Адамның қоршаған ортамен қатар өмір сүруі және жаһандық экономиканың тұрақты дамуы адамдарды аз шығарылатын және ресурсты үнемдейтін көлік құралдарын іздеуге ынталы етеді, ал электр көліктерін пайдалану, сөзсіз, перспективалы шешім.
Заманауи электрлік көліктер - бұл электр, электроника, механикалық басқару, материалтану және химиялық технология сияқты әртүрлі жоғары технологиялық технологияларды біріктіретін жан-жақты өнім. Жалпы жұмыс өнімділігі, үнемділік және т.б. алдымен аккумулятор жүйесіне және қозғалтқыш жетекті басқару жүйесіне байланысты. Электрлік көліктің қозғалтқыш жүйесі әдетте төрт негізгі бөліктен тұрады, атап айтқанда контроллер. Қуатты түрлендіргіштер, қозғалтқыштар және сенсорлар. Қазіргі уақытта электр көліктерінде қолданылатын қозғалтқыштарға әдетте тұрақты ток қозғалтқыштары, асинхронды қозғалтқыштар, қосылатын қарсылық қозғалтқыштары және тұрақты магнитті щеткасыз қозғалтқыштар кіреді.
1. Электрқозғалтқыштарға электромобильдердің негізгі талаптары
Электрлік көліктердің жұмысы, жалпы өнеркәсіптік қолданбалардан айырмашылығы, өте күрделі. Сондықтан жетек жүйесіне қойылатын талаптар өте жоғары.
1.1 Электрлік көліктерге арналған қозғалтқыштар үлкен лездік қуат, күшті шамадан тыс жүктеме, шамадан тыс жүктеме коэффициенті 3-тен 4-ке дейін), жақсы жеделдету өнімділігі және ұзақ қызмет ету сипаттамаларына ие болуы керек.
1.2 Электрлік көліктерге арналған қозғалтқыштар тұрақты айналу моменті аймағы мен тұрақты қуат аймағын қоса алғанда, жылдамдықты реттеудің кең ауқымына ие болуы керек. Тұрақты айналу моменті аймағында іске қосу және көтерілу талаптарын қанағаттандыру үшін төмен жылдамдықпен жүгіру кезінде жоғары момент қажет; тұрақты қуат аймағында тегіс жолдарда жоғары жылдамдықты жүргізу талаптарын қанағаттандыру үшін төмен айналу моменті қажет болғанда жоғары жылдамдық қажет. талап ету.
1.3 Электрлік көліктерге арналған электр қозғалтқышы көлік құралы баяулағанда қалпына келтіретін тежеуді жүзеге асыра алуы керек, электрлік көлік іштен жану қозғалтқышында қол жеткізу мүмкін емес энергияны пайдаланудың ең жақсы жылдамдығына ие болуы үшін батареяға энергияны қайтару және қайтару мүмкіндігі болуы керек. .
1.4 Электрлік көліктерге арналған электр қозғалтқышы бір зарядтың круиздік диапазонын жақсарту үшін бүкіл жұмыс диапазонында жоғары тиімділікке ие болуы керек.
Сонымен қатар, электромобильдерге арналған электр қозғалтқышы жақсы сенімділікке ие, қатал ортада ұзақ уақыт жұмыс істей алады, қарапайым құрылымға ие және жаппай өндіруге жарамды, жұмыс кезінде шуы төмен, пайдалану оңай болуы керек. және күтіп ұстау және арзан.
2 Электрлік көліктерге арналған электр қозғалтқыштарының түрлері мен басқару әдістері
2.1 Тұрақты ток
Қозғалтқыштар Қылшықты тұрақты ток қозғалтқыштарының негізгі артықшылықтары қарапайым басқару және жетілген технология болып табылады. Ол айнымалы ток қозғалтқыштарымен теңдессіз тамаша басқару сипаттамаларына ие. Ерте дамыған электрлік көліктерде тұрақты ток қозғалтқыштары жиі пайдаланылады, тіпті қазірдің өзінде кейбір электрлік көліктер әлі де тұрақты ток қозғалтқыштарымен басқарылады. Дегенмен, щеткалар мен механикалық коммутаторлардың болуына байланысты ол қозғалтқыштың шамадан тыс жүктемесі мен жылдамдығын одан әрі жақсартуды шектеп қана қоймайды, сонымен қатар ұзақ уақыт жұмыс істейтін болса, щеткалар мен коммутаторларға жиі техникалық қызмет көрсетуді және ауыстыруды талап етеді. Сонымен қатар, жоғалту роторда болғандықтан, жылуды тарату қиын, бұл қозғалтқыштың айналу моменті-масса қатынасын одан әрі жақсартуды шектейді. Тұрақты ток қозғалтқыштарының жоғарыда келтірілген ақауларын ескере отырып, тұрақты ток қозғалтқыштары негізінен жаңадан жасалған электр машиналарында қолданылмайды.
2.2 Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыш
2.2.1 Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың негізгі өнімділігі
Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар ең көп қолданылатын қозғалтқыштар болып табылады. Статор мен ротор кремний болат парақтарымен ламинатталған, статорлар арасында бір-бірімен жанасатын сырғанау сақиналары, коммутаторлар және басқа компоненттер жоқ. Қарапайым құрылым, сенімді жұмыс және берік. Айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштың қуат қамтуы өте кең, ал жылдамдығы 12000 ~ 15000р/мин жетеді. Ауа салқындату немесе сұйық салқындату салқындату еркіндігінің жоғары дәрежесімен қолданылуы мүмкін. Ол қоршаған ортаға жақсы бейімделеді және регенеративті кері тежеуді жүзеге асыра алады. Бірдей қуатты тұрақты ток қозғалтқышымен салыстырғанда, тиімділігі жоғары, сапасы шамамен екі есе төмендейді, бағасы арзан және техникалық қызмет көрсету ыңғайлы.
2.2.2 Басқару жүйесі
айнымалы ток асинхронды қозғалтқышының себебі Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыш аккумулятордан берілетін тұрақты ток қуатын тікелей пайдалана алмайды және айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыш сызықтық емес шығыс сипаттамаларына ие. Сондықтан айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышын пайдаланатын электрлік көлікте тұрақты токты айнымалы токты басқаруды жүзеге асыру үшін жиілігі мен амплитудасын реттеуге болатын айнымалы токқа түрлендіру үшін инвертордағы қуатты жартылай өткізгіш құрылғыны пайдалану қажет. үш фазалы қозғалтқыш. Негізінен v/f бақылау әдісі және сырғанау жиілігін басқару әдісі бар.
Векторлық басқару әдісін қолдана отырып, айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың қоздыру орамасының айнымалы ток жиілігі және кіріс айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың терминалды реттеуі, магнит ағыны және айналмалы магнит өрісінің моменті бақыланады. айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының жұмысы бақыланады және айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының өзгеруі жүзеге асырылады. Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқышты электрлік көліктерде кеңінен қолдануға болатындай жылдамдық пен шығыс моменті жүктемені өзгерту сипаттамаларының талаптарына жауап бере алады және ең жоғары тиімділікті ала алады.
2.2.3 Кемшіліктері
Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыш Айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың қуат тұтынуы үлкен, ал роторды қыздыру оңай. Айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының жоғары жылдамдықты жұмыс кезінде салқындатуын қамтамасыз ету қажет, әйтпесе қозғалтқыш бұзылады. Айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының қуат коэффициенті төмен, сондықтан жиілікті түрлендіру және кернеуді түрлендіру құрылғысының кіріс қуат коэффициенті де төмен, сондықтан үлкен сыйымдылықты жиілікті түрлендіру және кернеуді түрлендіру құрылғысын пайдалану қажет. Айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының басқару жүйесінің құны айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының өзінен әлдеқайда жоғары, бұл электр көлігінің құнын арттырады. Сонымен қатар, айнымалы токтың үш фазалы асинхронды қозғалтқышының жылдамдығын реттеу де нашар.
2.3 Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы
2.3.1 Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының негізгі өнімділігі
Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы жоғары өнімді қозғалтқыш болып табылады. Оның ең үлкен ерекшелігі щеткалардан тұратын механикалық байланыс құрылымы жоқ тұрақты ток қозғалтқышының сыртқы сипаттамаларына ие болуы. Сонымен қатар, ол тұрақты магнит роторын қабылдайды және қозу жоғалмайды: қыздырылған якорь орамасы жылуды таратуға оңай сыртқы статорға орнатылады. Сондықтан тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышында коммутациялық ұшқындар, радио кедергілер, ұзақ қызмет ету және сенімді жұмыс болмайды. , техникалық қызмет көрсету оңай. Сонымен қатар, оның жылдамдығы механикалық коммутациямен шектелмейді, ал егер ауа мойынтіректері немесе магнитті аспалы подшипниктер пайдаланылса, ол минутына бірнеше жүз мың айналымға дейін жұмыс істей алады. Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыш жүйесімен салыстырғанда, ол жоғары энергия тығыздығы мен жоғары тиімділікке ие және электрлік көліктерде жақсы қолдану мүмкіндігіне ие.
2.3.2 Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының басқару жүйесі The
типтік тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы квази ажыратылатын векторлық басқару жүйесі болып табылады. Тұрақты магнит тек тұрақты амплитудалы магнит өрісін тудыруы мүмкін болғандықтан, тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыш жүйесі өте маңызды. Ол аяқтау үшін әдетте ағымдағы гистерезис бақылауын немесе ағымдағы кері байланыс түрі SPWM әдісін пайдаланып, тұрақты момент аймағында жұмыс істеуге жарамды. Жылдамдықты одан әрі кеңейту үшін тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы өрісті әлсіретуді басқаруды да пайдалана алады. Өрісті әлсіретуді басқарудың мәні статор орамасындағы ағынның байланысын әлсірету үшін тікелей осьті магнитсіздандыру потенциалын қамтамасыз ету үшін фазалық токтың фазалық бұрышын алға жылжыту болып табылады.
2.3.3 жеткіліксіздігі
Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышына тұрақты магниттік материал процесі әсер етеді және шектеледі, бұл тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының қуат диапазонын аз етеді және максималды қуат тек ондаған киловатт құрайды. Тұрақты магнит материалы дірілге, жоғары температураға және шамадан тыс жүктеме тоғына ұшыраған кезде оның магниттік өткізгіштігі төмендеуі немесе магнитсізденуі мүмкін, бұл тұрақты магнитті қозғалтқыштың өнімділігін төмендетеді, тіпті ауыр жағдайларда қозғалтқышты зақымдайды. Шамадан тыс жүктеме пайда болмайды. Тұрақты қуат режимінде тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының жұмысы күрделі және күрделі басқару жүйесін қажет етеді, бұл тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының жетек жүйесін өте қымбат етеді.
2.4 Ауыспалы қарсылық қозғалтқышы
2.4.1 Ауыстырылатын қарсылық қозғалтқышының негізгі өнімділігі
Ауыстырылған қарсылық қозғалтқышы қозғалтқыштың жаңа түрі болып табылады. Жүйенің көптеген айқын ерекшеліктері бар: оның құрылымы басқа қозғалтқыштарға қарағанда қарапайым және қозғалтқыштың роторында сырғанау сақиналары, орамдары және тұрақты магниттері жоқ, тек статорда. Қарапайым шоғырланған орама бар, орамның ұштары қысқа, ал жөндеуге және жөндеуге оңай болатын фазааралық секіргіш жоқ. Сондықтан сенімділік жақсы, ал жылдамдық 15000 р/мин жетуі мүмкін. ПӘК 85%-дан 93%-ға дейін жетуі мүмкін, бұл айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарға қарағанда жоғары. Шығын негізінен статорда болады, ал қозғалтқышты салқындату оңай; ротор тұрақты магнит болып табылады, оның кең ауқымды жылдамдықты реттеу диапазоны және икемді басқаруы бар, ол крутящий жылдамдық сипаттамаларының әртүрлі арнайы талаптарына қол жеткізуге оңай және кең ауқымда жоғары тиімділікті сақтайды. Ол электрлік көліктердің қуат өнімділігі талаптарына көбірек сәйкес келеді.
2.4.2 Ауыспалы қарсылық қозғалтқышын басқару жүйесі
Ауыстырылатын тоқырау қозғалтқышы сызықты емес сипаттамалардың жоғары дәрежесіне ие, сондықтан оның жетек жүйесі күрделірек. Оның басқару жүйесінде қуат түрлендіргіші бар.
а. Қуат түрлендіргішінің қосылатын қарсылық қозғалтқышының қоздыру орамасы, тура токқа немесе кері токқа қарамастан, момент бағыты өзгеріссіз қалады, ал период ауыстырылады. Әрбір фазаға сыйымдылығы азырақ қуат қосқышы түтігі ғана қажет, ал қуат түрлендіргішінің тізбегі салыстырмалы түрде қарапайым, тікелей ақаусыз, жақсы сенімділік, жұмсақ іске қосу оңай және жүйенің төрт квадранттық жұмысы және күшті регенеративті тежеу мүмкіндігі . Құны айнымалы ток үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың инверторлық басқару жүйесінен төмен.
б. Контроллер
Контроллер микропроцессорлардан, сандық логикалық схемалардан және басқа компоненттерден тұрады. Драйвер енгізген пәрменге сәйкес микропроцессор бір уақытта позиция детекторы мен ток детекторы қайтаратын қозғалтқыштың роторының жағдайын талдайды және өңдейді және лезде шешім қабылдайды және орындау үшін бірқатар командалар береді. қосылатын қарсылық қозғалтқышын басқару. Электрлік көліктердің әртүрлі жағдайларда жұмыс істеуіне бейімделу. Контроллердің өнімділігі және реттеудің икемділігі микропроцессордың бағдарламалық және аппараттық құралдары арасындағы өнімділік кооперациясына байланысты.
в. Позиция детекторы
Ауыстырылатын қарсылық қозғалтқыштары басқару жүйесін қозғалтқыш роторының күйінің, айналу жылдамдығының және тоғының өзгеруі туралы сигналдармен қамтамасыз ету үшін жоғары дәлдіктегі позиция детекторларын қажет етеді және қосылатын қарсылық қозғалтқышының шуын азайту үшін жоғары коммутациялық жиілікті қажет етеді.
2.4.3 Ауыстырылатын қарсылық қозғалтқыштарының кемшіліктері
Басқа қозғалтқыштардың басқару жүйелеріне қарағанда, қосылатын ерімейтін қозғалтқыштың басқару жүйесі біршама күрделірек. Позиция детекторы қосылатын қарсылық қозғалтқышының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады және оның өнімділігі қосылатын қарсылық қозғалтқышының басқару жұмысына маңызды әсер етеді. Ауыстырылған құлықсыз қозғалтқыш екі есе көзге түсетін құрылым болғандықтан, моменттің ауытқуы сөзсіз болады, ал шу қосылатын қарсылық қозғалтқышының негізгі кемшілігі болып табылады. Дегенмен, соңғы жылдардағы зерттеулер дәлелді дизайн, өндіріс және басқару технологиясын қабылдау арқылы қосылатын құлықсыз қозғалтқыштың шуды толығымен басылуы мүмкін екенін көрсетті.
Сонымен қатар, қосылатын қарсылық қозғалтқышының шығыс моментінің үлкен ауытқуына және қуат түрлендіргішінің тұрақты токының үлкен ауытқуына байланысты тұрақты ток шинасына үлкен сүзгі конденсаторын орнату қажет.Автомобильдер әртүрлі тарихи кезеңдерде ең жақсы басқару өнімділігі және төмен құны бар тұрақты ток қозғалтқышын қолданатын әртүрлі электр қозғалтқыштарын қабылдады. Қозғалтқыш технологиясының, машина жасау технологиясының, қуатты электроника технологиясының және автоматты басқару технологиясының, айнымалы ток қозғалтқыштарының үздіксіз дамуымен. Тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыштары және қосылатын қарсылық қозғалтқыштары тұрақты ток қозғалтқыштарына қарағанда жоғары өнімділікті көрсетеді және бұл қозғалтқыштар электр көліктеріндегі тұрақты ток қозғалтқыштарын біртіндеп ауыстырады. 1-кесте қазіргі заманғы электр көліктерінде қолданылатын әртүрлі электр қозғалтқыштарының негізгі өнімділігін салыстырады. Қазіргі уақытта айнымалы ток қозғалтқыштарының, тұрақты магнитті қозғалтқыштардың, коммутациялық қарсылық қозғалтқыштарының және оларды басқару құрылғыларының құны әлі де салыстырмалы түрде жоғары. Жаппай шығарылғаннан кейін бұл қозғалтқыштар мен блоктарды басқару құрылғыларының бағасы тез төмендейді, бұл экономикалық тиімділік талаптарына жауап береді және электромобильдердің бағасын төмендетеді.
Хабарлама уақыты: 24 наурыз 2022 ж