Test drive motor sinkron: apa artinya?

Mobil listrik masih dibayangi oleh perkembangan baterai

Perkembangan pesat powertrains hybrid dan kemajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam beberapa tahun terakhir di bidang kendaraan listrik adalah fokus utama pengembangan teknologi baterai. Mereka membutuhkan sumber daya maksimum dari pengembang dan merupakan tantangan terbesar bagi para desainer. Namun, orang tidak boleh meremehkan fakta bahwa kemajuan dalam pengembangan teknologi lithium-ion yang canggih disertai dengan kemajuan yang signifikan di bidang pengaturan tenaga arus listrik dan motor listrik. Ternyata meski motor listrik memiliki efisiensi yang tinggi, namun memiliki bidang yang serius untuk dikembangkan.

Desainer berharap industri ini tumbuh pada tingkat yang sangat tinggi, tidak hanya karena kendaraan listrik menjadi lebih umum, tetapi juga karena elektrifikasi kendaraan bertenaga pembakaran merupakan elemen penting dari tingkat emisi yang ditetapkan di Uni Eropa.

Meski motor listrik memiliki sejarah kuno, para desainer saat ini menghadapi tantangan baru. Motor listrik, tergantung tujuannya, dapat memiliki desain yang sempit dan diameter yang besar atau diameter yang kecil dan tubuh yang panjang. Perilaku mereka dalam kendaraan listrik murni berbeda dengan kendaraan hibrida, di mana panas yang dihasilkan oleh mesin pembakaran internal harus diperhitungkan. Untuk kendaraan listrik, rentang kecepatannya lebih lebar, dan yang dipasang pada sistem hybrid paralel pada transmisi harus dioptimalkan untuk beroperasi dalam rentang kecepatan mesin bakar. Sebagian besar mesin bekerja dengan tegangan tinggi, tetapi mesin listrik 48 volt akan menjadi semakin populer.

Mengapa motor AC

Terlepas dari kenyataan bahwa sumber listrik dalam baterai adalah arus searah, perancang sistem kelistrikan saat ini tidak berpikir untuk menggunakan motor listrik DC. Bahkan dengan kerugian konversi, unit AC, terutama unit sinkron, mengungguli unit DC. Tapi apa sebenarnya arti motor sinkron atau asinkron? Kami akan memperkenalkan Anda ke bagian dunia otomotif ini, karena meskipun mobil listrik telah lama ada di mobil dalam bentuk starter dan alternator, teknologi yang benar-benar baru telah diperkenalkan di bidang ini.

Toyota, GM dan BMW sekarang adalah beberapa dari sedikit produsen yang telah mengambil alih pengembangan dan produksi motor listrik itu sendiri. Bahkan anak perusahaan Toyota, Lexus, memasok perangkat tersebut ke perusahaan lain, Aisin Jepang. Sebagian besar perusahaan mengandalkan pemasok seperti ZF Sachs, Siemens, Bosch, Zytec atau perusahaan Cina. Jelas, pesatnya perkembangan bisnis ini memungkinkan perusahaan tersebut untuk mendapatkan keuntungan dari kemitraan dengan produsen mobil. Sedangkan dari sisi teknologi, dewasa ini untuk kebutuhan kendaraan listrik dan hybrid lebih banyak digunakan motor sinkron AC dengan rotor luar atau dalam.

Kemampuan untuk secara efisien mengubah baterai DC menjadi AC tiga fase dan sebaliknya sebagian besar disebabkan oleh kemajuan teknologi kontrol. Namun, tingkat arus dalam elektronika daya mencapai tingkat yang berkali-kali lipat lebih tinggi daripada yang ditemukan di jaringan listrik rumah tangga, dan seringkali melebihi 150 ampere. Ini menghasilkan banyak panas yang harus ditangani oleh elektronika daya. Saat ini, volume alat kendali elektronik masih besar karena alat kendali semikonduktor elektronik tidak bisa dikurangi dengan tongkat ajaib.

Motor sinkron dan asinkron adalah jenis mesin listrik medan magnet berputar yang memiliki kerapatan daya lebih tinggi. Secara umum, rotor motor induksi terdiri dari paket sederhana lembaran padat dengan belitan hubung singkat. Arus mengalir dalam belitan stator dalam pasangan yang berlawanan, dengan arus dari salah satu dari tiga fasa mengalir dalam setiap pasangan. Karena masing-masing dari mereka digeser dalam fase 120 derajat relatif terhadap yang lain, diperoleh apa yang disebut medan magnet berputar. Ini, pada gilirannya, menginduksi medan magnet di rotor, dan interaksi antara dua medan magnet - berputar di stator dan medan magnet rotor, mengarah ke entrainment rotasi terakhir dan selanjutnya. Namun pada motor listrik jenis ini, rotor selalu tertinggal dari medan karena jika tidak ada gerak relatif antara medan dan rotor maka tidak akan menimbulkan medan magnet pada rotor. Dengan demikian, tingkat kecepatan maksimum ditentukan oleh frekuensi arus suplai dan beban. Namun, karena efisiensi motor sinkron yang lebih tinggi, sebagian besar pabrikan tetap menggunakannya.

Motor sinkron

Unit ini memiliki efisiensi dan kepadatan daya yang jauh lebih tinggi. Perbedaan yang signifikan dari motor induksi adalah bahwa medan magnet pada rotor tidak diciptakan oleh interaksi dengan stator, tetapi merupakan hasil dari arus yang mengalir melalui belitan tambahan yang dipasang di dalamnya, atau magnet permanen. Jadi, medan di rotor dan medan di stator adalah sinkron, dan kecepatan motor maksimum juga bergantung pada putaran medan, masing-masing, pada frekuensi arus dan beban. Untuk menghindari kebutuhan catu daya tambahan ke belitan, yang meningkatkan konsumsi daya dan memperumit regulasi saat ini pada kendaraan listrik modern dan model hibrida, motor listrik dengan apa yang disebut eksitasi konstan digunakan, mis. dengan magnet permanen. Seperti yang telah disebutkan, hampir semua pabrikan mobil semacam itu saat ini menggunakan unit jenis ini, oleh karena itu, menurut banyak ahli, masih ada masalah dengan kekurangan unsur tanah jarang yang mahal yaitu neodymium dan disprosium. Motor sinkron hadir dalam berbagai variasi dan solusi teknologi campuran seperti BMW atau GM, tetapi kami akan memberi tahu Anda lebih banyak tentangnya.

Konstruksi

Mesin kendaraan listrik murni biasanya digabungkan langsung ke diferensial poros penggerak dan daya ditransfer ke roda melalui poros poros, mengurangi kehilangan transmisi mekanis. Dengan tata letak di bawah lantai ini, pusat gravitasi berkurang dan keseluruhan desain balok menjadi lebih kompak. Situasinya sangat berbeda dengan tata letak model hybrid. Untuk hibrida penuh seperti mode tunggal (Toyota dan Lexus) dan mode ganda (Chevrolet Tahoe), motor listrik dihubungkan dengan beberapa cara ke roda gigi planet di drivetrain hibrida, dalam hal ini kekompakan membutuhkan desainnya yang lebih panjang dan lebih kecil. diameter. Dalam hibrida paralel klasik, persyaratan kompak berarti bahwa perakitan yang pas antara flywheel dan gearbox memiliki diameter lebih besar dan cukup datar, dengan pabrikan seperti Bosch dan ZF Sachs bahkan mengandalkan desain rotor berbentuk cakram. Ada juga variasi rotor - jika pada Lexus LS 600h elemen putar terletak di dalam, pada beberapa model Mercedes rotor putar berada di luar. Desain terakhir juga sangat nyaman jika motor listrik dipasang di hub roda.

Teks: Georgy Kolev