Istotą sterowania elektrycznego pojazdu elektrycznego jest sterowanie silnikiem. W tym artykule powszechnie stosowana w przemyśle zasada rozruchu gwiazda-trójkąt została wykorzystana do optymalizacji sterowania pojazdami elektrycznymi, tak aby elektryczny układ napędowy 48 V mógł stać się główną formą mocy napędowej silnika 10-72 kW.Gwarantowana jest wydajność całego pojazdu, a jednocześnie znacznie zmniejsza się koszt napędu elektrycznego małych samochodów i mini samochodów,
W niedawnym badaniu zdałem sobie sprawę, że sterowanie pojazdami elektrycznymi jest w rzeczywistości sterowaniem silnikiem.Ponieważ wiedza zawarta w tym artykule jest bardzo obszerna i szczegółowa, jeśli w pełni szczegółowo opisano zasadę i proces optymalizacji schematu sterowania silnikiem, zgodnie z aktualnie czytanymi przez autora podręcznikami, punkty wiedzy wystarczą do napisania monografii z ponad 100 stronami i ponad 100 000 słów.Aby umożliwić czytelnikom self-mediów zrozumienie i opanowanie takiej metody optymalizacji w zakresie tysięcy słów.W artykule na konkretnych przykładach opisano proces optymalizacji schematu silnika pojazdu elektrycznego.
Opisane tutaj przykłady opierają się na Baojun E100, BAIC EC3 i BYD E2.Należy ze sobą powiązać jedynie następujące parametry obu modeli, a jedynie sterowanie silnikiem jest zoptymalizowane w celu optymalizacji go w systemie akumulatorów dwunapięciowych 48 V/144 V DC, silniku dwunapięciowym AC 33 V/99 V oraz zestawie sterowników silników .Wśród nich kluczem do całego schematu optymalizacji jest układ energoelektroniczny sterownika silnika, który autor szczegółowo i dogłębnie bada.
Innymi słowy, silniki Baojun E100, BAIC EC3 i BYD E2 wymagają jedynie optymalizacji do układu sterowania silnikiem o mocy 29–70 kW.Są to przedstawiciele minisamochodu A00, małego samochodu A0 i kompaktowego samochodu elektrycznego A.W tym artykule wykorzystana zostanie przemysłowa metoda sterowania trójfazowym silnikiem asynchronicznym w celu zastosowania jej do sterowania silnikami pojazdów elektrycznych poprzez sterowanie trójfazowym asynchronicznym silnikiem indukcyjnym gwiazda-trójkąt, V/F+DTC.
Ze względu na ograniczoną przestrzeń w tym artykule nie zostaną wyjaśnione zasady trójkąta gwiazdowego i tak dalej.Zacznijmy od wspólnej mocy silnika w sterowaniu silnikami przemysłowymi. Powszechnie stosowany trójfazowy silnik asynchroniczny 380 V ma moc 0,18 ~ 315 kW, mała moc to połączenie Y, średnia moc to połączenie △, a duża moc to silnik 380/660 V.Ogólnie rzecz biorąc, silniki 660 V są silnikami głównymi o mocy powyżej 300 kW. Nie chodzi o to, że silniki powyżej 300 kW nie mogą pracować przy napięciu 380 V, ale o to, że ich ekonomiczność nie jest dobra.To prąd ogranicza ekonomiczność silnika i obwodu sterującego.Zwykle 1 milimetr kwadratowy może przepuszczać prąd 6A. Po zaprojektowaniu trójfazowego asynchronicznego silnika indukcyjnego określa się jego kabel uzwojenia silnika.Oznacza to, że określa się przepływający prąd.Z punktu widzenia silników przemysłowych 500A to największa wartość dla ich ekonomii.
Wracając do elektrycznego silnika pojazdu, napięcie trójfazowe PWM układu akumulatorów 48 V wynosi 33 V.Jeżeli ekonomiczny prąd silnika przemysłowego wynosi 500 A, maksymalna wartość ekonomiczna pojazdu elektrycznego 48 V wynosi około 27 kW dla trójfazowego silnika indukcyjnego.Jednocześnie, biorąc pod uwagę charakterystykę dynamiczną pojazdu, czas osiągnięcia maksymalnego prądu jest bardzo krótki, zwykle nie dłuższy niż kilka minut, co oznacza, że 27 kW może zostać wprowadzone w stan przeciążenia.Zwykle stan przeciążenia jest 2 do 3 razy większy od stanu normalnego.Oznacza to, że normalne warunki pracy wynoszą 9 ~ 13,5 kW.
Jeśli spojrzymy tylko na poziom napięcia i dopasowanie wydajności prądowej.System 48 V może mieć moc jedynie w granicach 30 kW, ponieważ wydajność jazdy jest najlepszymi warunkami pracy.
Istnieje jednak wiele metod sterowania trójfazowymi silnikami asynchronicznymi. Pojazdy elektryczne posiadają szeroki zakres regulacji prędkości (prawie 0-100%) oraz zakres kontroli momentu obrotowego (prawie 0-100%).W trudnych warunkach pracy pojazdy elektryczne wykorzystują obecnie głównie sterowanie VF lub DTC.W przypadku wprowadzenia sterowania gwiazda-trójkąt może to spowodować nieoczekiwany efekt.
W sterowaniu przemysłowym napięcie sterujące gwiazda-trójkąt wynosi 1,732 razy, co jest raczej zbiegiem okoliczności niż zasadą.System 48 V nie zwiększa modulacji częstotliwości PWM, aby uzyskać napięcie prądu przemiennego 33 V, a silnik zaprojektowany zgodnie z poziomem napięcia silnika przemysłowego wynosi 57 V.Ale dostosowujemy poziom napięcia sterującego gwiazda-trójkąt do 3 razy, co stanowi pierwiastek z 9.Wtedy byłoby 99V.
Oznacza to, że jeśli silnik jest zaprojektowany jako trójfazowy silnik asynchroniczny 99 V AC z połączeniem w trójkąt i połączeniem 33 V Y, prędkość silnika można regulować w zakresie od 0 do 100% w zakresie mocy od 20 do 72 kW w warunkach ekonomicznych warunki. Zwykle maksymalna prędkość silnika wynosi 12000 obr./min), regulacja momentu obrotowego wynosi 0-100%, a modulacja częstotliwości wynosi 0-400 Hz.
Jeśli uda się zrealizować taki schemat optymalizacji, samochody klasy A i samochody miniaturowe będą mogły uzyskać dobre osiągi za pomocą jednego silnika.Wiemy, że koszt układu silnikowego 48 V (w granicach wartości szczytowej 30 kW) wynosi około 5000 juanów. Koszt schematu optymalizacji przedstawionego w tym artykule nie jest znany, ale nie dodaje on materiałów, a jedynie zmienia sposób sterowania i wprowadza podwójne poziomy napięcia.Można także kontrolować wzrost jego kosztów.
Oczywiście w takim schemacie sterowania pojawi się wiele nowych problemów. Największymi problemami są konstrukcja silnika, konstrukcja sterownika oraz bardzo wysokie wymagania dotyczące charakterystyki ładowania i rozładowywania pakietu akumulatorów wysokiego napięcia.Problemy te można kontrolować i istnieją już rozwiązania. Na przykład konstrukcję silnika można rozwiązać, dostosowując stosunek poziomów napięcia wysokiego i niskiego napięcia.Omówimy to wspólnie w następnym artykule.
Czas publikacji: 02 marca 2023 r