilevatore di pusizioni
I mutori di riluttanza cambiati necessitanu rilevatori di posizione d'alta precisione per furnisce u sistema di cuntrollu cù segnali di cambiamenti in a pusizione, a velocità è a corrente di u rotore di u mutore, è necessitanu una frequenza di commutazione più alta per riduce u rumore di u mutore di riluttanza cambiatu.
2.4.3 Mancanze di Motori Reluctance Switched
U sistema di cuntrollu di u mutore di reluctance cambiatu hè un pocu più cumplicatu cà i sistemi di cuntrollu di altri muturi. U detector di pusizioni hè u cumpunente chjave di u mutore di riluttanza cambiatu, è a so prestazione hà una influenza impurtante in u funziunamentu di cuntrollu di u mutore di riluttanza cambiatu. Siccomu u mutore di riluttanza cambiatu hè una struttura doppiamente salienti, ci hè inevitabilmente una fluttuazione di torque, è u rumore hè u principale svantaghju di u mutore di riluttanza cambiatu. In ogni casu, a ricerca in l'ultimi anni hà dimustratu chì u rumore di u mutore di riluttanza cambiatu pò esse cumplettamente soppresso aduprendu a tecnulugia di cuncepimentu, di fabricazione è di cuntrollu raghjone.
Inoltre, per via di a grande fluttuazione di u torque di output di u mutore di riluttanza cambiatu è di a grande fluttuazione di a corrente DC di u cunvertitore di putenza, un grande condensatore di filtru deve esse installatu nantu à u bus DC.I vitture anu aduttatu diversi mutori elettrici in diversi periodi storichi, utilizendu u mutore DC cù u megliu rendimentu di cuntrollu è u costu più bassu. Cù u sviluppu cuntinuu di a tecnulugia di u mutore, a tecnulugia di fabricazione di machini, a tecnulugia di l'elettronica di putere è a tecnulugia di cuntrollu autumàticu, i mutori AC. I mutori DC senza spazzole à magneti permanenti è i mutori di riluttanza cambiati mostranu un rendimentu superiore à i muturi DC, è questi muturi sò gradualmente rimpiazzati i motori DC in i veiculi elettrici. A Tabella 1 paraguna a prestazione di basa di diversi mutori elettrici utilizati in i veiculi elettrichi muderni. Attualmente, u costu di i mutori di corrente alternata, i mutori di magneti permanenti, i mutori di reluctance cambiati è i so dispositi di cuntrollu hè sempre relativamente altu. Dopu à a pruduzzione di massa, i prezzi di sti mutori è i dispusitivi di cuntrollu di unità vi diminuite rapidamente, chì hà da scuntrà i bisogni di benefici ecunomichi è fà u U prezzu di i veiculi ilettricu hè ridutta.
Tempu di Postu: 24-Mar-2022