Nel prossimo futuro le auto elettriche potranno sostituire completamente le auto con motore a combustione interna. Molte aziende in tutto il mondo stanno concentrando i loro sforzi per sviluppare un’auto elettrica, e ciò è facilitato dall’aumento dei prezzi dei prodotti petroliferi. Inoltre, l’importanza dei veicoli elettrici risiede anche nel fatto che l’atmosfera sta diventando sempre più inquinata, quindi è necessario combattere le emissioni nocive dei motori a combustione interna.

Al momento, i mercati più grandi per i veicoli elettrici sono paesi leader come gli Stati Uniti, il Giappone e alcuni paesi europei. Se parliamo di aziende manifatturiere, i posti di primo piano sono occupati da squali automobilistici come Nissan, Toyota, Ford, ecc. Sfortunatamente, la nostra patria non può ancora vantarsi della produzione di veicoli elettrici, se non si tiene conto del modello Lada Ellada , creato da appassionati e su dettagli importati.

Se parliamo di cos'è un'auto elettrica, queste parole significano un veicolo azionato da speciali motori elettrici. Il motore elettrico è alimentato da un pannello solare, celle a combustibile specializzate o una batteria.

La batteria necessita di ricarica dopo un certo tempo di funzionamento, che viene effettuata sia da diverse fonti esterne che da un generatore installato a bordo del veicolo. Quest'ultimo metodo ha una particolarità: il generatore è azionato da un motore semplice, quindi un'auto del genere non dovrebbe essere considerata un'auto elettrica, ma un tipo di auto ibrida.

Alcune aziende stanno lavorando nello sviluppo di nuovi modelli e nell'adattamento delle auto di serie. Se parliamo di preferenza, viene data a quest'ultima, perché richiede meno costi.

Le auto elettriche sono divise in 3 gruppi condizionali:

— urbano, con velocità massima fino a 100 km/h;

— autostrade la cui velocità massima è superiore a 100 km/h;

- gli sport. La loro velocità massima è superiore a 200 km/h.

La progettazione di un'auto elettrica, a differenza di un'auto con motore a combustione interna, è un po' più semplice, ma è più affidabile, perché ha un numero minimo di parti e componenti mobili. In un'auto elettrica, i principali componenti strutturali sono: trasmissione, batteria di alta qualità, speciale caricatore di bordo, sistema di controllo elettronico, ecc. Per fornire energia al motore elettrico di trazione principale, nel motore è installata una potente batteria di trazione auto. I veicoli elettrici sono dotati di una batteria agli ioni di litio, composta da diversi moduli collegati tra loro. La corrente di uscita di tale batteria è di circa 300 W CC e la sua capacità corrisponde pienamente alla potenza del motore elettrico.

Un motore di trazione è costituito da diverse macchine elettriche asincrone o sincrone trifase funzionanti a corrente alternata. La loro potenza parte da 15 kW. La potenza massima può essere superiore a 200 kW. Se confrontiamo un motore elettrico con un motore a combustione interna (ICE), l'efficienza del primo rispetto al secondo è del 90%:25%. Inoltre, il motore elettrico presenta una serie di altri vantaggi, anch'essi molto importanti e richiesti, vale a dire:

— la coppia massima può essere raggiunta a qualsiasi velocità;

— il design è abbastanza semplice e non è necessario un raffreddamento aggiuntivo;

- Può funzionare anche in modalità generatore.

Esiste un certo numero di modelli di auto elettriche assemblati utilizzando due o più motori elettrici. Ciò è necessario per mettere in movimento ogni singola ruota o più ruote contemporaneamente, ottenendo una maggiore potenza di trazione. Per accorciare la trasmissione, i produttori spesso installano motori elettrici direttamente nelle ruote. Questo approccio presenta uno svantaggio significativo: l'auto diventa difficile da guidare. Ciò è dovuto al fatto che le masse non sospese aumentano.

L'auto ha una trasmissione semplice, quindi nella stragrande maggioranza dei modelli è rappresentata da un semplice cambio monostadio. C'è una cosa molto utile: un caricabatterie di bordo. Ti dà la possibilità di ricaricare la tua auto elettrica da una presa normale. Per convertire l'alta tensione continua fornita dalla batteria in tensione alternata trifase, i produttori utilizzano un inverter specializzato. Inoltre, un tale convertitore è progettato anche per caricare una batteria aggiuntiva da 12 W. È necessario per alimentare altri componenti e dispositivi. Questi includono aria condizionata, servosterzo elettrico, sistema audio, ecc.

Funzioni interessanti e utili vengono eseguite dal sistema di controllo elettronico. È responsabile della sicurezza, del risparmio energetico e del comfort dei passeggeri. Se andiamo più in profondità, il sistema di controllo è necessario anche per:

— controllare l'alta tensione;

- regolare la trazione;

— garantire un movimento ottimale;

— valutare la durata della carica della batteria;

— controllare il sistema frenante e monitorare il consumo di energia della batteria.

Questo sistema combina alcuni sensori di input, un'unità di controllo e altri dispositivi presenti in un veicolo elettrico.

Sebbene i veicoli ICE ed elettrici siano simili, il loro funzionamento differisce in modo significativo. È questo che impedisce la produzione su vasta scala di tali automobili. La cosa principale che respingerà i potenziali acquirenti è il prezzo. Un altro inconveniente è il lungo tempo di ricarica della batteria e la durata della batteria non ottimale. Il loro prezzo elevato è spiegato dal fatto che la produzione di batterie agli ioni di litio è costosa e la loro durata non supera i 7 anni. Il vantaggio di un’auto elettrica è il minor costo della sua manutenzione. Se parliamo di funzionamento, è più redditizio nei paesi in cui il processo di produzione di elettricità dipende poco dal carburante.

Attualmente, le auto elettriche sono caratterizzate come mezzo di trasporto per la città. Perché? Il fatto è che l'autonomia dell'auto è bassa e il chilometraggio prima della necessità di ricarica dipende da molti fattori. La natura della guida, il fondo stradale e molto altro influenzano l'indicatore di autonomia. Ora i produttori hanno raggiunto un'autonomia di 150 km senza necessità di ricarica, ma ad una velocità di 70 km/h. Se la tua velocità è di circa 130 km/h, non percorrerai più di 70 km. Ora esistono tecnologie speciali che possono aumentare l'autonomia fino a circa 300 km. Una di queste tecnologie è la frenata rigenerativa, che può restituire fino al 30% dell’energia spesa. Tali auto sono inoltre dotate di batterie ad alta capacità e sistemi elettronici responsabili dell'ottimizzazione di tutti i processi in corso.

0 Bollettino In 1 dipartimento di ricerca scientifica di ingegneria elettrica, calcolerò gli accoppiamenti sulla trazione utilizzando dispositivi con cui vengono calcolate l'eccitazione oscillatoria delle armature, il posizionamento dei sensori di tensione e l'ambito angolare del collegamento di flusso di regolazione e l'eccitazione di avvolgimenti di eccitazione aggiuntivi utilizzato, utilizzando regolatori proporzionali integrali e amplificatore e correnti nella stazione tromeccanica. f-ly, generatore e convertitore deniya7 ill. COMITATO DI STATO PER LE INVENZIONI E LE SCOPERTE MRI SCST URSS (56) Motori dei ventilatori e loro applicazione sul materiale rotabile elettrico, / 11a ed., B.N. Tikhmeneva. - M: Trasporti, 1976, 10-13 p., Certificato di copyright URSS 11 1356134, classe. N 02 K 29/06, 1985.(54) SISTEMA AUTONOMO DI APPARECCHIATURE ELETTRICHE CON MOTORE A VALVOLE(57) L'invenzione riguarda l'ingegneria elettrica, in particolare le macchine elettriche regolabili di corrente alternata quando funzionano con convertitori di frequenza e possono essere utilizzate nei sistemi di azionamento elettrico e nell'alimentazione dei veicoli Lo scopo dell'invenzione è ridurre le pulsazioni di coppia di un motore elettrico del ventilatore, migliorare gli indicatori di energia, dinamica, peso e dimensioni ed espandere la gamma di controllo della velocità di rotazione. Gli induttori del generatore e il convertitore elettromeccanico del motore della valvola sono dotati di ulteriori avvolgimenti di eccitazione longitudinali, la cui corrente è regolata in modo tale che la proiezione della parte regolabile del vettore di collegamento del flusso di eccitazione lungo l'asse longitudinale rispetto alla direzione ortogonale a il vettore della corrente di armatura è proporzionale alla proiezione della componente asincrona del vettore del generatore di calore principale e del convertitore elettromeccanico, calcolata in base alla variazione del principale 534662 Compilato da A. Santalov Redattore V. Petrash Techred I. Khodanich Proofreader I Kucheryava odpisn st. Gagarin Produzione ed editoria Combina tenda da sole, città, Uzh Ordine 52 Circolazione 435 VNIPI Comitato statale per l'illustrazione 113035, Mosca, Zh, Ricerche e scoperte presso il Comitato statale per la scienza e la tecnologia SSSushskaya nab di due filiali situate una rispetto all'altra in un angolo di 6 /p, e collegati tra loro da un ulteriore avvolgimento di eccitazione 21, il cui asse coincide con l'asse dei poli dell'induttore 20 del generatore 1. L'ulteriore avvolgimento di eccitazione 21 è collegato all'uscita del primo amplificatore di corrente 13 attraverso il primo sensore di corrente aggiuntivo 15, L'ingresso del primo amplificatore 13 è collegato all'uscita del primo controller proporzionale-integrale 11, il cui primo ingresso è collegato all'uscita del primo dispositivo di calcolo 9, e il il secondo ingresso è combinato con il primo ingresso del primo dispositivo di calcolo 9 ed è collegato all'uscita del primo sensore di corrente aggiuntivo 15. Il secondo ingresso a due canali del primo dispositivo di calcolo 9 è collegato alla prima uscita aggiuntiva del sistema di controllo 4, e l'ingresso di fase w di questo dispositivo di calcolo 9 è collegato all'uscita del sensore di fase 17 della corrente di armatura gene. -ratore 1. Ciascuna fase dell'avvolgimento anulare 22 dell'armatura EMF 2 è costituita da due rami, posizionati uno rispetto all'altro ad angolo /p e collegati tra loro dai terminali opposti. L'induttore 23 EMF 2 è dotato con un avvolgimento di eccitazione aggiuntivo 24, il cui asse coincide con l'asse dei poli dell'induttore 23 EMF 2. Un avvolgimento di eccitazione aggiuntivo 24 dell'EMF 2 è collegato all'uscita del secondo amplificatore di corrente 14 attraverso una seconda corrente aggiuntiva sensore 16. L'ingresso del secondo amplificatore 14 è collegato all'uscita del secondo regolatore di corrente proporzionale-integrale 12, il cui primo ingresso è collegato all'uscita del secondo dispositivo di calcolo 10, e il secondo ingresso è combinato con il primo ingresso del secondo dispositivo di elaborazione 10 e collegato all'uscita del secondo sensore di corrente aggiuntivo 16. Il secondo ingresso a due canali del secondo dispositivo di elaborazione 10 è collegato alla seconda uscita aggiuntiva del sistema di controllo 4 e w è il l'ingresso di fase di questo dispositivo di calcolo 10 è collegato 3 1534662 L'invenzione riguarda l'elettrotecnica, vale a dire macchine a corrente alternata regolabili per vari scopi quando funzionano da un convertitore di frequenza e possono essere utilizzate in un sistema di equipaggiamento elettrico autonomo (ASE) di veicoli con valvola motori. 10Lo scopo dell'invenzione è ridurre le pulsazioni di coppia, migliorare gli indicatori di energia, dinamica, peso e dimensioni ed espandere la gamma di controllo della velocità di rotazione di un motore a valvola (VM). La Figura 1 mostra un diagramma elettrico schematico di un ASE con un VD; Le Figure 2 e 3 mostrano diagrammi vettoriali di 20 vettori di immagine di un generatore e un convertitore elettromeccanico (EMC); La Fig. 4 è uno schema funzionale di un dispositivo informatico; Fig. 5 - diagramma funzionale del blocco di modellazione del collegamento di flusso dell'indotto; in Fig. 6 - uno schema di progettazione di un EMF e un generatore con sensori di posizione angolare del rotore; in Fig. 7 - uno schema di progettazione del disco del rotore EMF e di un generatore. ASE (Fig. 1) contiene un w a 2 poli p -generatore di fase 1 corrente alternata e un motore elettrico a valvola, compreso un EMF di fase 2 a 2 poli, i cui avvolgimenti di armatura sono collegati tramite un convertitore di frequenza 3, il cui ingresso di controllo è collegato all'uscita del sistema di controllo 4 (CS), un sensore di posizione angolare 5 del rotore del generatore 1, installato sull'asse 6, sensore di posizione angolare 7 del rotore EMF 2, installato sull'asse 8, primi 9 e secondi 10 dispositivi di calcolo, 5 due controller di corrente proporzionale-integrale 11 e 12, due amplificatori di corrente 13 e 14, due sensori aggiuntivi 15 e 16 corrente, sensore fase w 17 corrente di armatura del generatore 1, 5 sensore fase Osh 18 corrente di armatura EMP 2, SU 4 è dotato di due uscite e ingressi aggiuntivi per la regolazione dell'angolo di ritardo e dell'angolo di anticipo e ingressi di informazioni collegati rispettivamente alle uscite dei sensori 5 e 7 posizione angolare dei rotori del generatore 1 e EMF 2, i cui segnali di uscita sono proporzionali (2) 50 dove 6,55 "con 1 d fH 5 1k uscita del sensore di fase y, -18 della corrente FEM di armatura 2, Ciascun dispositivo di calcolo 9 e 1 O (Fig. 4 ) include convertitori a due coordinate 25 e 26, un blocco 27 ​​per modellare i collegamenti di flusso dell'armatura , un blocco 28 per l'estrazione del valore medio, un blocco somma 29, un blocco divisione 30, la cui uscita è l'uscita dei dispositivi di calcolo 9 e 10, e l'ingresso del dividendo è collegato all'uscita del blocco somma 29 , il primo ingresso collegato al blocco di uscita 28 per l'estrazione del valore medio. L'ingresso del blocco 28 è collegato al secondo ingresso del blocco sommatoria 29 e all'uscita del secondo convertitore di coordinate 26, il primo e il secondo ingresso dei quali sono collegati alla prima e alla seconda uscita del blocco di modellazione del collegamento di flusso dell'armatura 27 , il primo e il secondo ingresso collegati alla prima e alla seconda uscita del primo convertitore di coordinate 25, il terzo ingresso alla sorgente del segnale equivalente, e il quarto ingresso del blocco di modellazione 27 è il primo ingresso del dispositivo di calcolo 9 e 1 O. L'ingresso del divisore del blocco di divisione 30, il terzo ingresso del secondo convertitore di coordinate 26, il primo ingresso del primo convertitore di coordinate 25 sono combinati e rappresentano il primo canale del secondo ingresso a due canali del computer dispositivi 9 e 10, il quarto ingresso del secondo trasduttore di coordinate 26, il secondo ingresso del primo trasduttore di coordinate 25 sono combinati e rappresentano il secondo canale del secondo ingresso a due canali dei dispositivi di elaborazione 9 e 1 O e 1 fase o l'ingresso φ-fase del primo convertitore di coordinate 25 sono gli ingressi φ-fase o φ-fase dei dispositivi di calcolo 9 e 10. Nell'ASE, con regolazione di fase della tensione del generatore 1 e della tensione di EMF 2, l'equivalente raddrizzato corrente (modulo del vettore corrente di armatura) EMF 2 contiene, oltre alla componente continua, componenti di corrente alternata, che sono la causa dell'ondulazione della coppia e del deterioramento delle prestazioni energetiche del VD. Inoltre, la coppia dell'HP è pulsante anche con una corrente raddrizzata equivalente idealmente livellata di EMF 2 a causa della natura discreta del cambiamento nella posizione del vettore della corrente di armatura di EMF 2, che porta a basse velocità di rotazione al fenomeno del cammino HP, limitando così la campo di regolazione della frequenza di rotazione dell'ASE con HP, Discreta la natura del cambiamento nella posizione del vettore della corrente di armatura del generatore 1 provoca pulsazioni della coppia elettromagnetica del generatore 1 e porta ad un deterioramento delle sue prestazioni energetiche. le pulsazioni della corrente e della coppia raddrizzate equivalenti, causate dalla regolazione di fase della tensione di EMF 2 e dalla natura discreta del cambiamento nel vettore della corrente di armatura di EMF 2, possono essere eliminate se la proiezione del flusso collegato vettoriale principale del armatura EMF 2 nella direzione.d, ortogonale alla corrente vettoriale dell'armatura EMF 2 viene mantenuta pari al suo valore medio regolando la corrente di eccitazione EMF 2 lungo l'asse longitudinale Yd, per cui è necessario compensare la componente variabile di la proiezione del vettore del collegamento di flusso principale d(3 ° nell'espressione, momento elettromagnetico (Fig. 2) Md = (C 1 r d + b(f bd) xd dove (b è il valore medio della proiezione del vettore del flusso concatenato principale sulla direzione Ed, ortogonale al vettore della corrente di armatura EMF 2 d, 40 Dal diagramma dei vettori rappresentativi (Fig. 2) il valore di collegamento del flusso richiesto avvolgimento di eccitazione aggiuntivo 24 di EMF 2 lungo l'asse longitudinale è determinato da Ch, 1 D = TsU d/sov+ 12np6 angolo di avanzamento di commutazione al minimo, determinato installando il sensore di posizione angolare del rotore 7 FEM 2; corrente di eccitazione e resistenza di dispersione induttiva dell'avvolgimento longitudinale aggiuntivo 24 della FEM di eccitazione 2. dove e è il valore medio della proiezione del vettore del flusso concatenato principale sulla direzione GG, ortogonale al vettore della corrente di armatura del generatore 1. Dal diagramma di rappresentazione dei vettori (Fig. 3), il valore di concatenamento di flusso richiesto dell'avvolgimento di eccitazione aggiuntivo 21 del generatore 1 lungo l'asse longitudinale d è determinato come segue: 30 3569.1, = Y( /sov C, + 61(4 ) Gf. dove sg oY è l'angolo di ritardo dell'accensione al minimo, determinato installando il sensore di posizione angolare 5 del rotore generatore 1; 11 igХ - corrente di eccitazione e resistenza di dispersione induttiva dell'avvolgimento di eccitazione longitudinale aggiuntivo 21 del generatore 1. I diagrammi di rappresentazione dei vettori (Fig. 2 e 3) per facilità di considerazione sono costruiti per gli angoli di commutazione della corrente nelle fasi di ZMP 2 e generatore 1, pari a Фг1 = 0 (commutazione forzata), Quando In presenza di angoli di commutazione, i dispositivi di calcolo 9 e 10 determinano le proiezioni delle variabili 50. Analogamente è possibile eliminare le increspature dell'equivalente rettificato. corrente e coppia dovuti alla regolazione di fase della tensione del generatore 1 e alla natura discreta5 della variazione del vettore della corrente di armatura del generatore 1. A questo scopo, la proiezione del vettore del flusso concatenato principale dell'armatura del generatore 1 nella direzione E, ortogonale al vettore. la corrente di armatura del generatore 1 1 deve essere mantenuta pari al suo valore medio regolando la corrente di eccitazione del generatore 1 lungo l'asse longitudinale d, per la quale è necessario compensare la componente variabile della proiezione del vettore conduttore principale b 55 g nell'espressione della coppia elettromagnetica (Fig. 3): componenti del flusso collegato principale b, 6 (1 tenendo conto delle loro ampiezze e fasi nell'intervallo di commutazione, In questo caso i regolatori di corrente 11 e 12 lo rendono possibile, con sufficiente precisione per la pratica, per mantenere sia staticamente che dinamicamente le proiezioni dei principali vettori di collegamento di flusso p o4 ad un livello corrispondente ai loro valori medi, inclusi gli intervalli di commutazione, I primi termini nelle espressioni (2) e (4) sono formati utilizzando dispositivi di calcolo 9 e 10, i cui segnali di uscita vengono forniti ai primi ingressi dei regolatori di corrente proporzionale-integrale 11 e 12, ai secondi ingressi dei quali vengono forniti segnali proporzionali alle correnti di eccitazione di ulteriori avvolgimenti longitudinali 21 e 24 di eccitazione del generatore 1 e EMF 2. I coefficienti di scala agli ingressi dei regolatori 11 e 12 sono selezionati in modo tale che il segnale totale sia determinato dalle espressioni (2) e (4), A causa dei componenti integrali alle uscite dei regolatori 1 e 12 , viene generato un segnale che fornisce, dopo l'amplificazione da parte degli amplificatori 13 e 14, la tensione necessaria sugli avvolgimenti di eccitazione aggiuntivi 21 e 24 del generatore e EMF 2, necessaria per mantenere la proiezione del vettore di collegamento del flusso principale dell'armatura del generatore 1 e EMF 2 (1 g e (1) ad un livello pari ai loro valori medi, Selezione le corrispondenti funzioni di trasferimento dei regolatori di corrente 11 e 12 degli avvolgimenti di eccitazione aggiuntivi 21 e 24 forniscono la dinamica del processo di controllo dell'eccitazione. I dispositivi di calcolo 9 e 10 sono progettati per determinare le componenti variabili delle proiezioni dei principali vettori di flusso concatenato del generatore 1 e EMF 1 sull'asse, ortogonale ai vettori di corrente degli avvolgimenti dell'indotto del generatore 1 e EMF 2, e per modellare parte dei collegamenti di flusso degli avvolgimenti di eccitazione aggiuntivi 21 e 24 del generatore 1 e EMF 2 secondo le espressioni (2) e (4), Per questo viene utilizzato il primo convertitore di coordinate 25, che consiste nella moltiplicazione e aggiunta standard di elementi e implementa la conversione della corrente dalle componenti di fase alle componenti longitudinali e trasversali in base ai segnali 6210 9 .1 5346 sensori 17 n 18 e in base ai segnali dei sensori 5 o 7 posizione angolare dei rotori del generatore 1 o EIP 2. Modellazione dei collegamenti di flusso dell'armatura principale lungo gli assi 6, c 1 viene eseguita nel blocco 27 ​​per modellare le componenti longitudinali e trasversali dei collegamenti di flusso (Fig. 5). Gli elementi non lineari 31 e 32 hanno le stesse caratteristiche e determinano la dipendenza del flusso principale y dalla forza magnetizzante risultante 1, vale a dire (= G, Forze magnetizzanti 1, metà del polo è determinata dalla somma delle forze magnetizzanti lungo gli assi longitudinale e trasversale (Fig. 5) MV 0,5 (V + Yu), 111 0,5 (U, + 11),% e gli altri semipoli x - la differenza Queste forze magnetiche corrispondono al flusso), e c, cioè le uscite degli elementi non lineari 31 e 32 I coefficienti di scala degli amplificatori 33 e 34 sono selezionati in modo tale che il segnale totale alle uscite di questi amplificatori è determinato dalle espressioni Inoltre, i componenti del collegamento di flusso principale lungo gli assi 4, 9 entrano nel secondo convertitore di coordinate 26, che consiste di elementi di moltiplicazione e somma standard ed esegue la transizione dalle componenti longitudinali e trasversali del collegamento di flusso principale alla componente del conduttore principale (p, ortogonale al vettore della corrente di armatura, secondo la seguente relazione: B 6 H " cos -1 zdps, b " 1 Componente del conduttore principale Il conduttore è fornito all'ingresso del blocco 28 per estrarre il valore medio, all'uscita del quale si ottiene il valore medio del flusso concatenato principale o. Il blocco 28 può essere realizzato sotto forma di un integratore 25 per 35 40 4 50 55. La componente variabile del concatenamento di flusso principale A b è ottenuta all'uscita del blocco di somma 29 come differenza tra le componenti e quelle fornite all'ingresso del blocco di somma 29. All'uscita del blocco divisore 30 viene ricevuto il segnale necessario per simulare il collegamento di flusso dell'avvolgimento longitudinale di eccitazione aggiuntiva 2 o 24. Il generatore 1 e EIP 2 (Lig. 6 e 7) sono realizzati con un'eccitazione combinata, mentre il le armature del generatore 1 e EIP 2 contengono un generatore w-phaen 1 e t-diversi EIP 2 avvolgimenti ad anello 19 e 22, montati rigidamente su un nucleo magnetico toroidale 35, fissato immobile rispetto all'alloggiamento 36 utilizzando un manicotto non magnetico esterno 37 , e gli induttori 20 e 23 del generatore 1 e EIP 2 sono posti sui due lati estremi dell'armatura e sono costituiti da settori magneticamente conduttori 38, formanti un sistema multipolare, fissati rigidamente alle boccole magneticamente conduttrici interne ed esterne 39 e 40 , separati tra loro da una boccola non magnetica 41 degli induttori 20 e 23 del generatore 1 e EMF 2. Il numero di settori magneticamente conduttori 38 è pari al numero di poli; gli assi dei settori 38 adiacenti ad un lato dell'armatura coincidono con l'asse dei settori 38 adiacenti all'altro lato dell'armatura. Il manicotto interno conduttore di magnetite 39 è fissato rigidamente all'albero 42, il manicotto esterno magneticamente conduttivo 40 è rigidamente fissato al manicotto interno magneticamente conduttivo 39 attraverso il manicotto non magnetico 41 degli induttori 20 e 23 del generatore 1 e EIP 2. In questo caso, sui settori magneticamente conduttivi 38 del manicotto interno magneticamente conduttivo 39 adiacenti a Su un lato dell'armatura, sono fissati 43 poli magnetici. materiale duro di una polarità e adiacente all'altro lato dell'armatura - poli 43 costituiti da materiale magnetico duro di diversa polarità; sui settori magneticamente conduttori 38 del manicotto esterno magneticamente conduttivo 40 sono presenti strisce 44 di materiale magnetico dolce fisso Gli avvolgimenti aggiuntivi 21 e 24 del generatore 1 e EIP 2 sono realizzati sotto forma di bobina cilindrica 1534662 12de 45, fissata immobile rispetto al settore attraverso il manicotto non magnetico interno 46 e situata nello spazio limitato dal diametro interno degli avvolgimenti dell'anello 19 e 22 del generatore e EIP 2 e il diametro esterno del manicotto magneticamente conduttivo esterno 40, alle estremità degli avvolgimenti di eccitazione del generatore 21 e 24 1 e EMF 2 sono adiacenti attraverso lo spazio di lavoro all'estremità interna superfici dei settori magneticamente conduttori 38. Alla superficie terminale esterna dei settori magneticamente conduttori 38 di un lato attivo degli induttori 20 e 23 del generatore 1 e EMF 2, ad esempio quello destro, è attaccato il rotore 47 del sensore di posizione angolare, realizzato sotto forma di un trasformatore a disco rotante seno-coseno senza contatto con trasformatori ad anello ad alta frequenza 48, il cui statore 49 è fissato sulla superficie dell'estremità interna dello scudo del cuscinetto 50. Il principio di funzionamento del sincrono Sono noti motori elettrici di tipo con eccitazione combinata.Il miglior sfruttamento del volume attivo della macchina si ottiene nelle macchine grazie al secondo lato attivo della bobina dello statore. Allo stesso tempo, lo stato termico della macchina migliora, poiché aumenta la superficie di raffreddamento termico degli avvolgimenti dello statore. L'avvolgimento di eccitazione aggiuntivo della macchina, quasi senza aumentare il volume occupato dalla macchina, porta alla formazione di una coppia elettromagnetica aggiuntiva, e questa coppia varia di grandezza in base al segnale di controllo. La presenza di due circuiti magneticamente conduttori (un circuito di tipo magnetoelettrico e un circuito di tipo elettromagnetico) consente la conversione elettromeccanica indipendente con la somma dei momenti elettromagnetici su un albero comune. L'espansione delle funzionalità nelle macchine elettriche di questo tipo consente loro di essere utilizzati sia come generatori con tensione regolabile, sia come motori controllati da coppia e velocità, Formula 1, Sistema di equipaggiamento elettrico autonomo con motore a valvola, contenente 2 poli p, fase un generatore di corrente alternata e un motore della valvola, compreso un convertitore elettromeccanico a 2 poli p fase 5, i cui avvolgimenti dell'indotto sono realizzati in un circuito ad anello e sono collegati tramite un convertitore di frequenza, il cui ingresso di controllo è collegato al uscita del sistema di controllo, dotata di ingressi per la regolazione dell'angolo di ritardo e dell'angolo di anticipo e ingressi di informazione, collegati rispettivamente alle uscite dei sensori di posizione angolare del rotore del convertitore elettromeccanico e del generatore, sensore di corrente di armatura del generatore di fase p 1, e sensore di corrente di armatura a fase w del convertitore elettromeccanico, caratterizzato dal fatto di ridurre le pulsazioni rotanti. coppia, migliorando i parametri energetici, dinamici, di peso e dimensioni ed espandendo la gamma di controllo della velocità di rotazione, include inoltre il primo e il secondo dispositivo di calcolo, due controller di corrente proporzionale-integrale, due amplificatori di corrente e due sensori di corrente aggiuntivi, il sistema di controllo è dotato di due uscite aggiuntive, e l'induttore del convertitore elettromeccanico e l'induttore del generatore sono dotati di un avvolgimento di eccitazione aggiuntivo, ciascun asse del quale coincide con l'asse dei poli dell'induttore corrispondente, gli avvolgimenti dell'indotto del generatore 40 e il convertitore elettromeccanico sono realizzati a forma di anello, ciascuna fase degli avvolgimenti dell'indotto del convertitore elettromeccanico e del generatore è costituita da due rami situati uno rispetto all'altro nell'angolo y/r del generatore e f/r dell'elettromeccanico convertitore e collegati tra loro dai terminali opposti, l'avvolgimento di eccitazione aggiuntivo del generatore è collegato all'uscita del primo amplificatore di corrente tramite il primo sensore di corrente aggiuntivo, l'ingresso del primo amplificatore è collegato all'uscita del primo proporzionale -controller integrato, il cui primo ingresso è collegato all'uscita del primo dispositivo informatico, e il secondo ingresso è combinato con il primo ingresso del primo dispositivo computer 13141534 bb 2 e collegato all'uscita del primo sensore di corrente aggiuntivo, il il secondo ingresso a due canali del primo dispositivo di elaborazione sotto 5 è collegato alla prima uscita aggiuntiva del sistema di controllo e l'ingresso monofase di questo dispositivo di elaborazione è collegato all'uscita del sensore di corrente di armatura del generatore di fasi w, il l'avvolgimento di eccitazione aggiuntivo del convertitore elettromeccanico è collegato tramite il secondo sensore di corrente aggiuntivo all'uscita del secondo amplificatore di corrente, l'ingresso del secondo amplificatore è collegato all'uscita del secondo controller proporzionale-integrale, il cui primo ingresso è collegato all'uscita del secondo apparecchio informatico e il secondo ingresso è combinato con il primo ingresso del secondo apparecchio informatico e collegato all'uscita del secondo sensore di corrente aggiuntivo, il secondo ingresso a due canali del secondo apparecchio informatico è collegato a la seconda uscita aggiuntiva del sistema di controllo e l'ingresso di fase w di questo dispositivo di calcolo è collegato al sensore di corrente di armatura di uscita di fase w di un convertitore elettromeccanico, ciascun dispositivo di calcolo include due convertitori di coordinate, un blocco per simulare i collegamenti di flusso dell'armatura , un blocco per estrarre il valore medio E35, un blocco di sommatoria, un blocco di divisione, la cui uscita è l'uscita del dispositivo di calcolo, e l'ingresso del dividendo è collegato all'uscita del blocco di sommatoria, il primo l'ingresso del blocco di estrazione del valore medio collegato all'uscita, il cui ingresso è collegato al secondo ingresso del blocco sommatoria e all'uscita del secondo convertitore di coordinate, il cui primo e secondo ingresso sono collegati alla prima e alla seconda uscita di il blocco di modellazione del collegamento di flusso dell'armatura, il primo e il secondo ingresso collegati alla prima e alla seconda uscita del primo convertitore di coordinate, il terzo ingresso - con la sorgente del segnale del segnale, e il quarto ingresso del blocco di modellazione è il primo ingresso di il dispositivo di elaborazione, l'ingresso del divisore del blocco di divisione, il terzo ingresso del secondo convertitore di coordinate e il primo ingresso del primo convertitore di coordinate sono combinati e rappresentano il primo canale del secondo ingresso a due canali del dispositivo di elaborazione , il quarto ingresso del secondo convertitore di coordinate, il secondo ingresso del primo convertitore di coordinate sono combinati e rappresentano il secondo canale del secondo ingresso a due canali del dispositivo di calcolo, e l'ingresso con fase w del primo convertitore di coordinate è il Ingresso di fase w del dispositivo informatico. 2. Sistema da e. 1, la differenza principale è che il generatore e il convertitore elettromeccanico sono realizzati con eccitazione combinata, mentre gli avvolgimenti dell'anello dell'armatura del generatore e del convertitore elettromeccanico sono

Applicazione

4275862, 18.05.1987

ISTITUTO DI RICERCA UNIONIONALE DI INGEGNERIA ELETTRICA

EVSEEV RUDOLF KIRILLOVICH, SAZONOV AREFY SEMENOVICH

IPC/Tag

Codice di collegamento

Impianto elettrico autonomo con motore a valvole

Brevetti simili

Rango di priorità K 4 p contiene il terzo gruppo di elementi AND, il gruppo di elementi NOT e il terzo gruppo di elementi OR, e l'ingresso K di rango più alto del nodo è collegato alla sua uscita K, il (K)- l'ingresso è collegato al primo ingresso dell'elemento AND del terzo gruppo, l'uscita che è collegata all'uscita (K) del nodo, e il secondo ingresso di questo elemento AND è collegato all'uscita dell'elemento NOT, il cui ingresso è collegato all'ingresso K del nodo, i successivi (K) - ingressi del nodo sono collegati ai corrispondenti primi ingressi degli elementi AND del terzo gruppo, le cui uscite sono uscite (K) nodo gradi di priorità, e i secondi ingressi di questi elementi AND del terzo gruppo sono collegati alle uscite degli elementi NOT, i cui ingressi sono collegati alle corrispondenti uscite degli elementi OR del terzo gruppo, gli ingressi di questi ultimi sono collegato ai precedenti...

L'emergere di transistor di potenza per correnti dell'ordine di decine e centinaia di ampere ha contribuito allo sviluppo di una serie di varianti di azionamenti elettrici di trazione con convertitori di potenza a transistor nel circuito di armatura di un motore CC con eccitazione indipendente. Tipici di questa zona sono i lavori della francese Ragono e di quelle americane General Electric e Chrysler.

L'azienda Ragono creò una trazione elettrica per un veicolo con un peso totale di circa 1200 kg e come prototipi furono utilizzate vetture Renault 5L convertite. L'azionamento viene effettuato da un motore con una potenza nominale di 6 kW ad una velocità nominale di 5000 min-1 e una tensione di 96 V. Il circuito di azionamento elettrico contiene due convertitori di impulsi a transistor. Il convertitore di potenza nel circuito di armatura è costituito da una connessione parallela di 11 gruppi di tre transistor ciascuno. Con una corrente nominale di armatura del motore di 75 A e un multiplo di corrente massimo di circa 4 A, il carico di corrente massimo sul transistor non supera i 10 A. Ciascun gruppo di transistor è dotato di un'induttanza protettiva e di un diodo inverso. Il convertitore di potenza funziona con una frequenza di commutazione costante di 700 Hz e fornisce una modifica della durata relativa degli impulsi di tensione in uscita da 0,05 a 1. La velocità di eccitazione è controllata fino ad una velocità di rotazione massima di 7000 min-1 utilizzando un convertitore a transistor progettato per modificare la corrente di eccitazione da 2 a 8 A con una frequenza di commutazione costante di 1000 Hz.

Riso. 3.5. Schema di azionamento elettrico di un veicolo elettrico ETV-1 con un convertitore a transistor della General Electric

Il diagramma schematico della trazione elettrica sviluppato da General Electric per il veicolo elettrico sperimentale Chrysler ETV-1 è mostrato in Fig. 3.5. In termini di struttura generale, questo azionamento elettrico è vicino all'opzione di controllo a due zone mostrata in Fig. 3.3. Il motore DC M ad eccitazione indipendente è alimentato dalla batteria di trazione GB attraverso il convertitore di potenza del circuito di armatura. L'avvolgimento di eccitazione dell'OB riceve energia attraverso il convertitore di eccitazione FV.

La principale caratteristica distintiva è l'uso di potenti transistor di potenza. L'azienda ha precedentemente condotto uno studio su una serie di opzioni per convertitori a transistor utilizzando transistor di potenza di varie aziende 2SD648 di Toshiba a 200 A, 300 V; RSD-751 di EVC per 100 A, 450 V e molti altri; Successivamente è stato sviluppato il nostro modulo di potenza (Ml-MZ in Fig. 3.5). Questo modulo è un insieme di due transistor Darlington e un diodo flyback shunt.

Parametri del transistor di potenza secondo il circuito Darlington:

Voltaggio collettore-emettitore 350V

Tensione di saturazione alla corrente 200 A 1,6 V

Corrente nominale 200 A

Guadagno CC a 250 corrente nominale del collettore

Tempo di decadimento della corrente del collettore 1,2 µs

Latenza 2,6 µs

Due moduli Ml e M2 (Fig. 3.5) sono collegati in parallelo e attraverso di essi viene fornita potenza pulsata all'armatura del motore in modalità di trazione. In questo caso, nella modalità di accelerazione con accelerazione massima, la corrente raggiunge i 400 A e la durata di tale corrente consentita dal convertitore di potenza è di 1 minuto. Per il funzionamento continuo, la corrente nominale del convertitore è di 200 A, che corrisponde alle caratteristiche del motore elettrico utilizzato, che ha una corrente continua nominale di 175 A.

Nella modalità di frenatura ad impulsi elettrici, l'armatura del motore M viene chiusa dal modulo transistor MZ, che consente una corrente di armatura massima durante la frenatura di 200 A per 1 minuto e 100 A per un lungo periodo. Quando il circuito dell'armatura viene periodicamente chiuso, l'energia elettromagnetica si accumula nelle induttanze dell'armatura e nei poli aggiuntivi del motore, che viene poi scaricata nella batteria GB attraverso i circuiti a diodi inversi del convertitore di potenza.

L'induttanza LI è progettata per proteggere i moduli transistor dalle sovratensioni durante la commutazione dei dispositivi in ​​un azionamento elettrico. Il rilascio dell'energia accumulata in questa induttanza quando il circuito sotto tensione è spento è fornito da un circuito di protezione parallelo costituito dalla valvola VI e da un resistore. La protezione dei moduli transistor da modalità inaccettabili quando si accendono e spengono i transistor viene effettuata da speciali circuiti protettivi costituiti da condensatori CI, C2, valvola V2 e resistori Rl, R2. Inoltre, il circuito collettore-emettitore è protetto dalle sovratensioni dai diodi Zener Z1 e Z2.

Il convertitore di potenza a transistor funziona con una frequenza di commutazione relativamente elevata. Questa frequenza non è costante, ma cambia al variare del duty cycle, raggiungendo un valore massimo di 2000 Hz. Per compensare la reattanza induttiva della batteria e dei cavi di installazione, l'ingresso del convertitore di potenza viene deviato da un banco di condensatori F con una capacità totale di 1200 μF.

Il convertitore di eccitazione FV regola la corrente di eccitazione nell'intervallo da 2,0 a 10,6 A con una frequenza di commutazione costante del transistor di uscita pari a 9500 Hz. Le valvole KZ-V5 vengono utilizzate per proteggere il transistor di uscita. Allo stesso tempo, alcune caratteristiche del circuito del convertitore fotovoltaico sono determinate dal fatto che nel veicolo elettrico ETV-1 questo convertitore svolge una seconda funzione: un raddrizzatore di carica di bordo. In questa modalità, una tensione di rete monofase di 115 V viene fornita attraverso un raddrizzatore a ponte monofase (non mostrato nello schema di Fig. 3.5) ai punti a - più e b - meno. Nel circuito di carica della batteria di trazione, l'induttanza L2 è attivata, livellando la corrente di carica della batteria. In questa modalità, il convertitore FV funziona con una frequenza di commutazione variabile da 5-15 kHz e con una corrente di carica regolabile da 2 a 24 A.

L'inversione del motore elettrico avviene scambiando la polarità dell'avvolgimento di eccitazione mediante contattori ViN.

L'azionamento elettrico è controllato tramite un microprocessore MP secondo la struttura mostrata in Fig. 3.5. I pedali di guida e freno sono collegati a potenziometri principali, che determinano i segnali di controllo della coppia di trazione e frenatura. I sensori magnetici della corrente di armatura del motore TY, della corrente di eccitazione TB e della corrente della batteria TB, insieme ai segnali della tensione della batteria e del numero di giri del motore DS, partecipano al processo di calcolo della coppia sull'albero. Attraverso i dispositivi di interfaccia HC e UT, il microprocessore controlla il funzionamento dei convertitori di potenza di armatura e di eccitazione FV in conformità alla coppia di trazione o frenatura specificata. Poiché quando la corrente di eccitazione del motore è forzata a 10,6 A, la velocità di rotazione del motore è 1800 min-1, il funzionamento del convertitore di potenza dell'indotto avviene nella zona da questa velocità quasi a zero. Ad una velocità di rotazione compresa tra 1800 e 5000 giri/min, il convertitore di potenza dell'indotto è in modalità saturazione e, inoltre, viene deviato dal contattore KSh. Questo circuito convertitore shunt fornisce anche la frenata rigenerativa alle alte velocità.

I moderni progetti di motori elettrici CC con eccitazione indipendente, regolabili su un intervallo abbastanza ampio, creano le basi per la costruzione di azionamenti elettrici di trazione che non dispongono di convertitori di impulsi con dispositivi complessi per la commutazione forzata dei tiristori nel circuito dell'armatura del motore. Tali azionamenti elettrici sono stati sviluppati in URSS dal laboratorio NAMI e all'estero da numerose aziende giapponesi.

L’auto elettrica, come hanno dimostrato le statistiche di quest’anno, è l’ovvio futuro della produzione automobilistica, e per di più il prossimo futuro. Molte case automobilistiche di fama mondiale stanno investendo ingenti somme di denaro nello sviluppo di veicoli elettrici. L'obiettivo è il desiderio di risparmiare sui prodotti petroliferi, il cui prezzo è in aumento sistematico, nonché la necessità di ridurre le emissioni nocive nell'atmosfera e di cercare i più recenti dispositivi di accumulo di energia e tecnologie di consumo energetico.

Attualmente, i maggiori mercati per i veicoli elettrici sono gli Stati Uniti, il Giappone, il Regno di Mezzo e alcuni paesi europei (Paesi Bassi, Germania, Norvegia, Francia, Gran Bretagna). Numerosi marchi sono impegnati nella produzione di veicoli elettrici, come Renault (Fluence Z.E. e ZOE), Nissan (Leaf, Toyota (RAV4EV), Ford (Focus Electric), Honda (FitEV), BMW (Active C), Tesla (Roadster e Model S), Volvo (C30 Electric)), Mitsubishi (I MiEV). Se parliamo del nostro Paese, il 2015 è stato caratterizzato da un aumento senza precedenti delle vendite di tali auto, pari al 400% solo nei primi otto mesi di quest'anno.

Ciò suggerisce che gli appassionati di ecosostenibilità sono sempre più numerosi: da gennaio ad agosto nel Paese sono state immatricolate 231 auto elettriche, secondo il Ministero degli Interni. Sì, un simile “nuovo prodotto” ha indubbiamente attirato molti ucraini. Ma il punto è un efficace "animale elettrico" che, come si suol dire, farà risparmiare denaro e proteggerà l'ambiente. Come avrai intuito, parleremo del motore elettrico. Scopriamo insieme “cos’è e con cosa si mangia”.

1. Come funziona un'auto elettrica?

Un'auto elettrica è essenzialmente un veicolo alimentato da uno o più motori elettrici. Esternamente, il veicolo sembra simile a un veicolo a benzina, ma C'è una differenza molto importante: il funzionamento silenzioso del motore. Il “silenzioso” (come possiamo chiamare il motore elettrico) è alimentato da una batteria (a volte solare, ricaricabile o una cella a combustibile specializzata), che funge da “serbatoio di carburante” e fornisce energia all’unità di potenza. Il veicolo elettrico è inoltre dotato di un controller, un'unità che controlla il funzionamento del motore elettrico e regola il flusso di energia nella rete tra le batterie e il motore. Tutti gli altri componenti sono praticamente gli stessi delle altre auto: freni, airbag...

Per avere un'idea di come funziona un'auto elettrica, diamo un'occhiata alla tecnica di conversione di un'auto a benzina standard in un'auto elettrica. Una macchina del genere è rinata dalla benzina Geoprisma. Per convertire il secondo in un motore elettrico, il suo design interno ha subito piccole modifiche. Innanzitutto i progettisti hanno eliminato il motore a benzina, la frizione, il serbatoio del gas e i tubi di scarico. La “meccanica” è rimasta al suo posto e ha iniziato a lavorare in seconda marcia. Successivamente è arrivata l'installazione del controller e del motore CA. Le batterie al piombo sono state posizionate sul pavimento del veicolo. Gli ingegneri sostituirono anche l'impianto frenante e dotarono l'auto di servosterzo, pompa dell'acqua e impianto di aria condizionata. È stata aggiunta una pompa a vuoto per migliorare l'impianto frenante.

La trasmissione era collegata in modo tale che quando la leva si muoveva, i segnali venivano trasmessi al controller. Inoltre, l'auto elettrica era dotata di un caricabatterie, un voltmetro, due potenziometri, che li collegavano al pedale dell'acceleratore e al controller. Di conseguenza, i progettisti hanno ricevuto un'auto elettrica con le seguenti caratteristiche:

- chilometraggio con una singola carica della batteria – 80 km;

Accelerazione a “centinaia” in 15 secondi;

Quantità di energia necessaria per ricaricare le batterie: 12 kW/h;

Peso totale della batteria: 500 kg.

"Novacok" si è rivelato facile da usare, il che non era diverso da uno simile in un'auto a benzina.

La progettazione di un’auto elettrica presenta numerosi vantaggi. Il punto è la sua affidabilità, poiché il numero di parti mobili e gruppi è ridotto al minimo. Per capire come funziona un'auto elettrica è necessario prima conoscere meglio i suoi componenti: trasmissione, batteria, sistema di controllo elettronico e uno speciale caricabatterie di bordo. Cominciamo con il primo. Questo esempio ha la trasmissione più semplice, poiché sulla maggior parte dei modelli si tratta di un semplice cambio a stadio singolo.

Se parliamo del caricabatterie di bordo, allora questa è una “caratteristica” di un'auto elettrica piuttosto conveniente, poiché dà il diritto di considerare la possibilità di caricare il veicolo da una presa normale. Per convertire l'elevata tensione continua in tensione alternata, la maggior parte dei produttori utilizza un inverter speciale. Viene utilizzato anche per caricare una batteria aggiuntiva da 12 W. (serve per alimentare, ad esempio, l'aria condizionata, il servosterzo elettrico o un sistema audio).

Il sistema di controllo elettronico è responsabile della sicurezza, del risparmio energetico e del comfort dei ciclisti. Se si scava ancora più in profondità, un sistema del genere viene utilizzato anche per controllare l'alta tensione, garantire il normale movimento, regolare la trazione, controllare il sistema frenante e il consumo di energia. Questo sistema include alcuni sensori di ingresso, un'unità di controllo, ecc.

I sensori di ingresso svolgono la funzione di "stima" della posizione dei pedali dell'acceleratore e del freno, del selettore delle marce, della pressione nell'impianto frenante e del grado di carica. Sul quadro strumenti vengono visualizzati gli aspetti principali del funzionamento del veicolo elettrico (informazioni sul consumo energetico, sul recupero energetico, sulla carica residua della batteria).

Un componente importante del “riempimento” di un veicolo elettrico è il controller. Riceve corrente dalle batterie e la spinge sul motore elettrico. Utilizzando due potenziometri (resistenze variabili) posti sul pedale dell'acceleratore, viene generato un segnale che “indica” al controller la quantità di energia che deve trasportare. Quando l'auto è ferma non vengono trasmessi impulsi.

Come già riportato, un'auto elettrica differisce da un'auto a benzina per la sua guida silenziosa. E il punto sta nella frequenza degli impulsi inviati dal controller: 15mila volte al secondo. L'orecchio umano difficilmente riesce a rilevare una tale gamma di pulsazioni, quindi il movimento dell'auto non è quasi accompagnato da alcun suono.

2. Motori elettrici e batterie

Dopo aver esaminato ulteriori dettagli nella progettazione dell'auto e compreso più o meno il principio del suo funzionamento, procediamo direttamente alla divulgazione dell'argomento del nostro articolo, ovvero il motore elettrico e la batteria energetica che funziona insieme ad esso. Il motore elettrico è una sorta di "cuore" dell'auto e, come altre "ipostasi", ha una serie di caratteristiche. in primo luogo, La sua funzione principale è creare, è in grado di convertire l'energia elettrica in energia meccanica.

Il motore funziona secondo il principio dell'induzione elettromagnetica (la comparsa di una forza elettromotrice in un circuito chiuso quando cambia il flusso magnetico). In generale, un motore elettrico è costituito da più macchine elettriche asincrone o sincrone trifase, il cui funzionamento dipende dalla corrente alternata. La potenza di avviamento è di 15 kW. La velocità massima può raggiungere i 200 kW. Viene confrontata l'efficienza di una centrale elettrica e di un motore a combustione interna Dal 90% al 25%. Inoltre, l'unità elettrica presenta numerosi vantaggi, tra cui la capacità di raggiungere la coppia massima durante lo spostamento a qualsiasi velocità, nonché la semplicità del design, un raffreddamento ad aria favorevole e la capacità di funzionare senza l'utilizzo di un generatore.

Oggi l'uso delle ruote motrici è popolare. E non c'è da stupirsi, perché la combinazione di una ruota convenzionale e di un motore elettrico in un'unica unità aumenta il comfort e la facilità d'uso.

Il vantaggio dei motori AC è la capacità di funzionare in modalità generatore quando il veicolo frena, contribuendo alla generazione di energia e al suo stoccaggio nelle batterie. Successivamente potrà essere utilizzato mentre il veicolo elettrico è in movimento e contribuirà ad aumentare la riserva di carica del 15%. Molti produttori utilizzano due o più motori elettrici nell'assemblaggio di alcuni modelli. In questo modo, i progettisti aumentano la potenza di trazione, perché in questo caso ciascuna ruota viene azionata separatamente o più contemporaneamente. Questo passaggio sarà seguito da una riduzione della trasmissione, ottenuta integrando i motori elettrici nelle ruote. Ma, qualunque cosa si dica, una mossa del genere causerà un aumento delle masse non sospese e complicherà la guida.

L’“amica” del motore elettrico è la batteria. Senza di lei, come si suol dire, non è “né qui né là”. Viene utilizzato per fornire energia al "cuore" dell'auto. In generale, ci sono molti tipi di batterie. L'acquisto di alcuni di essi può costare al cliente, come si suol dire, "un bel soldo", perché sono troppo cari. L'opzione più economica e, di conseguenza, la più popolare è batterie al piombo riciclabili al 97%. Un gradino più in alto sono le batterie ibride nichel-metallo, le cui prestazioni e prezzo sono superiori a quelli delle batterie al piombo.

Le batterie agli ioni di litio sono ideali per i veicoli elettrici, poiché in termini di compattezza, leggerezza e risparmio energetico possono superare le prime due tipologie. La stessa situazione vale per la politica dei prezzi, perché questo tipo di batteria è la più costosa. È una combinazione di diversi moduli che insieme producono 300 W di corrente sistematica. La capacità della batteria è solitamente direttamente proporzionale alla potenza del motore. La durata della batteria è limitata a 7 anni.

Spesso molte case automobilistiche equipaggiano i propri veicoli elettrici con un'altra piccola batteria aggiuntiva, che “rivitalizza” il funzionamento degli accessori dell'auto: cruscotto, fari, autoradio, airbag, alzacristalli elettrici, tergicristalli, ecc.

Fondamentalmente, nella progettazione di veicoli elettrici, gli ingegneri di note case automobilistiche utilizzano batterie agli ioni di litio. È in questo fatto che risiede la ragione principale dell'alto costo di questo tipo di auto.

La maggior parte dei clienti, stranamente, preferisce le auto a benzina, che le costeranno meno. L'effetto ripugnante è causato da una lunga attesa per la ricarica della batteria e da un'autonomia non molto buona. Oggi le auto elettriche vengono utilizzate principalmente come trasporto urbano. Lo stile di guida e il fondo stradale influiscono fortemente sull'indicatore di autonomia. Molti produttori sono riusciti a raggiungere un'autonomia di 150 km senza ricarica aggiuntiva, ma questa è a 70 km/h. Se decidi di accelerare fino a 130 km/h, non percorrerai più di 70 km. Per aiutare il conducente, molte aziende hanno sviluppato tecnologie speciali in grado di aumentare l'autonomia fino a circa 300 km. La frenata rigenerativa menzionata in precedenza è una di queste tecnologie e può restituire fino al 30% dell'energia spesa.

3. Ricaricare un'auto elettrica

Tuttavia, se hai già deciso di acquistare un'auto elettrica, la prima buona notizia per te sarà il fatto che la manutenzione di un'auto del genere ti costerà 3-4 volte in meno, perché, in generale, dipendono dal costo dell'elettricità . Tutti sanno che il prezzo dei prodotti petroliferi è in costante aumento.

La ricarica stessa comprende due circuiti: circuito di carica e circuito di controllo della carica. Il suddetto controller è in grado di monitorare la corrente e la temperatura della batteria in modo da ridurre al minimo i tempi di ricarica. Ciò si verifica durante un sistema di ricarica complesso. Se prendiamo la ricarica più semplice, in questo caso la tensione o la corrente vengono regolate in base a presupposti sulle caratteristiche della batteria e monitorate sulla base della loro regolazione. Ad esempio, un dispositivo di ricarica che “comprime” la corrente massima per caricare un veicolo elettrico all'80%, subito dopo aver raggiunto questo limite riduce drasticamente il flusso di corrente al termine della ricarica. Tutto questo è stato abilmente inventato per evitare il surriscaldamento della batteria. La ricarica può “vivere una vita separata” ed essere un’unità indipendente dalla progettazione del veicolo elettrico, oppure essere completamente integrata nel veicolo elettrico.

Subito dopo la politica dei prezzi, molti acquirenti sono preoccupati per il sistema di ricarica dell'auto, perché il chilometraggio del veicolo con una carica della batteria è "compresso" in un determinato quadro. Come sapete, parte integrante dell'utilizzo di un veicolo elettrico è la necessità di caricare sistematicamente la batteria, il che, a sua volta, richiede molto tempo.

In pratica, Se l’autonomia della tua “auto elettrica” non supera i 50-60 km giornalieri, non hai nulla da temere. Ma cosa succede se ami i viaggi lunghi e lunghi? Non disperate! Ci sono molte soluzioni al problema. Innanzitutto un'auto elettrica necessita di una buona ricarica della batteria, cosa che può essere effettuata utilizzando una rete elettrica domestica con una potenza di 3-3,5 kW. Ricorda che la carica normale viene raggiunta solo dopo otto ore! Se non ti piace o non vedi l’ora, l’alternativa è la ricarica accelerata, disponibile presso apposite stazioni con una potenza fino a 50 kW. In questo modo potrai caricare il tuo Trotter fino all'80% in soli 30 minuti.

Un altro modo potrebbe essere quello di sostituire semplicemente una batteria scarica con una carica, cosa che può essere fatta presso apposite stazioni di cambio. Il sistema di ricarica Magna-Charge è particolarmente popolare nei paesi sviluppati.

Si compone di due parti: una stazione di ricarica installata sul muro di casa e un sistema di ricarica situato nel bagagliaio di un'auto elettrica. Il primo è collegato a una rete da 240 volt tramite un interruttore automatico da 40 A. Un altro utilizza a questo scopo un pannello induttivo (mezzo trasformatore). L'altra metà si trova nel vano dietro la targa del veicolo elettrico. Pertanto, questo sistema rende la ricarica dell'auto più comoda e veloce.

Ma ancora una volta, tutte queste decisioni vengono prese nella città o nel paese in cui si può tracciare lo sviluppo delle infrastrutture, cioè nelle stesse stazioni di ricarica, di scambio e di parcheggio.

Negli ultimi dieci anni i veicoli elettrici hanno conquistato costantemente il mercato automobilistico.

Molti fattori contribuiscono a questo:

La transizione di massa al trasporto elettrico è ostacolata dai seguenti problemi e carenze dei veicoli elettrici non completamente risolti:

• bassa capacità della batteria, con conseguente basso chilometraggio del veicolo senza ricarica;
• costo elevato della batteria, durata breve;
• rete non sviluppata di stazioni di ricarica, lunghi tempi di manutenzione (ricarica) della batteria anche in modalità ad alta velocità;
• la presenza di alte tensioni nelle centraline elettriche e nei cavi elettrici pericolose per il conducente e i passeggeri;
• il riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici danneggia l’ambiente;
• La maggior parte dei componenti elettronici delle automobili, inclusa la batteria, vengono riparati utilizzando il metodo aggregato, ovvero vengono completamente sostituiti con componenti riparabili;
• La durata dei moderni motori elettrici non è sufficientemente lunga;
• il funzionamento del sistema di riscaldamento interno dell'auto nella stagione fredda aumenta significativamente il consumo energetico di un veicolo elettrico;
• I problemi legati all’utilizzo dei veicoli elettrici nel trasporto merci a lunga distanza rimangono irrisolti.

Ovviamente questa lista è molto più lunga.

Gli sviluppatori delle principali case automobilistiche stanno migliorando la progettazione dei veicoli elettrici (motori elettrici, batterie, stazioni di ricarica, ecc.), avvicinando l'era dei veicoli elettrici per uso personale.

Nella terminologia dell’industria automobilistica viene fornito un concetto chiaro di cosa sia un’auto elettrica: “Un veicolo la cui propulsione principale è elettrica”.

Uno dei principali vantaggi di un motore elettrico rispetto a un motore a combustione interna è l'elevata efficienza, fino al 95%. Si ritiene che un'auto elettrica sia assolutamente rispettosa dell'ambiente. Questo non è del tutto vero. La produzione di elettricità nella maggior parte dei paesi si basa su centrali termoelettriche, che bruciano carburante, causando danni all’ambiente. Le centrali nucleari non sono meno pericolose. È razionale considerare lo sviluppo del mercato dei veicoli elettrici con un aumento della quota di elettricità “verde”: pannelli solari, energia eolica e altri.

Nei sistemi automobilistici con motori a combustione interna vengono utilizzati principalmente motori elettrici CC: motorini di avviamento, azionamenti a spazzole, ventole, pompe di carburante e vari regolatori. Questi motori elettrici utilizzano un sistema commutatore a spazzole per trasmettere corrente a un rotore rotante, motivo per cui sono chiamati motori a commutatore. Nei veicoli elettrici, per fornire una coppia elevata devono fluire correnti elevate. Lo scintillio delle spazzole durante il movimento lungo le lamelle del commutatore porta all'usura prematura di questa zona. Pertanto, i veicoli elettrici utilizzano tipicamente motori brushless.

Per ridurre la quantità di corrente che scorre negli avvolgimenti del motore, secondo la legge di Ohm, è necessario aumentare la tensione di alimentazione. In questo senso, i motori elettrici AC trifase sono i più efficaci: sincroni (ad esempio sulla Mitsubishi i-MiEV) o asincroni (sulla Chevrolet Volt).

È attualmente in corso lo sviluppo di motori elettrici altamente efficienti con dimensioni e peso minimi. La trasmissione del produttore Yasa Motors ha una massa di 25 kg e raggiunge una coppia di 650 Nm. L'auto elettrica più potente Venturi VBB-3 ha un motore elettrico da 3mila CV. Con.

Batteria del veicolo elettrico

La batteria di trazione di un veicolo elettrico ha notevoli dimensioni differenze rispetto alla batteria delle auto con motore a combustione interna.
Innanzitutto, la tensione di uscita delle batterie dei veicoli elettrici, per ridurre le correnti, rispettivamente le perdite di calore e di energia, è notevolmente superiore rispetto ai tradizionali 12 volt. Ad esempio, nelle prime automobili del marchio Lola-Drayson, gli sviluppatori hanno scelto batterie ricaricabili con una capacità di 60 kW*h con una tensione nominale di 700 V. È facile calcolare che con una potenza del motore elettrico di 200 kW, un'auto del genere può guidare non più di 15 minuti senza ricarica. Nelle condizioni delle corse su circuito delle auto sportive elettriche, è necessario sostituire la batteria più spesso delle ruote. Un’auto da corsa elettrica del prossimo futuro potrà accelerare fino a 100 km/h in un secondo.

La maggior parte delle batterie dei veicoli elettrici è dotata di un controller di carica integrato, simile alle batterie dei laptop, solo a un livello superiore. Inoltre, le potenti batterie sono dotate di un sistema di raffreddamento a liquido integrato, che ne aumenta anche il peso.

Trasmissione del veicolo elettrico

Uno degli aspetti tecnici positivi nella progettazione di veicoli elettrici è la possibilità di una trasmissione semplificata. Alcuni modelli hanno un cambio monostadio. Nei veicoli elettrici con motori integrati nelle ruote (Active Wheel), la funzione di trasmissione viene eseguita elettronicamente. Ciò consente di utilizzare un'altra opzione importante: ripristinare la carica della batteria al momento della frenata con un "motore elettrico". Questo metodo è stato utilizzato da tempo nei veicoli elettrici.

Caratteristiche delle centraline dei veicoli elettrici

Il circuito elettrico di un veicolo elettrico ha le proprie caratteristiche nel circuito delle unità di monitoraggio e controllo. La maggior parte degli impianti elettrici nei veicoli elettrici sono costruiti secondo circuiti tradizionali progettati per una tensione di bordo di 12 V. Pertanto, è necessario installare nel veicolo elettrico un circuito aggiuntivo per un convertitore inverter della tensione della batteria ad alta tensione a un tensione della scheda di 12 V. La maggior parte dei modelli è dotata di una batteria aggiuntiva da 12 volt di piccola capacità. Il principio di funzionamento dei principali sistemi dei veicoli elettrici (ABS, ESP, aria condizionata e altri) non cambia.

Per garantire la massima efficienza nell'utilizzo della capacità della batteria, il climatizzatore dell'auto nella stagione fredda utilizza il preriscaldamento da fonti fisse prima del viaggio, quindi l'energia della batteria viene utilizzata solo per mantenere la temperatura all'interno dell'auto. Pertanto, i progettisti prestano particolare attenzione all'uso dei moderni materiali isolanti termici nella decorazione degli interni. In questo senso è rilevante l’utilizzo di materiali nanotecnologici.

I sistemi di emissione luminosa dell'auto (direzione, basso/alto, dimensioni, interni e altro) sono utilizzati principalmente del tipo LED a risparmio energetico. Il principio di funzionamento dell'equipaggiamento elettrico di un'auto si basa su sistemi di controllo elettronico senza contatto.

L'unità di controllo per il motore elettrico (motori) è, rispetto ad unità simili per motori a combustione interna, un complesso di calcolo ad alte prestazioni che controlla il funzionamento dei componenti più significativi dal punto di vista energetico dal punto di vista del raggiungimento della massima efficienza nell'utilizzo del capacità della batteria. Produce:

• distribuzione dell'energia tra azionamenti elettrici;
• controllo di trazione;
• monitoraggio di componenti e sistemi di veicoli elettrici;
• controllo dinamica vettura;
• controllo delle tensioni di alimentazione dei sistemi di bordo;
• utilizzo del monitoraggio remoto.

Un’auto elettrica non è un lusso

Prospettive per i veicoli elettrici nel prossimo futuro:

• chilometraggio senza ricarica fino a 500 km;
• dinamica di accelerazione – da meno di 3 secondi a 100 km/h (autovetture elettriche);
• il costo di una batteria di potenza media è inferiore a 7 mila dollari;
• Il tempo di ricarica rapida è inferiore a 15 minuti.

L’auto elettrica del prossimo futuro sarà dotata di sistemi di controllo e navigazione senza pilota.

Se decidi di unirti all’ancora piccolo esercito di automobilisti elettrici, devi prima imparare come funziona un’auto elettrica e i suoi sistemi di base.

Alcuni consigli per decidere quale auto elettrica scegliere:

• senza chilometraggio o con una breve durata, ma con una nuova batteria;
• con opzione di ricarica rapida della batteria;
• con un'esperienza nella produzione di modelli di almeno 2 anni (durante questo periodo i problemi dei veicoli elettrici di questa gamma di modelli avranno il tempo di manifestarsi).

Il futuro appartiene ai veicoli elettrici!