Kodėl variklio greitis didėja ir didėja dėl sąnaudų?

pratarmė

 

 

Balandžio 10 d. vykusioje „2023 m. Dongfeng Motor Brand Spring Conference“ konferencijoje buvo išleistas naujas Mach E energijos prekės ženklas. E reiškia elektrinį, didelio efektyvumo, energijos taupymą ir aplinkos apsaugą.Mach E daugiausia sudaro trys pagrindinės produktų platformos: elektrinė pavara, akumuliatorius ir energijos papildymas.

 

Tarp jų Mach elektrinės pavaros dalis turi šias charakteristikas:

 

  • Variklis su anglies pluoštu dengto rotoriaus technologija, greitis gali siekti 30 000 aps./min.
  • alyvos aušinimas;
  • Plokščias vielos statorius su 1 lizdu ir 8 laidais;
  • Savarankiškai sukurtas SiC valdiklis;
  • Maksimalus sistemos efektyvumas gali siekti 94,5%.

 

Palyginti su kitomis technologijomis,anglies pluoštu dengtas rotorius ir maksimalus 30 000 aps./min. greitis tapo ryškiausiais šios elektrinės pavaros akcentais.

 

微信图片_20230419181816
Mach E 30000 aps./min elektrinė pavara

 

Dideli RPM ir mažos sąnaudos iš esmės susiję

Maksimalus naujojo energetinio variklio greitis padidėjo nuo pradinių 10 000 aps./min iki dabar populiarių 15 000–18 000 aps./min.Pastaruoju metu įmonės pradėjo gaminti daugiau nei 20 000 aps./min elektrinių pavarų sistemas, tad kodėl naujų energijos variklių greitis didėja ir didėja?

 

Taip, rezultatai pagrįsti sąnaudomis!

 

Toliau pateikiama variklio greičio ir variklio kainos ryšio analizė teoriniu ir modeliavimo lygiais.

 

Naują grynai energiją naudojančią elektrinę pavaros sistemą paprastai sudaro trys dalys: variklis, variklio valdiklis ir pavarų dėžė.Variklio valdiklis yra elektros energijos įvesties galas, pavarų dėžė yra mechaninės energijos išėjimo galas, o variklis yra elektros energijos ir mechaninės energijos konversijos vienetas.Jo veikimo būdas yra toks, kad valdiklis į variklį įveda elektros energiją (srovę * įtampą).Sąveikaujant elektros energijai ir magnetinei energijai variklio viduje, jis perduoda mechaninę energiją (greitį* sukimo momentą) į pavarų dėžę.Pavarų dėžė varo transporto priemonę, reguliuodama variklio greitį ir sukimo momentą per pavarų mažinimo santykį.

 

Išanalizavus variklio sukimo momento formulę, matyti, kad variklio išėjimo momentas T2 teigiamai koreliuoja su variklio tūriu.

 

微信图片_20230419181827
 

N – statoriaus apsisukimų skaičius, I – statoriaus įėjimo srovė, B – oro srauto tankis, R – rotoriaus šerdies spindulys, o L – variklio šerdies ilgis.

 

Užtikrinant variklio apsisukimų skaičių, valdiklio įėjimo srovę ir variklio oro tarpo srauto tankį, jei sumažinamas variklio išėjimo momento T2 poreikis, nurodomas variklio ilgis arba skersmuo. geležies šerdis gali būti sumažinta.

 

Variklio šerdies ilgio pakeitimas neapima statoriaus ir rotoriaus štampavimo formos pakeitimo, o pakeitimas yra gana paprastas, todėl įprasta operacija yra nustatyti šerdies skersmenį ir sumažinti šerdies ilgį. .

 

Mažėjant geležinės šerdies ilgiui, sumažėja variklio elektromagnetinių medžiagų (geležies šerdies, magnetinio plieno, variklio apvijos) kiekis.Elektromagnetinės medžiagos sudaro santykinai didelę variklio sąnaudų dalį – apie 72%.Jei sukimo momentas gali būti sumažintas, variklio kaina bus žymiai sumažinta.

 

微信图片_20230419181832
 

Variklio sąnaudų sudėtis

 

Kadangi naujos energijos transporto priemonės turi pastovų rato galo sukimo momento poreikį, jei reikia sumažinti variklio išėjimo momentą, pavarų dėžės greičio santykis turi būti padidintas, kad būtų užtikrintas transporto priemonės rato galo sukimo momentas.

 

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 – rato galo greitis, n2 – variklio greitis, T1 – rato galo sukimo momentas, T2 – variklio sukimo momentas, r – redukcijos koeficientas.

 

O kadangi naujoms energetinėms transporto priemonėms vis dar galioja maksimalaus greičio reikalavimas, padidinus greičių dėžės greičio santykį mažės ir didžiausias transporto priemonės greitis, o tai yra nepriimtina, todėl reikia padidinti variklio sūkius.

 

Apibendrinant,varikliui sumažinus sukimo momentą ir padidinus greitį, esant protingam greičio santykiui, jis gali sumažinti variklio kainą, tuo pačiu užtikrindamas transporto priemonės galios poreikį.

Detorsijos pagreitėjimo įtaka kitoms savybėms01Sumažinus sukimo momentą ir padidinus greitį, variklio šerdies ilgis mažėja, ar tai turės įtakos galiai? Pažiūrėkime į galios formulę.

 

微信图片_20230419181837
U – fazinė įtampa, I – statoriaus įėjimo srovė, cos∅ – galios koeficientas, o η – efektyvumas.

 

Iš formulės matyti, kad variklio išėjimo galios formulėje nėra parametrų, susijusių su variklio dydžiu, todėl variklio šerdies ilgio pokytis turi mažai įtakos galiai.

 

Toliau pateikiamas tam tikro variklio išorinių charakteristikų modeliavimo rezultatas. Lyginant su išorine charakteristikos kreive, geležies šerdies ilgis sumažėja, variklio išėjimo sukimo momentas tampa mažesnis, tačiau maksimali išėjimo galia beveik nesikeičia, kas patvirtina ir aukščiau pateiktą teorinį išvedimą.

微信图片_20230419181842

Variklio galios ir sukimo momento išorinių charakteristikų kreivių palyginimas su skirtingais geležies šerdies ilgiais

 

02Variklio apsukų padidėjimas kelia aukštesnius reikalavimus guoliams parinkti, o greitaeigiai guoliai reikalingi, kad būtų užtikrintas guolių eksploatavimo laikas.

03Didelės spartos varikliai labiau tinka alyvos aušinimui, o tai gali pašalinti alyvos sandariklio parinkimo problemas ir kartu užtikrinti šilumos išsklaidymą.

04Dėl didelio variklio greičio galima apsvarstyti galimybę naudoti apvalios vielos variklį, o ne plokščią variklį, kad sumažintumėte apvijos kintamosios srovės nuostolius dideliu greičiu.

05Kai variklio polių skaičius yra fiksuotas, variklio veikimo dažnis padidėja dėl greičio padidėjimo. Norint sumažinti srovės harmonikas, būtina padidinti maitinimo modulio perjungimo dažnį. Todėl SiC valdiklis su dideliu perjungimo dažnio varža yra geras didelės spartos variklių partneris.

06Norint sumažinti geležies nuostolius esant dideliam greičiui, būtina pasirinkti mažų nuostolių ir didelio stiprumo feromagnetines medžiagas.

07Užtikrinkite, kad rotorius nebūtų pažeistas dėl per didelio greičio esant 1,2 karto didesniam už maksimalų greitį, pvz., magnetinės izoliacijos tiltelio optimizavimas, anglies pluošto danga ir kt.

 

微信图片_20230419181847
Anglies pluošto audimo paveikslas

 

Apibendrinti

 

 

Padidinus variklio greitį, galima sutaupyti variklio sąnaudas, tačiau taip pat reikia atsižvelgti į kitų komponentų sąnaudų padidėjimą.Greitaeigiai varikliai bus elektros pavaros sistemų plėtros kryptis. Tai ne tik būdas taupyti išlaidas, bet ir įmonės techninio lygio atspindys.Greitaeigių variklių kūrimas ir gamyba vis dar labai sunku. Be naujų medžiagų ir naujų procesų taikymo, tai taip pat reikalauja elektros inžinierių meistriškumo dvasios.


Paskelbimo laikas: 2023-04-19