Kewujudan bersama manusia dengan alam sekitar dan pembangunan ekonomi global yang mampan menjadikan orang ramai tidak sabar-sabar untuk mencari cara pengangkutan yang rendah pelepasan dan cekap sumber, dan penggunaan kenderaan elektrik sudah pasti merupakan penyelesaian yang menjanjikan.
Kenderaan elektrik moden ialah produk komprehensif yang mengintegrasikan pelbagai teknologi berteknologi tinggi seperti elektrik, elektronik, kawalan mekanikal, sains bahan dan teknologi kimia. Prestasi operasi keseluruhan, ekonomi, dsb. pertama bergantung pada sistem bateri dan sistem kawalan pemacu motor. Sistem pemacu motor kenderaan elektrik umumnya terdiri daripada empat bahagian utama, iaitu pengawal. Penukar kuasa, motor dan penderia. Pada masa ini, motor yang digunakan dalam kenderaan elektrik biasanya termasuk motor DC, motor aruhan, motor keengganan beralih, dan motor tanpa berus magnet kekal.
1. Keperluan asas kenderaan elektrik untuk motor elektrik
Pengendalian kenderaan elektrik, tidak seperti aplikasi industri am, adalah sangat kompleks. Oleh itu, keperluan untuk sistem pemacu adalah sangat tinggi.
1.1 Motor untuk kenderaan elektrik hendaklah mempunyai ciri-ciri kuasa segera yang besar, kapasiti beban lampau yang kuat, pekali beban lampau 3 hingga 4), prestasi pecutan yang baik dan hayat perkhidmatan yang panjang.
1.2 Motor untuk kenderaan elektrik harus mempunyai pelbagai peraturan kelajuan, termasuk kawasan tork malar dan kawasan kuasa malar. Di kawasan tork malar, tork tinggi diperlukan apabila berjalan pada kelajuan rendah untuk memenuhi keperluan permulaan dan pendakian; dalam kawasan kuasa malar, kelajuan tinggi diperlukan apabila tork rendah diperlukan untuk memenuhi keperluan pemanduan berkelajuan tinggi di jalan rata. Memerlukan.
1.3 Motor elektrik untuk kenderaan elektrik seharusnya dapat merealisasikan brek regeneratif apabila kenderaan menyahpecutan, memulihkan dan menyalurkan semula tenaga kepada bateri, supaya kenderaan elektrik mempunyai kadar penggunaan tenaga terbaik, yang tidak boleh dicapai dalam kenderaan enjin pembakaran dalaman .
1.4 Motor elektrik untuk kenderaan elektrik harus mempunyai kecekapan tinggi dalam keseluruhan julat operasi, untuk meningkatkan julat pelayaran bagi satu cas.
Di samping itu, ia juga dikehendaki bahawa motor elektrik untuk kenderaan elektrik mempunyai kebolehpercayaan yang baik, boleh bekerja untuk masa yang lama dalam persekitaran yang keras, mempunyai struktur yang ringkas dan sesuai untuk pengeluaran besar-besaran, mempunyai bunyi yang rendah semasa operasi, mudah digunakan. dan mengekalkan, dan murah.
2 Jenis dan Kaedah Kawalan Motor Elektrik untuk Kenderaan Elektrik
2.1 DC
Motor Kelebihan utama motor DC berus adalah kawalan mudah dan teknologi matang. Ia mempunyai ciri kawalan yang sangat baik yang tidak dapat ditandingi oleh motor AC. Dalam kenderaan elektrik yang dibangunkan awal, motor DC kebanyakannya digunakan, dan sehingga kini, beberapa kenderaan elektrik masih digerakkan oleh motor DC. Walau bagaimanapun, disebabkan kewujudan berus dan komutator mekanikal, ia bukan sahaja mengehadkan peningkatan lagi kapasiti dan kelajuan beban motor, tetapi juga memerlukan penyelenggaraan yang kerap dan penggantian berus dan komutator jika ia berjalan untuk jangka masa yang lama. Di samping itu, kerana kerugian wujud pada pemutar, adalah sukar untuk menghilangkan haba, yang mengehadkan peningkatan selanjutnya nisbah tork kepada jisim motor. Memandangkan kecacatan motor DC di atas, motor DC pada asasnya tidak digunakan dalam kenderaan elektrik yang baru dibangunkan.
2.2 Motor aruhan tiga fasa AC
2.2.1 Prestasi asas motor aruhan tiga fasa AC
Motor aruhan tiga fasa AC adalah motor yang paling banyak digunakan. Pemegun dan pemutar dilapisi dengan kepingan keluli silikon, dan tiada gelang gelincir, komutator dan komponen lain yang bersentuhan antara satu sama lain di antara pemegun. Struktur mudah, operasi yang boleh dipercayai dan tahan lama. Liputan kuasa motor aruhan AC adalah sangat luas, dan kelajuannya mencapai 12000 ~ 15000r/min. Penyejukan udara atau penyejukan cecair boleh digunakan, dengan tahap kebebasan penyejukan yang tinggi. Ia mempunyai kebolehsuaian yang baik kepada alam sekitar dan boleh merealisasikan brek maklum balas regeneratif. Berbanding dengan motor DC kuasa yang sama, kecekapannya lebih tinggi, kualiti dikurangkan kira-kira separuh, harganya murah, dan penyelenggaraannya mudah.
2.2.2 Sistem kawalan
daripada motor aruhan AC Kerana motor aruhan tiga fasa AC tidak boleh menggunakan kuasa DC secara langsung yang dibekalkan oleh bateri, dan motor aruhan tiga fasa AC mempunyai ciri keluaran tak linear. Oleh itu, dalam kenderaan elektrik yang menggunakan motor aruhan tiga fasa AC, perlu menggunakan peranti semikonduktor kuasa dalam penyongsang untuk menukar arus terus kepada arus ulang-alik yang frekuensi dan amplitudnya boleh diselaraskan untuk merealisasikan kawalan AC. motor tiga fasa. Terdapat terutamanya kaedah kawalan v/f dan kaedah kawalan frekuensi gelincir.
Menggunakan kaedah kawalan vektor, kekerapan arus ulang alik penggulungan pengujaan motor aruhan tiga fasa AC dan pelarasan terminal input motor aruhan tiga fasa AC dikawal, fluks magnet dan tork medan magnet berputar daripada motor aruhan tiga fasa AC dikawal, dan perubahan motor aruhan tiga fasa AC direalisasikan. Kelajuan dan tork keluaran boleh memenuhi keperluan ciri perubahan beban, dan boleh memperoleh kecekapan tertinggi, supaya motor aruhan tiga fasa AC boleh digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik.
2.2.3 Kekurangan
Motor aruhan tiga fasa AC Penggunaan kuasa motor aruhan tiga fasa AC adalah besar, dan pemutar mudah dipanaskan. Ia adalah perlu untuk memastikan penyejukan motor aruhan tiga fasa AC semasa operasi berkelajuan tinggi, jika tidak, motor akan rosak. Faktor kuasa motor aruhan tiga fasa AC adalah rendah, supaya faktor kuasa input penukaran frekuensi dan peranti penukaran voltan juga rendah, jadi perlu menggunakan peranti penukaran frekuensi dan penukaran voltan berkapasiti besar. Kos sistem kawalan motor aruhan tiga fasa AC jauh lebih tinggi daripada motor aruhan tiga fasa AC itu sendiri, yang meningkatkan kos kenderaan elektrik. Di samping itu, peraturan kelajuan motor aruhan tiga fasa AC juga lemah.
2.3 Motor DC tanpa berus magnet kekal
2.3.1 Prestasi asas motor DC tanpa berus magnet kekal
Motor DC tanpa berus magnet kekal ialah motor berprestasi tinggi. Ciri terbesarnya ialah ia mempunyai ciri luaran motor DC tanpa struktur sentuhan mekanikal yang terdiri daripada berus. Di samping itu, ia menggunakan pemutar magnet kekal, dan tiada kehilangan pengujaan: belitan angker yang dipanaskan dipasang pada pemegun luar, yang mudah untuk menghilangkan haba. Oleh itu, motor DC tanpa berus magnet kekal tidak mempunyai percikan pergantian, tiada gangguan radio, jangka hayat yang panjang dan operasi yang boleh dipercayai. , penyelenggaraan yang mudah. Di samping itu, kelajuannya tidak dihadkan oleh pertukaran mekanikal, dan jika galas udara atau galas penggantungan magnet digunakan, ia boleh berjalan sehingga beberapa ratus ribu pusingan seminit. Berbanding dengan sistem motor DC tanpa berus magnet kekal, ia mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi dan kecekapan yang lebih tinggi, dan mempunyai prospek aplikasi yang baik dalam kenderaan elektrik.
2.3.2 Sistem kawalan motor DC tanpa berus magnet kekal
Motor DC tanpa berus magnet kekal tipikal ialah sistem kawalan vektor penyahgandingan separa. Memandangkan magnet kekal hanya boleh menjana medan magnet amplitud tetap, sistem motor DC tanpa berus magnet kekal adalah sangat penting. Ia sesuai untuk berjalan di kawasan tork malar, secara amnya menggunakan kawalan histeresis semasa atau kaedah SPWM jenis maklum balas semasa untuk diselesaikan. Untuk mengembangkan lagi kelajuan, motor DC tanpa berus magnet kekal juga boleh menggunakan kawalan melemahkan medan. Intipati kawalan melemahkan medan adalah untuk memajukan sudut fasa arus fasa untuk menyediakan potensi penyahmagnetan paksi terus untuk melemahkan hubungan fluks dalam belitan stator.
2.3.3 Ketidakcukupan
Motor DC Tanpa Brush Magnet Kekal Motor DC tanpa berus magnet kekal dipengaruhi dan dihadkan oleh proses bahan magnet kekal, yang menjadikan julat kuasa motor DC tanpa berus magnet kekal kecil, dan kuasa maksimum hanya berpuluh kilowatt. Apabila bahan magnet kekal tertakluk kepada getaran, suhu tinggi dan arus beban lampau, kebolehtelapan magnetnya mungkin berkurangan atau demagnet, yang akan mengurangkan prestasi motor magnet kekal, dan juga merosakkan motor dalam kes yang teruk. Beban berlebihan tidak berlaku. Dalam mod kuasa malar, motor DC tanpa berus magnet kekal adalah rumit untuk dikendalikan dan memerlukan sistem kawalan yang kompleks, yang menjadikan sistem pemacu motor DC tanpa berus magnet kekal sangat mahal.
2.4 Motor Keengganan Bersuis
2.4.1 Prestasi Asas Motor Keengganan Bersuis
Motor keengganan tersuis adalah jenis motor baharu. Sistem ini mempunyai banyak ciri yang jelas: strukturnya lebih mudah daripada motor lain, dan tiada gelang gelincir, belitan dan magnet kekal pada pemutar motor, tetapi hanya pada stator. Terdapat penggulungan pekat yang mudah, hujung penggulungan adalah pendek, dan tidak ada pelompat antara fasa, yang mudah diselenggara dan dibaiki. Oleh itu, kebolehpercayaan adalah baik, dan kelajuan boleh mencapai 15000 r/min. Kecekapan boleh mencapai 85% hingga 93%, yang lebih tinggi daripada motor aruhan AC. Kerugian terutamanya dalam stator, dan motor mudah disejukkan; pemutar adalah magnet kekal, yang mempunyai julat peraturan kelajuan yang luas dan kawalan fleksibel, yang mudah untuk mencapai pelbagai keperluan khas ciri-ciri kelajuan tork, dan mengekalkan kecekapan tinggi dalam julat yang luas. Ia lebih sesuai untuk keperluan prestasi kuasa kenderaan elektrik.
2.4.2 Sistem kawalan motor keengganan beralih
Motor keengganan beralih mempunyai tahap ciri tak linear yang tinggi, oleh itu, sistem pemacunya lebih kompleks. Sistem kawalannya termasuk penukar kuasa.
a. Penggulungan pengujaan motor keengganan beralih penukar kuasa, tidak kira arus hadapan atau arus balik, arah tork kekal tidak berubah, dan tempoh diubah. Setiap fasa hanya memerlukan tiub suis kuasa dengan kapasiti yang lebih kecil, dan litar penukar kuasa adalah agak Mudah, tiada kegagalan lurus, kebolehpercayaan yang baik, mudah untuk melaksanakan permulaan lembut dan operasi empat kuadran sistem, dan keupayaan brek regeneratif yang kuat . Kosnya lebih rendah daripada sistem kawalan penyongsang motor aruhan tiga fasa AC.
b. Pengawal
Pengawal terdiri daripada mikropemproses, litar logik digital dan komponen lain. Mengikut input arahan oleh pemandu, mikropemproses menganalisis dan memproses kedudukan rotor motor yang disuap balik oleh pengesan kedudukan dan pengesan semasa pada masa yang sama, dan membuat keputusan dalam sekelip mata, dan mengeluarkan satu siri perintah pelaksanaan kepada mengawal motor keengganan tersuis. Menyesuaikan diri dengan pengendalian kenderaan elektrik dalam keadaan yang berbeza. Prestasi pengawal dan fleksibiliti pelarasan bergantung pada kerjasama prestasi antara perisian dan perkakasan mikropemproses.
c. Pengesan kedudukan
Motor keengganan beralih memerlukan pengesan kedudukan berketepatan tinggi untuk menyediakan sistem kawalan dengan isyarat perubahan dalam kedudukan, kelajuan dan arus pemutar motor, dan memerlukan frekuensi pensuisan yang lebih tinggi untuk mengurangkan bunyi motor keengganan yang dihidupkan.
2.4.3 Kekurangan Motor Keengganan Bersuis
Sistem kawalan motor keengganan beralih adalah sedikit lebih rumit daripada sistem kawalan motor lain. Pengesan kedudukan ialah komponen utama motor keengganan tersuis, dan prestasinya mempunyai pengaruh penting ke atas operasi kawalan motor keengganan tersuis. Memandangkan motor keengganan yang dihidupkan adalah struktur yang berganda-ganda, tidak dapat dielakkan terdapat turun naik tork, dan bunyi bising adalah kelemahan utama motor keengganan beralih. Walau bagaimanapun, penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah menunjukkan bahawa bunyi motor keengganan tersuis boleh ditindas sepenuhnya dengan menggunakan reka bentuk, pembuatan dan teknologi kawalan yang munasabah.
Di samping itu, disebabkan oleh turun naik besar tork keluaran motor keengganan beralih dan turun naik besar arus DC penukar kuasa, kapasitor penapis yang besar perlu dipasang pada bas DC.Kereta telah menggunakan motor elektrik yang berbeza dalam tempoh sejarah yang berbeza, menggunakan motor DC dengan prestasi kawalan terbaik dan kos yang lebih rendah. Dengan perkembangan berterusan teknologi motor, teknologi pembuatan jentera, teknologi elektronik kuasa dan teknologi kawalan automatik, motor AC. Motor DC tanpa berus magnet kekal dan motor keengganan beralih menunjukkan prestasi unggul berbanding motor DC, dan motor ini secara beransur-ansur menggantikan motor DC dalam kenderaan elektrik. Jadual 1 membandingkan prestasi asas pelbagai motor elektrik yang digunakan dalam kenderaan elektrik moden. Pada masa ini, kos motor arus ulang-alik, motor magnet kekal, motor keengganan suis dan peranti kawalannya masih agak tinggi. Selepas pengeluaran besar-besaran, harga motor dan peranti kawalan unit ini akan menurun dengan cepat, yang akan memenuhi keperluan faedah ekonomi dan menjadikan Harga kenderaan elektrik dikurangkan.
Masa siaran: Mac-24-2022