Kenderaan elektrik terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: sistem pemanduan motor, sistem bateri dan sistem kawalan kenderaan. Sistem pemacu motor ialah bahagian yang secara langsung menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal, yang menentukan penunjuk prestasi kenderaan elektrik. Oleh itu, pemilihan motor pemacu amat penting.
Dalam persekitaran perlindungan alam sekitar, kenderaan elektrik juga telah menjadi tumpuan penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Kenderaan elektrik boleh mencapai pelepasan sifar atau sangat rendah dalam trafik bandar, dan mempunyai kelebihan besar dalam bidang perlindungan alam sekitar. Semua negara bekerja keras untuk membangunkan kenderaan elektrik. Kenderaan elektrik terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: sistem pemanduan motor, sistem bateri dan sistem kawalan kenderaan. Sistem pemacu motor ialah bahagian yang secara langsung menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal, yang menentukan penunjuk prestasi kenderaan elektrik. Oleh itu, pemilihan motor pemacu amat penting.
1. Keperluan untuk kenderaan elektrik untuk motor pemacu
Pada masa ini, penilaian prestasi kenderaan elektrik terutamanya mempertimbangkan tiga petunjuk prestasi berikut:
(1) Perbatuan maksimum (km): perbatuan maksimum kenderaan elektrik selepas bateri dicas sepenuhnya;
(2) Keupayaan pecutan: masa minimum yang diperlukan untuk kenderaan elektrik memecut dari pegun ke kelajuan tertentu;
(3) Kelajuan maksimum (km/j): kelajuan maksimum yang boleh dicapai oleh kenderaan elektrik.
Motor yang direka untuk ciri pemanduan kenderaan elektrik mempunyai keperluan prestasi khas berbanding dengan motor industri:
(1) Motor pemacu kenderaan elektrik biasanya memerlukan keperluan prestasi dinamik yang tinggi untuk kerap mula/berhenti, pecutan/nyahpecutan, dan kawalan tork;
(2) Untuk mengurangkan berat keseluruhan kenderaan, transmisi berbilang kelajuan biasanya dibatalkan, yang memerlukan motor boleh memberikan tork yang lebih tinggi pada kelajuan rendah atau semasa mendaki cerun, dan biasanya boleh bertahan 4-5 kali. lebihan beban;
(3) Julat peraturan kelajuan dikehendaki sebesar mungkin, dan pada masa yang sama, adalah perlu untuk mengekalkan kecekapan operasi yang tinggi dalam keseluruhan julat peraturan kelajuan;
(4) Motor direka bentuk untuk mempunyai kelajuan terkadar tinggi sebanyak mungkin, dan pada masa yang sama, selongsong aloi aluminium digunakan sebanyak mungkin. Motor berkelajuan tinggi bersaiz kecil, yang kondusif untuk mengurangkan berat kenderaan elektrik;
(5) Kenderaan elektrik harus mempunyai penggunaan tenaga yang optimum dan mempunyai fungsi pemulihan tenaga brek. Tenaga yang dipulihkan melalui brek regeneratif secara amnya harus mencapai 10%-20% daripada jumlah tenaga;
(6) Persekitaran kerja motor yang digunakan dalam kenderaan elektrik adalah lebih kompleks dan keras, memerlukan motor mempunyai kebolehpercayaan yang baik dan kebolehsuaian alam sekitar, dan pada masa yang sama untuk memastikan bahawa kos pengeluaran motor tidak boleh terlalu tinggi.
2. Beberapa motor pemacu yang biasa digunakan
2.1 Motor DC
Pada peringkat awal pembangunan kenderaan elektrik, kebanyakan kenderaan elektrik menggunakan motor DC sebagai motor pemacu. Teknologi motor jenis ini agak matang, dengan kaedah kawalan yang mudah dan peraturan kelajuan yang sangat baik. Ia digunakan untuk menjadi yang paling banyak digunakan dalam bidang motor peraturan kelajuan. . Walau bagaimanapun, disebabkan oleh struktur mekanikal motor DC yang kompleks, seperti: berus dan komutator mekanikal, kapasiti beban lampau serta-merta dan peningkatan selanjutnya kelajuan motor adalah terhad, dan dalam kes kerja jangka panjang, struktur mekanikal motor akan Kerugian dijana dan kos penyelenggaraan meningkat. Di samping itu, apabila motor berjalan, percikan api dari berus membuat rotor menjadi panas, membazir tenaga, menjadikannya sukar untuk menghilangkan haba, dan juga menyebabkan gangguan elektromagnet frekuensi tinggi, yang menjejaskan prestasi kenderaan. Disebabkan oleh kekurangan motor DC di atas, kenderaan elektrik semasa pada dasarnya telah menghapuskan motor DC.
2.2 Motor tak segerak AC
Motor asynchronous AC adalah sejenis motor yang digunakan secara meluas dalam industri. Ia dicirikan bahawa pemegun dan pemutar dilapisi oleh kepingan keluli silikon. Kedua-dua hujung dibungkus dengan penutup aluminium. , operasi yang boleh dipercayai dan tahan lama, penyelenggaraan yang mudah. Berbanding dengan motor DC dengan kuasa yang sama, motor tak segerak AC adalah lebih cekap, dan jisimnya kira-kira satu setengah lebih ringan. Jika kaedah kawalan kawalan vektor diguna pakai, kebolehkawalan dan julat peraturan kelajuan yang lebih luas setanding dengan motor DC boleh diperolehi. Disebabkan kelebihan kecekapan tinggi, kuasa khusus yang tinggi dan kesesuaian untuk operasi berkelajuan tinggi, motor tak segerak AC ialah motor yang paling banyak digunakan dalam kenderaan elektrik berkuasa tinggi. Pada masa ini, motor tak segerak AC telah dihasilkan secara besar-besaran, dan terdapat pelbagai jenis produk matang untuk dipilih. Walau bagaimanapun, dalam kes operasi berkelajuan tinggi, pemutar motor dipanaskan dengan serius, dan motor mesti disejukkan semasa operasi. Pada masa yang sama, sistem pemacu dan kawalan motor tak segerak adalah sangat rumit, dan kos badan motor juga tinggi. Berbanding dengan motor magnet kekal dan keengganan beralih Untuk motor, kecekapan dan ketumpatan kuasa motor tak segerak adalah rendah, yang tidak kondusif untuk meningkatkan perbatuan maksimum kenderaan elektrik.
2.3 Motor magnet kekal
Motor magnet kekal boleh dibahagikan kepada dua jenis mengikut bentuk gelombang arus yang berbeza dari belitan stator, satu ialah motor DC tanpa berus, yang mempunyai arus gelombang nadi segi empat tepat; yang satu lagi ialah motor segerak magnet kekal, yang mempunyai arus gelombang sinus. Kedua-dua jenis motor pada asasnya adalah sama dalam struktur dan prinsip kerja. Rotor adalah magnet kekal, yang mengurangkan kehilangan yang disebabkan oleh pengujaan. Stator dipasang dengan belitan untuk menjana tork melalui arus ulang alik, jadi penyejukan agak mudah. Oleh kerana motor jenis ini tidak perlu memasang berus dan struktur pertukaran mekanikal, tiada percikan komutasi akan dihasilkan semasa operasi, operasinya selamat dan boleh dipercayai, penyelenggaraannya mudah, dan kadar penggunaan tenaga adalah tinggi.
Sistem kawalan motor magnet kekal adalah lebih mudah daripada sistem kawalan motor tak segerak AC. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh had proses bahan magnet kekal, julat kuasa motor magnet kekal adalah kecil, dan kuasa maksimum biasanya hanya berpuluh-puluh juta, yang merupakan kelemahan terbesar motor magnet kekal. Pada masa yang sama, bahan magnet kekal pada pemutar akan mempunyai fenomena pereputan magnet di bawah keadaan suhu tinggi, getaran dan arus lebih, jadi di bawah keadaan kerja yang agak kompleks, motor magnet kekal terdedah kepada kerosakan. Selain itu, harga bahan magnet kekal adalah tinggi, jadi kos keseluruhan motor dan sistem kawalannya adalah tinggi.
2.4 Motor Keengganan Bersuis
Sebagai jenis motor baharu, motor keengganan tersuis mempunyai struktur paling ringkas berbanding jenis motor pemacu yang lain. Pemegun dan pemutar adalah kedua-dua struktur menonjol berganda yang diperbuat daripada kepingan keluli silikon biasa. Tiada struktur pada rotor. Stator dilengkapi dengan penggulungan pekat mudah, yang mempunyai banyak kelebihan seperti struktur ringkas dan pepejal, kebolehpercayaan yang tinggi, ringan, kos rendah, kecekapan tinggi, kenaikan suhu rendah, dan penyelenggaraan yang mudah. Selain itu, ia mempunyai ciri-ciri cemerlang kebolehkawalan yang baik bagi sistem kawalan kelajuan DC, dan sesuai untuk persekitaran yang keras, dan sangat sesuai digunakan sebagai motor pemacu untuk kenderaan elektrik.
Memandangkan sebagai motor pemacu kenderaan elektrik, motor DC dan motor magnet kekal mempunyai kebolehsuaian yang lemah dalam struktur dan persekitaran kerja yang kompleks, dan terdedah kepada kegagalan mekanikal dan penyahmagnetan, makalah ini memfokuskan pada pengenalan motor keengganan beralih dan motor tak segerak AC. Berbanding dengan mesin, ia mempunyai kelebihan yang jelas dalam aspek berikut.
2.4.1 Struktur badan motor
Struktur motor keengganan tersuis adalah lebih mudah daripada motor aruhan sangkar tupai. Kelebihannya yang luar biasa ialah tiada penggulungan pada rotor, dan ia hanya diperbuat daripada kepingan keluli silikon biasa. Kebanyakan kehilangan keseluruhan motor tertumpu pada belitan stator, yang menjadikan motor mudah untuk dihasilkan, mempunyai penebat yang baik, mudah disejukkan, dan mempunyai ciri-ciri pelesapan haba yang sangat baik. Struktur motor ini boleh mengurangkan saiz dan berat motor, dan boleh diperolehi dengan jumlah yang kecil. kuasa keluaran yang lebih besar. Oleh kerana keanjalan mekanikal pemutar motor yang baik, motor keengganan beralih boleh digunakan untuk operasi berkelajuan ultra tinggi.
2.4.2 Litar pemacu motor
Arus fasa sistem pemacu motor keengganan beralih adalah satu arah dan tiada kaitan dengan arah tork, dan hanya satu peranti pensuisan utama boleh digunakan untuk memenuhi keadaan operasi empat kuadran motor. Litar penukar kuasa disambungkan terus secara bersiri dengan penggulungan pengujaan motor, dan setiap litar fasa membekalkan kuasa secara bebas. Walaupun belitan fasa tertentu atau pengawal motor gagal, ia hanya perlu menghentikan operasi fasa tanpa menyebabkan kesan yang lebih besar. Oleh itu, kedua-dua badan motor dan penukar kuasa adalah sangat selamat dan boleh dipercayai, jadi ia lebih sesuai digunakan dalam persekitaran yang keras daripada mesin tak segerak.
2.4.3 Aspek prestasi sistem motor
Motor keengganan beralih mempunyai banyak parameter kawalan, dan mudah untuk memenuhi keperluan operasi empat kuadran kenderaan elektrik melalui strategi kawalan dan reka bentuk sistem yang sesuai, dan boleh mengekalkan keupayaan brek yang sangat baik di kawasan operasi berkelajuan tinggi. Motor keengganan beralih bukan sahaja mempunyai kecekapan tinggi, tetapi juga mengekalkan kecekapan tinggi ke atas pelbagai peraturan kelajuan, yang tidak dapat ditandingi oleh jenis sistem pemacu motor yang lain. Prestasi ini sangat sesuai untuk pengendalian kenderaan elektrik, dan sangat bermanfaat untuk meningkatkan julat pelayaran kenderaan elektrik.
3. Kesimpulan
Fokus kertas kerja ini adalah untuk mengemukakan kelebihan motor keengganan beralih sebagai motor pemacu untuk kenderaan elektrik dengan membandingkan pelbagai sistem kawalan kelajuan motor pemacu yang biasa digunakan, yang merupakan titik panas penyelidikan dalam pembangunan kenderaan elektrik. Untuk jenis motor khas ini, masih terdapat banyak ruang untuk pembangunan dalam aplikasi praktikal. Penyelidik perlu membuat lebih banyak usaha untuk menjalankan penyelidikan teori, dan pada masa yang sama, adalah perlu untuk menggabungkan keperluan pasaran untuk mempromosikan aplikasi jenis motor ini dalam amalan.
Masa siaran: Mac-24-2022