Sambúð manna við umhverfið og sjálfbær þróun hagkerfis heimsins gerir það að verkum að fólk er fús til að sækjast eftir litlum losun og auðlindahagkvæmum samgöngumáta og notkun rafknúinna farartækja er án efa vænleg lausn.
Nútíma rafknúin farartæki eru alhliða vörur sem samþætta ýmsa hátæknitækni eins og rafmagn, rafeindatækni, vélræna stjórn, efnisfræði og efnatækni.Heildarrekstrarafköst, hagkvæmni osfrv. veltur fyrst á rafhlöðukerfinu og stýrikerfi mótordrifsins.Drifkerfi rafknúinna ökutækja samanstendur almennt af fjórum meginhlutum, þ.e. stjórnanda.Aflbreytir, mótorar og skynjarar.Sem stendur eru mótorarnir sem notaðir eru í rafknúnum ökutækjum almennt jafnstraumsmótorar, örvunarmótorar, kveiktir tregðumótorar og burstalausir mótorar með varanlegum seglum.
1. Grunnkröfur rafknúinna ökutækja fyrir rafmótora
Rekstur rafknúinna ökutækja, ólíkt almennum iðnaðarnotkun, er mjög flókin.Þess vegna eru kröfurnar til drifkerfisins mjög miklar.
1.1 Mótorar fyrir rafknúin ökutæki ættu að hafa einkenni mikils tafarlausrar krafts, sterkrar ofhleðslugetu, ofhleðslustuðulls 3 til 4), góð hröðunarafköst og langur endingartími.
1.2 Vélar fyrir rafknúin ökutæki ættu að hafa mikið úrval af hraðastjórnun, þar með talið stöðugt togsvæði og stöðugt aflsvæði.Á stöðugu togisvæðinu er mikils togs krafist þegar keyrt er á lágum hraða til að uppfylla kröfur um að byrja og klifra;á stöðugu aflsvæði þarf mikinn hraða þegar lítið tog þarf til að uppfylla kröfur um háhraðaakstur á flötum vegum.Krefjast.
1.3 Rafmótor rafknúinna ökutækja ætti að geta áttað sig á endurnýtandi hemlun þegar ökutækið hægir á sér, endurheimt og endurnýjað orku til rafhlöðunnar, þannig að rafknúin ökutæki hafi besta orkunýtingarhlutfallið, sem ekki er hægt að ná í brunahreyfli ökutækisins .
1.4 Rafmótorinn fyrir rafknúin ökutæki ætti að hafa mikla afköst á öllu rekstrarsviðinu til að bæta aksturssvið einnar hleðslu.
Að auki er einnig krafist að rafmótorinn fyrir rafknúin ökutæki hafi góðan áreiðanleika, geti unnið í langan tíma í erfiðu umhverfi, hafi einfalda uppbyggingu og hentugur fyrir fjöldaframleiðslu, hafi lágan hávaða meðan á notkun stendur, er auðvelt í notkun. og viðhalda, og er ódýrt.
2 gerðir og stjórnunaraðferðir rafmótora fyrir rafknúin ökutæki
2.1 DC
Mótorar Helstu kostir burstaðra DC mótora eru einföld stjórnun og þroskuð tækni.Það hefur framúrskarandi stjórneiginleika sem eru óviðjafnanlegir af AC mótorum.Í snemma þróuðum rafknúnum ökutækjum eru DC mótorar aðallega notaðir og jafnvel núna eru sum rafknúin farartæki enn knúin áfram af DC mótorum.Hins vegar, vegna tilvistar bursta og vélrænna commutators, takmarkar það ekki aðeins frekari umbætur á ofhleðslugetu og hraða mótorsins, heldur krefst það einnig tíðar viðhalds og skipta um bursta og commutators ef hann gengur í langan tíma.Þar að auki, þar sem tapið er til staðar á snúningnum, er erfitt að dreifa hita, sem takmarkar frekari umbætur á snúningshlutfalli mótorsins.Í ljósi ofangreindra galla á DC mótorum eru DC mótorar í grundvallaratriðum ekki notaðir í nýþróuðum rafknúnum ökutækjum.
2.2 AC þriggja fasa örvunarmótor
2.2.1 Grunnárangur AC þriggja fasa örvunarmótor
AC þriggja fasa örvunarmótorar eru mest notaðir mótorar.Statorinn og snúðurinn eru lagskipt með kísilstálplötum og það eru engir rennihringar, commutators og aðrir íhlutir sem eru í snertingu við hvert annað á milli statoranna.Einföld uppbygging, áreiðanleg notkun og endingargóð.Aflþekju AC innleiðslumótorsins er mjög breitt og hraðinn nær 12000 ~ 15000r/mín.Hægt er að nota loftkælingu eða fljótandi kælingu, með miklu kælifrelsi.Það hefur góða aðlögunarhæfni að umhverfinu og getur gert sér grein fyrir endurnýjunarhemlun.Samanborið við sama afl DC mótor er skilvirknin meiri, gæðin minnka um helming, verðið er ódýrt og viðhaldið er þægilegt.
2.2.2 Stjórnkerfið
af AC örvunarmótornum Vegna þess að AC þriggja fasa örvunarmótorinn getur ekki beint notað DC orkuna sem rafhlaðan veitir og AC þriggja fasa örvunarmótorinn hefur ólínulega úttakseiginleika.Þess vegna, í rafknúnu ökutæki sem notar AC þriggja fasa örvunarmótor, er nauðsynlegt að nota afl hálfleiðara tækið í inverterinu til að breyta jafnstraumnum í riðstraum þar sem hægt er að stilla tíðni og amplitude til að átta sig á stjórn AC AC. þriggja fasa mótor.Það eru aðallega v/f stjórnunaraðferðir og sleðatíðnistjórnunaraðferðir.
Með því að nota vektorstýringaraðferðina er tíðni riðstraums örvunarvinda AC þriggja fasa örvunarmótorsins stjórnað og tengistillingu inntaks AC þriggja fasa örvunarmótorsins, segulflæði og tog snúnings segulsviðsins. AC þriggja fasa örvunarmótorsins er stjórnað og breytingin á AC þriggja fasa örvunarmótornum er að veruleika.Hraði og úttaksvægi getur uppfyllt kröfur um álagsbreytingareiginleika og getur náð hæsta skilvirkni, þannig að hægt er að nota AC þriggja fasa innleiðslumótorinn mikið í rafknúnum ökutækjum.
2.2.3 Gallar á
AC þriggja fasa örvunarmótor Rafmagnsnotkun AC þriggja fasa örvunarmótor er mikil og auðvelt er að hita upp snúninginn.Nauðsynlegt er að tryggja kælingu AC þriggja fasa örvunarmótorsins við háhraða notkun, annars skemmist mótorinn.Aflstuðull AC þriggja fasa örvunarmótorsins er lágur, þannig að inntaksstuðull tíðnibreytingar og spennubreytingarbúnaðar er einnig lágur, svo það er nauðsynlegt að nota stóra afkastagetu tíðnibreytingar og spennubreytingarbúnaðar.Kostnaður við stýrikerfi AC þriggja fasa örvunarmótorsins er miklu hærri en við AC þriggja fasa örvunarmótorinn sjálft, sem eykur kostnað rafbílsins.Að auki er hraðastjórnun AC þriggja fasa örvunarmótorsins einnig léleg.
2.3 Permanent segull burstalaus DC mótor
2.3.1 Grunnárangur burstalauss DC mótors með varanlegum seglum
Burstalaus DC mótor með varanlegum segull er afkastamikill mótor.Stærsti eiginleiki þess er að hann hefur ytri eiginleika DC mótor án vélrænnar snertibyggingar sem samanstendur af burstum.Að auki samþykkir það varanlegan segulsnúning og það er ekkert örvunartap: upphitaða armaturvindan er sett upp á ytri statornum, sem er auðvelt að dreifa hita.Þess vegna hefur varanlegi segull burstalausi DC mótorinn enga flutningsneista, engin útvarpstruflun, langan líftíma og áreiðanlega notkun., auðvelt viðhald.Auk þess er hraði hans ekki takmarkaður af vélrænni flutningi og ef notuð eru loftlegir eða segulfjöðrunarlegur getur hann keyrt á allt að nokkur hundruð þúsund snúningum á mínútu.Í samanburði við burstalausa DC mótorkerfið með varanlegum segull hefur það meiri orkuþéttleika og meiri skilvirkni og hefur góða möguleika á notkun í rafknúnum ökutækjum.
2.3.2 Stýrikerfi varanlegs seguls burstalausa DC mótorsins The
Dæmigerður burstalaus jafnstraumsmótor með varanlegum segull er hálfaftengjanlegt vektorstýringarkerfi.Þar sem varanlegi segullinn getur aðeins myndað segulsvið með föstum amplitude, er varanlegt segull burstalausa DC mótorkerfið mjög mikilvægt.Það er hentugur til að keyra á stöðugu togi svæðinu, venjulega með því að nota núverandi hysteresis control eða núverandi endurgjöf tegund SPWM aðferð til að ljúka.Til þess að auka hraðann enn frekar getur varanlegi segull burstalausi DC mótorinn einnig notað svæðisveikingarstýringu.Kjarni veikingarstýringar á sviði er að auka fasahorn fasastraumsins til að veita beinás afsegulmöguleika til að veikja flæðitenginguna í statorvindunni.
2.3.3 Ófullnægjandi á
Burstalaus DC mótor með varanlegum seglum Burstalausi DC mótorinn með varanlegum segull er fyrir áhrifum og takmarkaður af efnisferli varanlegs seguls, sem gerir aflsvið varanlegs seguls bursta DC mótorsins lítið og hámarksaflið er aðeins tugir kílóvötta.Þegar varanleg segulefni verður fyrir titringi, háum hita og ofhleðslustraumi getur segulgegndræpi þess minnkað eða afsegulmagnað, sem mun draga úr afköstum varanlegs segulmótorsins og jafnvel skemma mótorinn í alvarlegum tilfellum.Ofhleðsla á sér ekki stað.Í stöðugri aflstillingu er fasta segull burstalausi DC mótorinn flókinn í notkun og krefst flókins stjórnkerfis, sem gerir drifkerfi varanlegs seguls burstalausa DC mótorsins mjög dýrt.
2.4 Skiptur tregðumótor
2.4.1 Grunnárangur kveiktrar tregðumótors
Skipti tregðumótorinn er ný gerð af mótor.Kerfið hefur marga augljósa eiginleika: uppbygging þess er einfaldari en nokkur annar mótor og það eru engir rennihringar, vafningar og varanlegir seglar á snúningi mótorsins, heldur aðeins á statornum.Það er einfalt einbeitt vafning, endar vafningarinnar eru stuttir og það er enginn millifasa jumper, sem er auðvelt að viðhalda og gera við.Þess vegna er áreiðanleikinn góður og hraðinn getur náð 15000 r/mín.Afköst geta náð 85% til 93%, sem er hærra en hjá AC innleiðslumótorum.Tapið er aðallega í statornum og mótorinn er auðvelt að kæla;snúðurinn er varanleg segull, sem hefur breitt hraðastjórnunarsvið og sveigjanlega stjórn, sem auðvelt er að ná ýmsum sérstökum kröfum um toghraðaeiginleika og viðheldur mikilli skilvirkni á breitt svið.Það er hentugra fyrir kröfur um afköst rafknúinna ökutækja.
2.4.2 Skipt stýrikerfi fyrir mótor
Kveikt tregðu mótor hefur mikla ólínulega eiginleika, þess vegna er drifkerfi hans flóknara.Stjórnkerfi þess inniheldur aflbreytir.
a.Örvunarvinda kveikts tregðumótors aflbreytisins, sama hvað framstraumur eða bakstraumur er, þá helst snúningsáttin óbreytt og tímabilið er breytt.Hver áfangi þarf aðeins aflrofarör með minni afkastagetu og aflbreytirásin er tiltölulega einföld, engin bein bilun, góður áreiðanleiki, auðvelt að útfæra mjúk byrjun og fjögurra fjórðunga notkun kerfisins og sterk endurnýjandi hemlunargeta .Kostnaðurinn er lægri en inverter stýrikerfi AC þriggja fasa örvunarmótorsins.
b.Stjórnandi
Stýringin samanstendur af örgjörvum, stafrænum rökrásum og öðrum hlutum.Samkvæmt skipuninni frá ökumanni greinir og vinnur örgjörvi snúningsstöðu mótorsins sem er sendur aftur af stöðuskynjaranum og straumskynjaranum á sama tíma og tekur ákvarðanir á augabragði og gefur út röð framkvæmdaskipana til að stjórna rofamótornum.Aðlagast rekstri rafknúinna ökutækja við mismunandi aðstæður.Frammistaða stjórnandans og sveigjanleiki aðlögunar fer eftir frammistöðusamvinnu milli hugbúnaðar og vélbúnaðar örgjörvans.
c.Stöðuskynjari
Skiptir tregðumótorar krefjast mikillar nákvæmni staðsetningarskynjara til að gefa stjórnkerfinu merki um breytingar á stöðu, hraða og straumi snúnings hreyfilsins og krefjast hærri skiptitíðni til að draga úr hávaða frá rofamótornum.
2.4.3 Gallar á kveiktum tregðumótorum
Stýrikerfi skipta tregðumótorsins er aðeins flóknara en stýrikerfi annarra mótora.Stöðuskynjarinn er lykilþáttur kveiktrar tregðumótorsins og afköst hans hafa mikilvæg áhrif á stjórnunaraðgerðir rofnu tregðumótorsins.Þar sem kveikti tregðumótorinn er tvöfalt áberandi uppbygging er óhjákvæmilega togisveifla og hávaði er helsti ókosturinn við rofamótorinn.Hins vegar hafa rannsóknir á undanförnum árum sýnt að hægt er að bæla niður hávaða frá kveiktu tregðumótornum með því að samþykkja sanngjarna hönnun, framleiðslu og stjórntækni.
Þar að auki, vegna mikillar sveiflu á úttaksvægi skipta tregðumótorsins og mikillar sveiflu á DC straumi aflbreytisins, þarf að setja stóran síuþétta á DC strætó.Bílar hafa tekið upp mismunandi rafmótora á mismunandi sögulegum tímabilum, með því að nota DC mótorinn með bestu stjórnunarafköstum og lægri kostnaði.Með stöðugri þróun mótortækni, vélaframleiðslutækni, rafeindatækni og sjálfstýringartækni, AC mótorar.Burstalausir jafnstraumsmótorar með varanlegum segulmagni og kveikt tregðumótorar sýna betri afköst yfir DC mótora og þessir mótorar koma smám saman í stað DC mótora í rafknúnum ökutækjum.Tafla 1 ber saman grunnafköst ýmissa rafmótora sem notaðir eru í nútíma rafknúnum ökutækjum.Sem stendur er kostnaður við riðstraumsmótora, varanlega segulmótora, skipta tregðumótora og stjórntæki þeirra enn tiltölulega hár.Eftir fjöldaframleiðslu mun verð á þessum mótorum og einingastýringartækjum lækka hratt, sem mun uppfylla kröfur um efnahagslegan ávinning og gera verð á rafknúnum ökutækjum lækkað.
Pósttími: 24. mars 2022