درایو تست موتور سنکرون: به چه معناست؟

اتومبیل های برقی هنوز تحت الشعاع توسعه باتری قرار دارند

توسعه سریع پیشرانه های هیبریدی و پیشرفت بی سابقه در سال های اخیر در زمینه وسایل نقلیه الکتریکی محور اصلی توسعه فناوری باتری است. آنها به حداکثر منابع از توسعه دهندگان نیاز دارند و بزرگترین چالش طراحان محسوب می شوند. با این حال ، نباید این واقعیت را دست کم گرفت که پیشرفت در توسعه فن آوری های پیشرفته یون لیتیوم با پیشرفت قابل توجهی در زمینه تنظیم توان جریان های الکتریکی و موتورهای الکتریکی همراه است. معلوم شد که اگرچه موتورهای الکتریکی بازده بالایی دارند ، اما زمینه جدی برای توسعه دارند.

طراحان انتظار دارند این صنعت با سرعت بسیار بالایی رشد کند ، نه تنها به این دلیل که وسایل نقلیه الکتریکی در حال رایج شدن هستند ، بلکه همچنین به دلیل الکتریکی شدن وسایل نقلیه با احتراق عنصر مهمی از میزان انتشار در اتحادیه اروپا است.

اگرچه موتور الکتریکی تاریخچه ای باستان دارد ، اما امروز طراحان با چالش های جدیدی روبرو هستند. موتورهای الکتریکی بسته به هدف ، می توانند دارای طراحی باریک و قطر زیاد یا قطر کوچک و بدنه بلند باشند. رفتار آنها در خودروهای الکتریکی خالص با مدل های هیبریدی متفاوت است ، جایی که گرمای تولید شده توسط موتور احتراق داخلی باید در نظر گرفته شود. برای وسایل نقلیه الکتریکی ، دامنه سرعت بیشتر است و کسانی که در یک سیستم ترکیبی موازی در سیستم انتقال قدرت نصب شده اند ، باید بهینه شوند تا در محدوده سرعت موتور احتراق کار کنند. بیشتر ماشین ها با ولتاژ بالا کار می کنند اما ماشین های الکتریکی 48 ولت محبوبیت بیشتری پیدا می کنند.

چرا موتورهای AC

علی رغم اینکه منبع برق در شخص باتری جریان مستقیم دارد ، در حال حاضر طراحان سیستم الکتریکی به فکر استفاده از موتورهای الکتریکی DC نیستند. حتی با از دست دادن تبدیل ، واحدهای AC ، به ویژه واحدهای همگام ، از واحدهای DC پیشی می گیرند. اما در واقع موتور همزمان یا ناهمزمان به چه معناست؟ ما شما را با این قسمت از دنیای خودرو آشنا خواهیم کرد ، زیرا در حالی که مدت ها است که اتومبیل های برقی به صورت استارتر و دینام در اتومبیل وجود دارند ، اخیراً فناوری های کاملاً جدیدی در این زمینه ارائه شده است.

تویوتا ، جنرال موتورز و بی ام و در حال حاضر از معدود تولیدکنندگانی هستند که خود توسعه و تولید موتورهای الکتریکی را بر عهده گرفته اند. حتی لکسوس زیرمجموعه تویوتا نیز این دستگاه ها را به شرکت دیگری به نام آیسین ژاپن عرضه می کند. اکثر شرکت ها به تأمین کنندگان مانند ZF Sachs ، Siemens ، Bosch ، Zytec یا شرکت های چینی متکی هستند. بدیهی است که توسعه سریع این تجارت به چنین شرکت هایی اجازه می دهد از مشارکت با خودروسازان سود ببرند. در مورد مسائل فنی ، امروزه ، برای نیازهای وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی ، موتورهای سنکرون AC با روتور خارجی یا داخلی عمدتا مورد استفاده قرار می گیرند.

توانایی تبدیل کارآمد باتری های DC به سه فاز AC و بالعکس عمدتاً به دلیل پیشرفت تکنولوژی کنترل است. با این حال ، سطح فعلی در الکترونیک قدرت به چندین برابر بیشتر از سطح موجود در شبکه برق خانگی می رسد و اغلب از 150 آمپر عبور می کند. این گرمای زیادی تولید می کند که الکترونیک قدرت باید با آن کنار بیاید. در حال حاضر ، حجم دستگاه های کنترل الکترونیکی هنوز زیاد است زیرا دستگاه های الکترونیکی کنترل نیمه هادی را نمی توان با یک عصای جادویی کاهش داد.

موتورهای سنکرون و ناهمزمان هر دو نوع ماشین های الکتریکی میدان مغناطیسی دوار هستند که چگالی توان بالاتری دارند. به طور کلی، روتور یک موتور القایی از یک بسته ساده از ورق های جامد با سیم پیچ های اتصال کوتاه تشکیل شده است. جریان در سیم پیچ های استاتور به صورت جفت مخالف جریان می یابد و جریان یکی از سه فاز در هر جفت جریان دارد. از آنجایی که در هر یک از آنها 120 درجه نسبت به دیگری تغییر فاز داده می شود، به اصطلاح میدان مغناطیسی دوار به دست می آید. این به نوبه خود باعث ایجاد میدان مغناطیسی در روتور می شود و تعامل بین دو میدان مغناطیسی - چرخش در استاتور و میدان مغناطیسی روتور، منجر به حباب دومی و چرخش بعدی می شود. اما در این نوع موتورهای الکتریکی، روتور همیشه از میدان عقب می افتد زیرا اگر حرکت نسبی بین میدان و روتور وجود نداشته باشد، میدان مغناطیسی در روتور القا نمی کند. بنابراین، سطح حداکثر سرعت با فرکانس جریان تغذیه و بار تعیین می شود. با این حال، به دلیل راندمان بالاتر موتورهای سنکرون، اکثر سازندگان به آنها پایبند هستند.

موتورهای همزمان

این واحدها دارای راندمان و چگالی قدرت قابل توجهی بالاتر هستند. تفاوت قابل توجهی که با موتور القایی وجود دارد این است که میدان مغناطیسی در روتور در اثر تعامل با استاتور ایجاد نمی شود ، بلکه در نتیجه جریان جریان جریان سیم پیچ های اضافی نصب شده در آن است یا آهنرباهای دائمی. بنابراین ، میدان در روتور و میدان در استاتور همزمان هستند و حداکثر دور موتور نیز به ترتیب به چرخش میدان به فرکانس جریان و بار بستگی دارد. برای جلوگیری از نیاز به منبع تغذیه اضافی سیم پیچ ها ، که باعث افزایش مصرف برق و تنظیم جریان در وسایل نقلیه الکتریکی مدرن و مدل های هیبریدی می شود ، از موتورهای الکتریکی با اصطلاح تحریک ثابت استفاده می شود ، به عنوان مثال با آهن ربا دائمی. همانطور که قبلاً ذکر شد ، تقریباً تمام تولیدکنندگان اینگونه خودروها در حال حاضر از واحدهایی از این نوع استفاده می کنند ، بنابراین ، به گفته بسیاری از کارشناسان ، هنوز هم مشکل کمبود عناصر گران قیمت کمیاب نئودیمیم و دیسپروزیوم وجود خواهد داشت. موتورهای سنکرون انواع مختلفی دارند و از راه حل های ترکیبی مانند BMW یا GM استفاده می کنند ، اما ما در مورد آنها اطلاعات بیشتری به شما خواهیم داد.

ساخت و ساز

موتورهای خودروهای کاملاً الکتریکی معمولاً مستقیماً به دیفرانسیل محور محرک کوپل می شوند و قدرت از طریق شفت محور به چرخ ها منتقل می شود و تلفات مکانیکی انتقال را کاهش می دهد. با این طرح در زیر کف، مرکز ثقل کاهش می یابد و طراحی کلی بلوک فشرده تر می شود. وضعیت در مورد چیدمان مدل های هیبریدی کاملاً متفاوت است. برای هیبریدی های کامل مانند تک حالته (تویوتا و لکسوس) و دو حالته (شورولت تاهو)، موتورهای الکتریکی به نوعی به چرخ دنده های سیاره ای در پیشرانه هیبریدی متصل می شوند، در این صورت فشردگی مستلزم آن است که طراحی آنها طولانی تر و کوچکتر باشد. قطر در هیبریدهای موازی کلاسیک، الزامات جمع و جور به این معنی است که مجموعه ای که بین چرخ فلایویل و گیربکس قرار می گیرد قطر بیشتری داشته و نسبتاً مسطح است و سازندگانی مانند بوش و ZF ساکس حتی بر روی طراحی روتور دیسکی شکل تکیه می کنند. همچنین تغییراتی در روتور وجود دارد - در حالی که در لکسوس LS 600h عنصر چرخان در داخل قرار دارد، در برخی از مدل های مرسدس روتور چرخان بیرون است. طراحی اخیر در مواردی که موتورهای الکتریکی در توپی چرخ ها نصب می شوند نیز بسیار راحت است.

متن: جورجی کولف