Соживотот на човечките суштества со животната средина и одржливиот развој на глобалната економија ги тера луѓето да бараат транспортно средство со ниски емисии и ефикасни ресурси, а употребата на електрични возила е несомнено ветувачко решение.
Современите електрични возила се сеопфатни производи кои интегрираат различни високотехнолошки технологии како што се електрична енергија, електроника, механичка контрола, наука за материјали и хемиска технологија. Вкупните работни перформанси, економичноста итн. најпрво зависат од системот на батерии и од системот за контрола на погонот на моторот. Системот за погон на моторот на електричното возило генерално се состои од четири главни делови, имено контролорот. Конвертори на моќност, мотори и сензори. Во моментов, моторите што се користат во електричните возила генерално вклучуваат мотори со еднонасочна струја, асинхрони мотори, мотори со прекин на желбата и мотори без четки со постојан магнет.
1. Основни барања на електричните возила за електромотори
Работата на електричните возила, за разлика од општите индустриски апликации, е многу сложена. Затоа, барањата за погонскиот систем се многу високи.
1.1 Моторите за електрични возила треба да имаат карактеристики на голема моментална моќност, силен капацитет на преоптоварување, коефициент на преоптоварување од 3 до 4), добри перформанси за забрзување и долг работен век.
1.2. Во областа на постојан вртежен момент, потребен е висок вртежен момент кога работи со мала брзина за да се задоволат барањата за стартување и искачување; во областа на постојана моќност, потребна е голема брзина кога е потребен мал вртежен момент за да се задоволат барањата за возење со голема брзина на рамни патишта. Бараат.
1.3 Електричниот мотор за електрични возила треба да може да реализира регенеративно сопирање кога возилото успорува, да закрепнува и да ја враќа енергијата на батеријата, така што електричното возило има најдобра стапка на искористување енергија, што не може да се постигне во возилото со мотор со внатрешно согорување .
1.4 Електричниот мотор за електрични возила треба да има висока ефикасност во целиот работен опсег, за да се подобри опсегот на крстарење со едно полнење.
Покрај тоа, исто така, потребно е електричниот мотор за електрични возила да има добра доверливост, да може да работи долго време во сурова средина, да има едноставна структура и да е погоден за масовно производство, да има низок шум за време на работа, да е лесен за употреба. и одржува, и е евтин.
2 Видови и контролни методи на електрични мотори за електрични возила
2.1 DC
Мотори Главните предности на четканите DC мотори се едноставната контрола и зрелата технологија. Има одлични контролни карактеристики неспоредливи со AC моторите. Во раните развиени електрични возила, најчесто се користат DC мотори, а дури и сега, некои електрични возила сè уште се управуваат со мотори со еднонасочна струја. Меѓутоа, поради постоењето на четки и механички комутатори, не само што го ограничува понатамошното подобрување на капацитетот и брзината на преоптоварување на моторот, туку бара и често одржување и замена на четките и комутаторите доколку работи подолго време. Дополнително, бидејќи загубата постои на роторот, тешко е да се исфрли топлината, што го ограничува понатамошното подобрување на односот вртежен момент на моторот и масата. Со оглед на горенаведените дефекти на DC моторите, DC моторите во основа не се користат кај ново развиените електрични возила.
2,2 AC трифазен индукциски мотор
2.2.1 Основни перформанси на трифазен асинхрон мотор со наизменична струја
Трифазните асинхрони мотори со наизменична струја се најшироко користените мотори. Статорот и роторот се ламинирани со лимови од силициум челик, а меѓу статорите нема лизгачки прстени, комутатори и други компоненти кои се во контакт едни со други. Едноставна структура, сигурна работа и издржлива. Покриеноста на моќноста на асинхрониот мотор со наизменична струја е многу широка, а брзината достигнува 12000 ~ 15000 r/min. Може да се користи воздушно ладење или течно ладење, со висок степен на слобода на ладење. Има добра приспособливост кон околината и може да реализира регенеративно сопирање со повратни информации. Во споредба со DC мотор со иста моќност, ефикасноста е поголема, квалитетот е намален за околу половина, цената е евтина, а одржувањето е погодно.
2.2.2 Контролен систем
на асинхрониот мотор со наизменична струја Бидејќи трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја не може директно да ја користи DC струјата што ја снабдува батеријата, а трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја има нелинеарни излезни карактеристики. Затоа, во електрично возило што користи трифазен индукциски мотор со наизменична струја, неопходно е да се користи напојниот полупроводнички уред во инверторот за да се претвори директната струја во наизменична струја чија фреквенција и амплитуда може да се прилагодат за да се реализира контролата на наизменичната струја. трифазен мотор. Постојат главно метод на контрола v/f и метод за контрола на фреквенцијата на лизгање.
Користејќи го методот на векторска контрола, се контролира фреквенцијата на наизменичната струја на возбудното намотување на трифазниот индукциски мотор со наизменична струја и приспособувањето на терминалот на влезниот AC трифазен индукциски мотор, магнетниот флукс и вртежниот момент на ротирачкото магнетно поле на трифазниот индукциски мотор со наизменична струја се контролираат, а се реализира и промената на трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја. Брзината и излезниот вртежен момент можат да ги задоволат барањата за карактеристиките на промена на оптоварувањето и можат да добијат најголема ефикасност, така што трифазниот индукциски мотор со наизменична струја може широко да се користи во електрични возила.
2.2.3 Недостатоци на
Трифазен индукциски мотор со наизменична струја Потрошувачката на енергија на трифазниот индукциски мотор со наизменична струја е голема, а роторот лесно се загрева. Потребно е да се обезбеди ладење на трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја при работа со голема брзина, во спротивно моторот ќе се оштети. Факторот на моќност на трифазниот индукциски мотор со наизменична струја е низок, така што факторот на влезна моќност на уредот за конверзија на фреквенција и конверзија на напон е исто така низок, па затоа е неопходно да се користи уред за конверзија на фреквенција и конверзија на напон со голем капацитет. Цената на контролниот систем на трифазниот индукциски мотор со наизменична струја е многу повисока од онаа на самиот трифазен индукциски мотор со наизменична струја, што ја зголемува цената на електричното возило. Покрај тоа, регулацијата на брзината на трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја е исто така слаба.
2.3 DC мотор со постојан магнет без четкички
2.3.1 Основни перформанси на DC мотор без четкички со постојан магнет
DC моторот без четкички со постојан магнет е мотор со високи перформанси. Неговата најголема карактеристика е тоа што ги има надворешните карактеристики на DC мотор без механичка контактна структура составена од четки. Дополнително, го усвојува роторот со постојан магнет и нема загуба од возбудувањето: намотката на загреаната арматура е инсталирана на надворешниот статор, со што лесно се ослободува топлината. Затоа, DC моторот без четкички со постојан магнет нема комутациски искри, нема радио пречки, долг животен век и сигурна работа. , лесно одржување. Покрај тоа, неговата брзина не е ограничена со механичка комутација, и ако се користат воздушни лежишта или лежишта за магнетна суспензија, може да работи до неколку стотици илјади вртежи во минута. Во споредба со DC моторниот систем без четкички со постојан магнет, тој има поголема густина на енергија и поголема ефикасност и има добри изгледи за примена кај електричните возила.
2.3.2 Контролниот систем на DC моторот без четкички со постојан магнет
типичен DC мотор без четкички со постојан магнет е квази-раздвојувачки векторски систем за контрола. Бидејќи постојаниот магнет може да генерира само магнетно поле со фиксна амплитуда, DC моторниот систем без четкички со постојан магнет е многу важен. Погоден е за работа во регионот на постојан вртежен момент, генерално користејќи тековна контрола на хистерезис или метод на тековен тип на повратни информации SPWM за комплетирање. Со цел дополнително да се прошири брзината, DC моторот без четкички со постојан магнет може да користи и контрола за слабеење на полето. Суштината на контролата на слабеењето на полето е да се унапреди фазниот агол на фазната струја за да се обезбеди потенцијал за демагнетизација на директна оска за да се ослабне флуксното поврзување во намотката на статорот.
2.3.3 Инсуфициенција на
DC мотор со постојан магнет без четкички DC моторот со постојан магнет без четкички е засегнат и ограничен од процесот на материјал со постојан магнет, што го прави мал опсегот на моќност на DC моторот без четкички со постојан магнет, а максималната моќност е само десетици киловати. Кога материјалот со постојан магнет е подложен на вибрации, висока температура и струја на преоптоварување, неговата магнетна пропустливост може да се намали или демагнетизира, што ќе ги намали перформансите на моторот со постојан магнет, па дури и ќе го оштети моторот во тешки случаи. Преоптоварување не се случува. Во режимот на постојана моќност, DC моторот без четкички со постојан магнет е комплициран за работа и бара комплексен контролен систем, што го прави погонскиот систем на DC моторот без четкички со постојан магнет многу скап.
2.4 Мотор со прекин на желбата
2.4.1 Основни перформанси на моторот со прекинувана отпорност
Моторот со прекинувана револност е нов тип на мотор. Системот има многу очигледни карактеристики: неговата структура е поедноставна од кој било друг мотор и нема лизгачки прстени, намотки и постојани магнети на роторот на моторот, туку само на статорот. Има едноставно концентрирано намотување, краевите на ликвидацијата се кратки и нема меѓуфазен скокач, кој е лесен за одржување и поправка. Затоа, доверливоста е добра, а брзината може да достигне 15000 r/min. Ефикасноста може да достигне 85% до 93%, што е повисока од онаа на асинхроните мотори со наизменична струја. Загубата е главно во статорот, а моторот лесно се лади; роторот е постојан магнет, кој има широк опсег на регулација на брзината и флексибилна контрола, што е лесно да се постигнат различни посебни барања за карактеристиките на вртежниот момент и одржува висока ефикасност во широк опсег. Тој е посоодветен за барањата за моќност на електричните возила.
2.4.2 Систем за контрола на моторот со прекинувач
Моторот со прекинувачот има висок степен на нелинеарни карактеристики, затоа неговиот погонски систем е покомплексен. Неговиот контролен систем вклучува конвертор на моќност.
а. Намотување на побудување на прекинуваниот мотор со револт на моќниот конвертор, без разлика на напредната или обратната струја, насоката на вртежниот момент останува непроменета, а периодот се менува. Секоја фаза има потреба од само цевка за прекинувач за напојување со помал капацитет, а колото на конверторот на моќност е релативно едноставно, без директен дефект, добра доверливост, лесен за имплементација на мек старт и четири квадрантна работа на системот и силна способност за регенеративно сопирање . Цената е пониска од системот за контрола на инвертерот на трифазниот асинхрон мотор со наизменична струја.
б. Контролор
Контролерот се состои од микропроцесори, дигитални логички кола и други компоненти. Според командата што ја внесува возачот, микропроцесорот ја анализира и обработува позицијата на роторот на моторот што се враќа од детекторот за позиција и детекторот за струја во исто време, и донесува одлуки во еден момент и издава серија на команди за извршување на контролирајте го прекинуваниот мотор со неволност. Прилагодете се на работата на електричните возила под различни услови. Перформансите на контролорот и флексибилноста на прилагодувањето зависат од соработката на перформансите помеѓу софтверот и хардверот на микропроцесорот.
в. Детектор за позиции
Моторите со преклопен отпор бараат високопрецизни детектори за позиција за да му обезбедат на контролниот систем сигнали за промените во положбата, брзината и струјата на роторот на моторот и бараат поголема фреквенција на префрлување за да се намали бучавата на прекинуваниот мотор со неволност.
2.4.3 Недостатоци на мотори со прекинувана револност
Системот за контрола на моторот со прекинувачот е малку покомплициран од контролните системи на другите мотори. Детекторот за позиција е клучната компонента на прекинувачкиот мотор со револт, а неговата изведба има важно влијание врз контролната работа на прекинуваниот мотор со отпор. Со оглед на тоа што моторот со вклучена револност е двојно истакната структура, неизбежно има флуктуација на вртежниот момент, а бучавата е главниот недостаток на моторот со прекинувач. Сепак, истражувањата во последниве години покажаа дека бучавата на моторот со прекинувач на револт може целосно да се потисне со усвојување разумна технологија за дизајн, производство и контрола.
Дополнително, поради големата флуктуација на излезниот вртежен момент на прекинуваниот мотор со револт и големата флуктуација на DC струјата на конверторот на моќноста, треба да се инсталира голем кондензатор за филтер на DC магистралата.Автомобилите имаат усвоено различни електрични мотори во различни историски периоди, користејќи го DC моторот со најдобри контролни перформанси и пониски трошоци. Со континуиран развој на технологијата на мотори, технологијата за производство на машини, технологијата за електроника за напојување и технологијата за автоматска контрола, мотори со наизменична струја. DC-моторите без четкички со постојан магнет и моторите со прекинувачка отпорност покажуваат супериорни перформанси во однос на моторите со еднонасочна струја, а овие мотори постепено ги заменуваат моторите со еднонасочна струја кај електричните возила. Табелата 1 ги споредува основните перформанси на различни електрични мотори што се користат во современите електрични возила. Во моментов, цената на моторите со наизменична струја, моторите со постојан магнет, моторите со прекинување на желбата и нивните контролни уреди сè уште се релативно високи. По масовното производство, цените на овие мотори и уреди за контрола на единиците брзо ќе се намалат, со што ќе се задоволат барањата за економски придобивки и ќе се намали цената на електричните возила.
Време на објавување: Мар-24-2022