Синхронды қозғалтқышты сынау: бұл нені білдіреді?
Электромобильдер әлі де батареяны дамытуда көлеңкеде
Гибридті энергетикалық қондырғылардың қарқынды дамуы және электромобилия саласындағы соңғы жылдары бұрын-соңды болмаған прогресс аккумуляторлық технологияны дамытудың басты бағыты болып табылады. Олар әзірлеушілерден максималды ресурстарды талап етеді және дизайнерлер үшін ең үлкен қиындық болып табылады. Сонымен қатар, литий-ионның озық технологияларын дамытудағы прогресс электр тоғы мен электр қозғалтқыштарының қуатын реттеу саласындағы елеулі ілгерілеумен қатар жүретіндігін ескермеуге болмайды. Электр қозғалтқыштарының тиімділігі жоғары болғанымен, олардың даму өрісі зор екені анықталды.
Дизайнерлер бұл саланың электромобильдер көбейіп бара жатқандығымен ғана емес, сонымен қатар жанатын моторлы машиналарды электрлендіру Еуропалық Одақта белгіленген шығарындылар деңгейінің маңызды элементі болғандықтан өте жоғары қарқынмен дамиды деп күтеді.
Электр қозғалтқышы ежелгі тарихқа ие болса да, бүгінгі күні дизайнерлер жаңа мәселелермен бетпе-бет келді. Электр қозғалтқыштары, мақсатына байланысты, тар дизайнға және үлкен диаметрге немесе кіші диаметрге және ұзын корпусқа ие болуы мүмкін. Олардың таза электр көліктеріндегі мінез-құлқы ішкі жану қозғалтқышынан шығатын жылуды ескеру қажет будандардан ерекшеленеді. Электр машиналары үшін жылдамдық диапазоны кеңірек, ал беріліс қорабындағы параллель гибридті жүйеде орнатылғандар жану қозғалтқышының айналу жиілігінде жұмыс жасау үшін оңтайландырылуы керек. Көптеген машиналар жоғары кернеумен жұмыс істейді, бірақ 48 вольтты электр машиналары барған сайын танымал бола бастайды.
Неліктен айнымалы ток қозғалтқыштары
Батарея адамындағы электр қуатының көзі тұрақты ток болғанына қарамастан, электр жүйелерінің дизайнерлері қазіргі уақытта тұрақты электр қозғалтқыштарын пайдалану туралы ойланбайды. Конверсиялық шығындар кезінде де, айнымалы ток бірліктері, әсіресе синхронды, тұрақты ток қондырғыларынан асып түседі. Бірақ синхронды немесе асинхронды қозғалтқыш шын мәнінде нені білдіреді? Біз сізді автомобиль әлемінің осы бөлігімен таныстырамыз, өйткені электромобильдер стартерлер мен генераторлар түріндегі автомобильдерде бұрыннан бар болса, жақында бұл салада мүлдем жаңа технологиялар енгізілді.
Toyota, GM және BMW - электр қозғалтқыштарын жасау мен өндіруді өз қолдарына алған санаулы өндірушілердің бірі. Тіпті Toyota компаниясының еншілес кәсіпорны Lexus бұл құрылғыларды басқа компанияға, жапондық Айсинге жеткізеді. Көптеген компаниялар ZF Sachs, Siemens, Bosch, Zytec немесе Қытай компаниялары сияқты жеткізушілерге сүйенеді. Әлбетте, бұл бизнестің қарқынды дамуы мұндай компанияларға автокөлік өндірушілермен серіктестіктің пайдасын көруге мүмкіндік береді. Заттардың технологиялық жағына келетін болсақ, қазіргі уақытта электромобильдер мен гибридтердің қажеттіліктері үшін негізінен сыртқы немесе ішкі роторлы айнымалы ток синхронды қозғалтқыштары қолданылады.
Тұрақты ток батареяларын үш фазалы айнымалы токқа және керісінше тиімді түрлендіру мүмкіндігі көбіне басқару технологиясының жетістіктерімен байланысты. Дегенмен, электр энергетикасындағы қазіргі деңгей тұрмыстық электр желісіндегіден бірнеше есе жоғары деңгейге жетеді және көбінесе 150 амперден асады. Бұл электр энергиясымен жұмыс істеуге тура келетін көп жылу шығарады. Қазіргі уақытта электронды басқару құрылғыларының көлемі әлі де үлкен, себебі электронды жартылай өткізгішті басқаратын құрылғыларды сиқырлы таяқшамен азайтуға болмайды.
Синхронды және асинхронды қозғалтқыштар жоғары қуат тығыздығы бар айналмалы магнит өрісінің электр машиналарының бір түрі болып табылады. Жалпы алғанда, асинхронды қозғалтқыштың роторы қысқа тұйықталған орамдары бар тұтас парақтардың қарапайым пакетінен тұрады. Ток статор орамаларында қарама-қарсы жұптармен ағып өтеді, әрбір жұпта үш фазаның бірінен ток ағып тұрады. Олардың әрқайсысында ол бір-біріне қатысты фаза бойынша 120 градусқа ауысатындықтан, айналмалы магнит өрісі деп аталады. Бұл, өз кезегінде, ротордағы магнит өрісін индукциялайды, ал екі магнит өрісі арасындағы өзара әрекеттесу - статорда айналу және ротордың магнит өрісі, соңғы және кейінгі айналудың тартылуына әкеледі. Дегенмен, электр қозғалтқышының бұл түрінде ротор әрқашан өрістен артта қалады, өйткені өріс пен ротор арасында салыстырмалы қозғалыс болмаса, ол роторда магнит өрісін тудырмайды. Осылайша, максималды жылдамдық деңгейі қоректендіру тогы мен жүктеме жиілігімен анықталады. Дегенмен, синхронды қозғалтқыштардың тиімділігі жоғары болғандықтан, өндірушілердің көпшілігі оларды ұстанады.
Синхронды қозғалтқыштар
Бұл қондырғылардың тиімділігі мен қуат тығыздығы едәуір жоғары. Асинхронды қозғалтқыштан айтарлықтай айырмашылық - ротордағы магнит өрісі статормен өзара әрекеттесу нәтижесінде пайда болмайды, бірақ оған орнатылған қосымша орамалар арқылы өтетін токтың немесе тұрақты магниттердің нәтижесі болып табылады. Осылайша, ротордағы өріс пен статордағы өріс синхронды, ал қозғалтқыштың максималды жылдамдығы өрістің айналуына, сәйкесінше, ток пен жүктеменің жиілігіне байланысты. Орамаларға қосымша қуат беру қажеттілігін болдырмау үшін, электр қуатын тұтынуды арттырады және қазіргі электр машиналарында және гибридті модельдерде ағымдағы реттеуді қиындатады, тұрақты қоздырғыш деп аталатын электр қозғалтқыштары қолданылады, яғни. тұрақты магниттермен. Жоғарыда айтылғандай, қазіргі кезде осындай автомобильдердің барлық өндірушілері осы типтегі қондырғыларды пайдаланады, сондықтан көптеген сарапшылардың пікірінше, қымбат сирек кездесетін жер элементтері неодимий мен диспрозийдің жетіспеушілігі проблемасы әлі де бар. Синхронды қозғалтқыштар әртүрлі сорттарда және BMW немесе GM сияқты аралас технологиялық шешімдерде болады, бірақ біз олар туралы толығырақ айтып береміз.
Құрылыс
Таза электрлік көлік қозғалтқыштары әдетте жетекші ось дифференциалына тікелей қосылады және қуат доңғалақтарға ось біліктері арқылы беріледі, бұл механикалық беріліс шығындарын азайтады. Еденнің астындағы бұл орналасумен ауырлық орталығы азаяды және блоктың жалпы дизайны ықшам болады. Гибридті модельдердің орналасуында жағдай мүлдем басқаша. Жалғыз режим (Toyota және Lexus) және қос режим (Chevrolet Tahoe) сияқты толық гибридтер үшін электр қозғалтқыштары қандай да бір жолмен гибридті жетектегі планетарлық берілістерге байланысты, бұл жағдайда жинақылық олардың дизайнын ұзағырақ және кішірек болуын талап етеді. диаметрі. Классикалық параллель гибридтердегі ықшам талаптар маховик пен беріліс қорабының арасына сәйкес келетін жинақтың диаметрі үлкенірек және айтарлықтай тегіс екенін білдіреді, Bosch және ZF Sachs сияқты өндірушілер тіпті диск тәрізді ротор дизайнына сүйенеді. Сондай-ақ ротордың нұсқалары бар - Lexus LS 600h-де айналмалы элемент ішінде орналасқан болса, кейбір Mercedes модельдерінде айналмалы ротор сыртта. Соңғы дизайн электр қозғалтқыштары доңғалақ түйіндеріне орнатылған жағдайларда да өте ыңғайлы.
Мәтін: Георгий Колев
