În viitorul apropiat, mașinile electrice vor putea înlocui complet mașinile cu motoare cu ardere internă. Multe companii din întreaga lume își concentrează eforturile pentru a dezvolta o mașină electrică, iar acest lucru este facilitat de creșterea prețurilor la produsele petroliere. În plus, relevanța vehiculelor electrice constă și în faptul că atmosfera devine din ce în ce mai poluată, de aceea este necesară combaterea emisiilor nocive de la motoarele cu ardere internă.

În prezent, cele mai mari piețe pentru vehicule electrice sunt țări lider precum SUA, Japonia, precum și o serie de țări europene. Dacă vorbim de companii de producție, locurile de frunte sunt ocupate de astfel de rechini auto precum Nissan, Toyota, Ford etc. Din păcate, patria noastră nu se poate lăuda încă cu producția de vehicule electrice, dacă nu iei în calcul modelul Lada Ellada. , care a fost creat de entuziaști, și pe detalii importate.

Dacă vorbim despre ce este o mașină electrică, atunci aceste cuvinte înseamnă un vehicul condus de motoare electrice speciale. Motorul electric este alimentat de un panou solar, celule de combustibil specializate sau o baterie.

Bateria necesită reîncărcare după un anumit timp de funcționare, care se realizează atât din diverse surse externe, cât și de la un generator care este instalat la bordul mașinii. Această din urmă metodă are o particularitate - generatorul este condus de un motor simplu, așa că o astfel de mașină ar trebui considerată nu o mașină electrică, ci un tip de mașină hibridă.

Unele companii lucrează în domeniile dezvoltării de noi modele și adaptării mașinilor de serie. Dacă vorbim de preferință, atunci se acordă acestuia din urmă, pentru că necesită costuri mai mici.

Mașinile electrice sunt împărțite în 3 grupuri condiționate:

— urban, cu o viteză maximă de până la 100 km/h;

— autostrăzi, a căror viteză maximă este mai mare de 100 km/h;

- sporturi. Viteza maximă a acestora este de peste 200 km/h.

Designul unei mașini electrice, spre deosebire de o mașină cu motoare cu ardere internă, este puțin mai simplu, dar este mai fiabil, deoarece are un număr minim de piese și componente mobile. Într-o mașină electrică, principalele componente structurale sunt: ​​transmisie, baterie de înaltă calitate, încărcător special de bord, sistem de control electronic etc. Pentru a furniza energie motorului electric de tracțiune principal, în mașină este instalată o baterie de tracțiune puternică. mașină. Vehiculele electrice sunt echipate cu o baterie litiu-ion, care constă din mai multe module conectate între ele. Curentul de ieșire al unei astfel de baterii este de aproximativ 300 W curent continuu, iar capacitatea sa corespunde pe deplin cu puterea motorului electric.

Un motor de tracțiune este mai multe trifazate asincrone sau sincrone mașini electrice, lucrând de la curent alternativ. Puterea lor începe de la 15 kW. Putere maxima poate fi mai mare de 200 kW. Dacă comparăm un motor electric cu un motor cu ardere internă (ICE), atunci randamentul primului în raport cu cel din urmă este de 90%:25%. În plus, motorul electric are o serie de alte avantaje care sunt, de asemenea, foarte importante și la cerere, și anume:

— cuplul maxim poate fi atins la orice viteză;

— designul este destul de simplu și nu este nevoie de răcire suplimentară;

- Poate funcționa și în modul generator.

Există un anumit număr de modele de mașini electrice care sunt asamblate folosind două sau mai multe motoare electrice. Acest lucru este necesar pentru a pune în mișcare fiecare roată individuală sau mai multe deodată, obținând o putere de tracțiune crescută. Pentru a scurta transmisia, producătorii construiesc adesea motoare electrice direct în roți. Această abordare are un dezavantaj semnificativ - mașina devine dificil de condus. Acest lucru se datorează faptului că masele neresortate cresc.

Mașina are o transmisie simplă, așa că pe marea majoritate a modelelor este reprezentată de o simplă cutie de viteze într-o singură treaptă. Există foarte lucru util– încărcător de bord. Vă oferă posibilitatea de a vă încărca mașina electrică de la priză obișnuită. Pentru a converti tensiunea înaltă directă furnizată de baterie în tensiune alternativă trifazată, producătorii folosesc un invertor specializat. În plus, un astfel de convertor este proiectat și pentru a încărca o baterie suplimentară de 12 W. Este necesar pentru alimentarea altor componente și dispozitive. Acestea includ aer condiționat, servodirecție electrică, sistem audio etc.

Funcțiile interesante și utile sunt îndeplinite de sistemul de control electronic. Ea este responsabilă pentru siguranță, economisirea energiei și confortul pasagerilor. Dacă mergem mai adânc, sistemul de control este necesar și pentru a:

— controlul tensiunii înalte;

- reglează tracțiunea;

— asigură o mișcare optimă;

— să evalueze cât de mult va dura încărcarea bateriei;

— controlați sistemul de frânare și monitorizați consumul de energie de la baterie.

Acest sistem combină anumiți senzori de intrare, o unitate de control și alte dispozitive găsite într-un vehicul electric.

Deși vehiculele ICE și electrice sunt similare, funcționarea lor diferă semnificativ. Acesta este cel care împiedică producția la scară largă a unor astfel de mașini. Principalul lucru care va respinge potențialii cumpărători este prețul. Un alt dezavantaj este timpul lung de încărcare a bateriei și nu cea mai bună durată de viață a bateriei. Prețul lor ridicat se explică prin faptul că producția de baterii litiu-ion este costisitoare, iar durata lor de viață nu depășește 7 ani. Avantajul unei mașini electrice este costul mai mic al întreținerii acesteia. Dacă vorbim de funcționare, cel mai profitabil este în țările în care procesul de producere a energiei electrice depinde puțin de combustibil.

În prezent, mașinile electrice sunt caracterizate drept transport pentru oraș. De ce? Cert este că autonomia mașinii este scăzută, iar cantitatea de kilometraj înainte de necesitatea încărcării depinde de mulți factori. Natura conducerii, suprafața drumului și multe altele afectează indicatorul de autonomie. Acum producătorii au atins o autonomie de 150 km fără a fi nevoie de încărcare, dar aceasta este la o viteză de 70 km/h. Dacă viteza ta este de aproximativ 130 km/h, atunci nu vei călători mai mult de 70 km. Acum există tehnologii speciale care pot crește autonomia până la aproximativ 300 km. O astfel de tehnologie este frânarea regenerativă, care poate returna până la 30% din energia consumată. Astfel de mașini sunt, de asemenea, echipate cu baterii de mare capacitate și sisteme electronice responsabile de optimizarea tuturor proceselor în curs.

0 Buletin În 1 departament de cercetare științifică de inginerie electrică, voi calcula cuplajele pe tracțiune folosind dispozitive cu care sunt excitația oscilativă a armăturilor, amplasarea senzorilor de tensiune și sfera unghiulară a legăturii fluxului de reglare și excitarea înfășurărilor suplimentare de excitație. utilizate, folosind regulatoare proporționale integrale și amplificator și curenți în stația tromecanică. f-ly, deniya generator și convertor7 ill. COMITETUL DE STAT PENTRU INVENȚII ȘI DESCOPERIRE MRI SCST URSS (56) Motoare de ventilatoare și aplicarea lor pe materialul rulant electric, / Ed. a XI-a, B.N. - M,: Transport, 1976, 10-13 p., Certificat de autor URSS 11 1356134, clasa. N 02 K 29/06, 1985.(54) SISTEM AUTONOM DE ECHIPAMENTE ELECTRICE CU MOTOR SUPPA(57) Invenția se referă la electrotehnică, în special la mașini electrice reglabile de curent alternativ atunci când funcționează de la convertoare de frecvență și pot fi utilizate în sistemele de acționare electrică și alimentarea cu energie a vehiculelor Scopul invenției este de a reduce pulsațiile de cuplu ale unui motor electric de ventilator, de a îmbunătăți indicatorii de energie, dinamici, greutate și dimensiune și extinde domeniul de control al vitezei de rotație. Inductoarele generatorului și convertorul electromecanic al motorului supapei sunt echipate cu înfășurări longitudinale suplimentare de excitație, al căror curent este reglat astfel încât proiecția părții reglabile a vectorului de cuplare a fluxului de excitație de-a lungul axei longitudinale pe direcția ortogonală cu vectorul de curent al armăturii este proporțional cu proiecția componentei asincrone a vectorului generatorului principal de căldură și a convertorului electromecanic, calculată prin modificarea principală 1534662 Compilat de A. Santalov Editor V. Petrash Techred I. Khodanich Proofreader I. Kucheryava odpisn Sf. Gagarin Producție și Publicare Combină copertina, oraș, Ordinul Uzh 52 Circulație 435 VNIPI Comitetul de Stat pentru Ilustrație 113035, Moscova, Zh, Cercetări și descoperiri la Comitetul de Stat pentru Știință și Tehnologie SSSushskaya nab a două ramuri situate una față de alta unghi de 6/p și conectate între ele printr-o înfășurare suplimentară de excitație 21, a cărei axă coincide cu axa polilor inductorului 20 ai generatorului 1. Înfășurarea suplimentară de excitație 21 este conectată la ieșirea primului amplificator de curent 13 prin primul senzor de curent suplimentar 15, intrarea primului amplificator 13 este conectată la ieșirea primului controler proporțional-integral 11, a cărui primă intrare este conectată la ieșirea primului dispozitiv de calcul 9 și a doua intrare este combinată cu prima intrare a primului dispozitiv de calcul 9 și este conectată la ieșirea primului senzor suplimentar de curent 15. A doua intrare cu două canale a primului dispozitiv de calcul 9 este conectată la prima ieșire suplimentară a sistemului de control 4, iar intrarea de fază w a acestui dispozitiv de calcul 9 este conectată la ieșirea senzorului de fază 17 a curentului de armătură. gena. -ratorul 1. Fiecare fază a înfășurării inelare 22 a armăturii EMF 2 este formată din două ramuri, situate una față de cealaltă la un unghi /p și conectate între ele prin bornele lor opuse. Inductorul 23 EMF 2 este echipat cu o înfășurare suplimentară de excitație 24, a cărei axă coincide cu axa polilor inductorului 23 EMF 2. Înfășurarea suplimentară de excitație 24 a EMF 2 este conectată la ieșirea celui de-al doilea amplificator de curent 14 printr-un al doilea curent suplimentar. senzorul 16. Intrarea celui de-al doilea amplificator 14 este conectată la ieșirea celui de-al doilea regulator de curent proporțional-integral 12, a cărui primă intrare este conectată la ieșirea celui de-al doilea dispozitiv de calcul 10, iar a doua intrare este combinată cu prima intrare a celui de-al doilea dispozitiv de calcul 10 și conectată la ieșirea celui de-al doilea senzor de curent suplimentar 16. A doua intrare cu două canale a celui de-al doilea dispozitiv de calcul 10 este conectată la a doua ieșire suplimentară a sistemului de control 4. intrarea acestui dispozitiv de calcul 10 este conectată 3 1534662 Invenția se referă la inginerie electrică, și anume la mașini de curent alternativ reglabil pentru diverse scopuri atunci când funcționează de la un convertor de frecvență și poate fi utilizată într-un sistem de echipamente electrice autonome (ASE) al vehiculelor cu supapă motoare. 10 Scopul invenţiei este de a reduce pulsaţiile de cuplu, de a îmbunătăţi indicatorii de energie, dinamică, greutate şi dimensiune şi extinde domeniul de control al vitezei de rotaţie a unui motor de supapă (VM). 1 arată principiul schema electrica ASE cu VD în Figurile, 2 și 3 - diagrame vectoriale de 20 reprezentând vectori ai generatorului și convertorului electromecanic (EMC); Fig. 4 este o diagramă funcţională a unui dispozitiv de calcul; Fig, 5 - schema funcțională a blocului de modelare a legăturii fluxului de armătură; în Fig. 6 - o diagramă de proiectare a unui EMF și a unui generator cu senzori de poziție unghiulară a rotorului în Fig. 7 - o diagramă de proiectare a discului de rotor EMF (Fig. 1) conține un 2 p-pole w -generator de fază 1 curent alternativ și un motor electric cu supapă, inclusiv un EMF de fază 2 cu 2 poli, ale cărui înfășurări ale armăturii sunt conectate printr-un convertor de frecvență 3, a cărui intrare de control este conectată la ieșirea sistemului de control 4 (CS), un senzor de poziție unghiulară 5 al rotorului generatorului 1, instalat pe axa 6, senzor de poziție unghiulară 7 al rotorului EMF 2, instalat pe axa 8, primul 9 și al doilea 10 dispozitive de calcul, 5 două regulatoare de curent proporțional-integrale 11 și 12, două amplificatoare de curent 13 și 14, doi senzori suplimentari 15 și 16 curent, senzor fază w 17 generator curent armătură 1, 5 Senzor fază Osh 18 curent armătură EMP 2, SU 4 este echipat cu două ieșiri, intrări suplimentare pentru reglarea unghiului de întârziere și a unghiului de avans și a intrărilor de informații conectate, respectiv, la ieșirile senzorilor 5 și 7 de poziție unghiulară a rotoarelor generatorului 1 și EMF 2, ale căror semnale de ieșire sunt proporționale (2) 50 unde 6,55" cu 1 d fH 5 1k ieșire a senzorului de fază y, 18 al armăturii de curent EMF 2, Fiecare dispozitiv de calcul 9 și 1 O (Fig. 4) include convertoare cu două coordonate 25 și 26, un bloc 27 pentru modelarea legăturilor de flux de armătură , un bloc 28 pentru extragerea valorii medii, un bloc de însumare 29, un bloc de divizare 30, a cărui ieșire este ieșirea dispozitivelor de calcul 9 și 10, iar intrarea dividendului este conectată la ieșirea blocului de însumare 29 , prima intrare conectată la blocul de ieşire 28 pentru extragerea valorii medii. Intrarea blocului 28 este conectată la a doua intrare a blocului de însumare 29 și la ieșirea celui de-al doilea convertor de coordonate 26, ale cărui intrări prima și a doua sunt conectate la prima și a doua ieșire ale blocului de modelare a legăturii de flux de armătură 27. , prima și a doua intrare conectate la prima și a doua ieșire ale primului convertor de coordonate 25, a treia intrare la sursa semnalului echivalent și a patra intrare a blocului de modelare 27 este prima intrare a dispozitivului de calcul 9 și 1 O. Intrarea divizorului blocului de diviziune 30, a treia intrare a celui de-al doilea convertor de coordonate 26, prima intrare a primului convertor de coordonate 25 sunt combinate și reprezintă primul canal al celei de-a doua intrări cu două canale a calculatorului. dispozitivul 9 și 10, a patra intrare a celui de-al doilea traductor de coordonate, 26, a doua intrare a primului traductor de coordonate 25 sunt combinate și reprezintă al doilea canal al celei de-a doua intrări cu două canale a dispozitivelor de calcul 9 și 1 O și 1 fază sau intrarea de fază φ a primului convertor de coordonate 25 este intrările de fază φ sau φ ale dispozitivelor de calcul 9 și 10. În ASE, cu reglarea de fază a tensiunii generatorului 1 și a tensiunii EMF 2, curentul redresat echivalent (modulul vectorului curent de armătură) EMF 2 conține, pe lângă componenta directă, componente de curent alternativ, care sunt cauza de pulsație a cuplului și deteriorarea performanței energetice a HP În plus, cuplul HP este pulsatoriu chiar și cu un curent redresat echivalent perfect netezit de EMF 2 datorită naturii discrete a modificării poziției vectorului de curent de armătură. de EMF 2, ceea ce duce la frecvențe joase rotație la fenomenul de mers HP, limitând domeniul de reglare a frecvenței de rotație a ASE cu HP. Natura discretă a modificării poziției vectorului de curent de armătură al generatorului 1 provoacă pulsații ale cuplului electromagnetic al generatorului 1. o deteriorare a performanței sale energetice. Pulsațiile curentului și cuplului redresat echivalent cauzate de reglarea de fază a tensiunii EMF 2 și natura discretă a modificării vectorului de curent al armăturii EMF 2 pot fi eliminate dacă proiecția vectorului principal. legătura de flux a armăturii EMF 2 la direcția ortogonală cu vectorul de curent al armăturii EMF 2 este menținută egală cu valoarea medie a acestuia prin reglarea curentului de excitație al EMF 2 de-a lungul axei longitudinale Yd, pentru care este necesar să se compenseze componenta variabilă a proiecția vectorului de legătură de flux principal d(a treia în expresie, moment electromagnetic (Fig. 2) Md = (C 1 r d + b(f bd) xd unde (b este valoarea medie a proiecției legăturii de flux principal vector pe direcția Ed, ortogonal cu vectorul curent al armăturii EMF 2 d.40 Din diagrama de reprezentare a vectorilor (Fig. 2), valoarea necesară a legăturii de flux a înfășurării suplimentare de excitație 24 a EMF 2 de-a lungul axei longitudinale este determinată de Ch. poziţia unghiulară a rotorului EMF 2 curentul de excitare şi rezistenţa de scurgere inductivă a înfăşurării longitudinale suplimentare 24 a EMF de excitaţie 2. unde şi este valoarea medie a proiecţiei vectorului de legătură a fluxului principal pe direcţia GG; vectorul de curent de armătură al generatorului 1 Din diagrama de reprezentare a vectorilor (Fig. 3) valoarea necesară a legăturii de flux a înfășurării suplimentare de excitație 21 a generatorului 1 de-a lungul axei longitudinale d este determinată după cum urmează: 30 3569.1, = Y(/cov C, + 61(4) Gf. poziția unghiulară a generatorului rotorului 11 igХ - curentul de excitare și rezistența de scurgere inductivă a înfășurării suplimentare de excitație longitudinală 21 a generatorului 1. Diagramele de reprezentare a vectorilor (Fig. 2 și 3) sunt construite pentru unghiuri de comutație curente în fazele ZMP 2 și generator; 1 egal cu Fg1 = 0 (comutație forțată), În prezența unghiurilor de comutație, dispozitivele de calcul 9 și 10 determină proiecțiile variabilelor 50. În mod similar, este posibil să se elimine ondulațiile curentului și cuplului redresat echivalent cauzate de controlul de fază al tensiunii generatorului 1 și natura discretă 5 a modificării vectorului de curent de armătură al generatorului 1. Pentru a face acest lucru, proiectați vectorul legăturii de flux principal a armăturii generatorului 1 pe direcția E, ortogonală cu vectorul. curentul de armătură al generatorului 1 1 trebuie menținut egal cu valoarea medie a acestuia prin reglarea curentului de excitație al generatorului 1 de-a lungul axei longitudinale d, pentru care este necesar să se compenseze componenta variabilă a proiecției vectorului principal de legătură a fluxului b 55 g în exprimarea cuplului electromagnetic (Fig. 3): componente ale legăturii fluxului principal b, 6 (1 luând în considerare amplitudinile și fazele lor în intervalul de comutare, În acest caz, regulatoarele de curent 11 și 12 fac posibilă, cu suficientă precizie pentru practică, pentru a menține atât static, cât și dinamic proiecțiile vectorilor de legătură de flux principal p o4 la un nivel corespunzător valorilor lor medii, inclusiv intervalele de comutare, Primii termeni din expresiile (2) și (4) sunt formați folosind dispozitive de calcul 9 și 10, ale căror semnale de ieșire sunt furnizate primelor intrări ale regulatoarelor de curent proporțional-integral 11 și 12, ale cărora doua intrări sunt furnizate semnale proporționale cu curenții excitarea înfășurărilor longitudinale suplimentare 21 și 24 ale excitația generatorului 1 și EMF 2. Coeficienții de scară la intrările regulatoarelor 11 și 12 sunt selectați astfel încât semnalul total să fie determinat de expresiile (2) și (4), Datorită componentelor integrale la ieșirile regulatoarelor 1 și 12 , este generat un semnal, furnizat după amplificare de către amplificatoarele 13 și 14 tensiunea necesară pe înfășurările suplimentare de excitație 21 și 24 ale generatorului și EMF 2, necesare pentru a menține proiecția vectorului de legătură a fluxului principal al armăturii generatorului 1 și EMF 2 (1 g și (1) la un nivel egal cu valorile lor medii, Selectarea funcțiilor de transfer adecvate ale regulatoarelor de curent 11 și 12 ale excitațiilor suplimentare 21 și 24 furnizează dinamica procesului de control al excitației Dispozitivele de calcul 9 și 10 sunt proiectate pentru a determina componentele variabile ale proiecțiilor vectorilor fluxului principal. conexiunea generatorului 1 și EMF 1 pe axă, ortogonală cu vectorii de curent ai înfășurărilor de armătură ale generatorului 1 și EMF 2 și pentru a modela o parte din legăturile de flux ale înfășurărilor suplimentare 21 și 24 excitația generatorului 1 și EMF 2 conform expresiile (2) și (4) se folosește primul convertor de coordonate 25, care constă din elemente de înmulțire și însumare standard și implementează conversia curentului din componentele de fază în componentele longitudinale și transversale conform semnalelor 6210 9. 1 5346 senzori 17 și 18 și conform semnalelor de la senzorii 5 sau 7 ale poziției unghiulare a rotoarelor generatorului 1 sau EIP 2. Modelarea legăturilor de flux de armătură principală de-a lungul axelor 6, c 1 se realizează în blocul 27. pentru modelarea componentelor longitudinale și transversale ale legăturilor de flux (Fig. 5). Elementele neliniare 31 și 32 au aceleași caracteristici și determină dependența fluxului principal y de forța de magnetizare rezultată 1, adică. (= = Г, Forțele de magnetizare 1, jumătate din pol sunt determinate de suma forțelor de magnetizare de-a lungul longitudinalului și axele transversale (Fig. 5) MV 0,5 (V + Yu), 111 0,5 (U, + 11),% și cealaltă jumătate a polului x - diferența Aceste forțe magnetice corespund fluxurilor) și q, adică ieșirile neliniare elementele 31 și 32 Coeficienții de scară ai amplificatoarelor 33 și 34 sunt aleși astfel încât semnalul total la ieșirile acestor amplificatoare să fie determinat de expresiile Apoi, componentele legăturii de flux principal de-a lungul axelor 4, 9 intră în al doilea convertor de coordonate 26, care constă din elemente tipice de înmulțire și însumare și realizează tranziția de la componentele longitudinale și transversale ale legăturii de flux principal la componenta legăturii de flux principal (p, ortogonală cu vectorul curent al armăturii, conform următoarei relații: B 6 H " cos -1 zdps, b " 1 Componenta legăturii fluxului principal este alimentată la intrarea blocului 28 pentru extragerea valorii medii, la ieșirea căreia se obține valoarea medie a legăturii fluxului principal o, Blocul 28 poate fi realizat sub forma unui integrator 25 pentru 35 40 4 50 55 Componenta variabilă a legăturii de flux principal A se obține la ieșirea blocului de însumare 29 ca diferență între componente și cele furnizate la intrare. a blocului de însumare 29. La ieșirea blocului de diviziune 30, semnalul necesar pentru simularea legăturii de flux a înfășurării longitudinale suplimentare de excitație 2 sau 24 este recepționat Generatorul 1 și EIP 2 (Lig. 6 și 7) sunt realizate cu o excitație combinată. armăturile generatorului 1 și EIP 2 conțin un generator w-phaen 1 și înfășurări inelare T-diferite EIP 2 19 și 22, montate rigid pe un miez magnetic toroidal 35, fixat nemișcat față de carcasa 36 folosind un manșon extern nemagnetic 37 , iar inductoarele 20 și 23 ale generatorului 1 și EIP 2 sunt amplasate pe cele două laturi de capăt ale armăturii și constau din sectoare conductoare magnetice 38, formând un sistem multipolar, atașat rigid de bucșele conductoare magnetice interne și externe 39 și 40. , separate între ele printr-o bucșă nemagnetică 41 a inductoarelor 20 și 23 ale generatorului 1 și EMF 2. Numărul sectoarelor conductoare magnetic 38 este egal cu numărul de poli, axa sectoarelor 38, adiacentă unuia. partea armăturii, coincide cu axa sectoarelor 38 adiacentă celeilalte părți a armăturii. Manșonul intern 39 conducător de magnetită este atașat rigid de arborele 42, manșonul extern conductiv magnetic 40 este atașat rigid de conductivul magnetic intern. manșonul 39 prin manșonul nemagnetic 41 al inductoarelor 20 și 23 ale generatorului 1 și EIP 2. În acest caz, pe sectoarele conductoare magnetice 38 ale manșonului conducător magnetic intern 39, adiacente unei laturi a armăturii. polii magnetici 43 sunt fix. dintr-un material dur de o polaritate, iar în apropierea celeilalte părți a armăturii sunt poli 43 din material magnetic dur de o polaritate diferită, benzi 44 dintr-un material magnetic moale sunt fixate pe sectoarele conductoare magnetice 38 ale magnetice externe; manșon conducător 40. Înfășurările suplimentare 21 și 24 ale generatorului 1 și EIP 2 sunt realizate sub forma unei bobine cilindrice 45, fixată nemișcată față de sector printr-un manșon intern nemagnetic 46 și situată în spațiul limitat de diametrul interior al inelului. înfășurările 19 și 22 ale generatorului și EIP 2 și manșonul extern conductiv magnetic cu diametrul exterior 40, de la capetele înfășurărilor de excitație 21 și 24 ale generatorului 1 și EMF 2 sunt adiacente prin golul de lucru la suprafețele interioare de capăt ale sectoare conductoare magnetice 38. Un rotor este atașat la suprafața exterioară de capăt a sectoarelor conductoare magnetice 38 a unei părți active a inductoarelor 20 și 23 ale generatorului 1 și EMF 2, de exemplu cea dreaptă 47 a unui senzor de poziție unghiulară, realizat sub forma unui transformator rotativ sinuso-cosinus fără contact de tip disc cu transformatoare inelare de înaltă frecvență 48, al cărui stator 49 este fixat pe suprafața interioară a capacului lagărului 50. Principiul funcționării electrice întrerupătoare tip sincron cu excitație combinată este cunoscută o mai bună utilizare a volumului activ al mașinii la mașini datorită celei de-a doua părți active a bobinei statorului. În același timp, starea termică a mașinii se îmbunătățește, deoarece suprafața de răcire termică a înfășurărilor statorului crește. Înfășurarea suplimentară de excitare a mașinii, aproape fără a crește volumul ocupat de mașină, duce la formarea unui cuplu electromagnetic suplimentar, iar acest cuplu variază în mărime în funcție de semnalul de control. Prezența a două circuite conductoare magnetic (un circuit de tip magnetoelectric și un circuit de tip electromagnetic) permite o conversie electromecanică independentă cu însumare momente electromagnetice pe un arbore comun. Extensie funcţionalitate în mașinile electrice de acest tip le permite să fie utilizate atât ca generatoare cu tensiune reglabilă, cât și ca motoare controlate de cuplu și turație, Formula 1, Sistem de echipamente electrice autonome cu motor cu supapă, care conține un generator de curent alternativ de fază, bipolar, supapă electrică motor, inclusiv un convertor electromecanic cu 2 p-poli w-faza 5, ale cărui înfășurări ale armăturii sunt realizate într-un circuit inel și sunt conectate printr-un convertor de frecvență, a cărui intrare de control este conectată la ieșirea sistemului de control, echipat cu intrări pentru reglarea unghiului de întârziere și a unghiului de avans și intrări de informații conectate, respectiv, la ieșirile senzorilor de poziție unghiulară a rotorului ai convertorului electromecanic și ai generatorului, p 1, -senzorul de curent al armăturii generatorului de fază și senzorul de curent al armăturii cu fază w al convertor electromecanic, caracterizat prin aceea că, pentru a reduce pulsațiile de rotație. cuplul, îmbunătățirea indicatorilor de energie, dinamică, greutate și dimensiune și extinderea gamei de control al vitezei de rotație, include în plus primul și al doilea dispozitiv de calcul, două regulatoare de curent proporțional-integrale, două amplificatoare de curent și doi senzori de curent suplimentari, sistemul de control este echipat cu două ieșiri suplimentare, iar inductorul convertorului electromecanic și inductorul generatorului sunt echipate cu o înfășurare suplimentară de excitație, fiecare axă a cărei axă coincide cu axa polilor inductorului corespunzător, înfășurările de armătură ale generatorului 40 iar convertorul electromecanic sunt realizate în formă de inel, fiecare fază a înfășurărilor de armătură ale convertorului și generatorului electromecanic este alcătuită din două ramuri situate una față de alta la unghiul y/r al generatorului și f/r al electromecanicului. convertor și conectate între ele prin bornele lor opuse, înfășurarea de excitație suplimentară a generatorului este conectată la ieșirea primului amplificator de curent prin primul senzor de curent suplimentar, intrarea primului amplificator este conectată la ieșirea primului amplificator proporțional. -controler integral, a cărui primă intrare este conectată la ieșirea primului dispozitiv de calcul, iar a doua intrare este combinată cu prima intrare a primului dispozitiv computer 13141534 bb 2 și conectată la ieșirea primului senzor de curent suplimentar, a doua intrare cu două canale a primului dispozitiv de calcul sub 5 este conectată la prima ieșire suplimentară a sistemului de control, iar intrarea cu 1 fază a acestui dispozitiv de calcul este conectată la ieșirea senzorului de curent al armaturii generatorului cu fază w, bobina de excitație suplimentară a convertorului electromecanic este conectată la ieșirea celui de-al doilea amplificator de curent prin al doilea senzor de curent suplimentar, intrarea celui de-al doilea amplificator este conectată la ieșirea celui de-al doilea controler proporțional-integral, a cărui primă intrare este conectată. la ieșirea celui de-al doilea dispozitiv de calcul, iar a doua intrare este combinată cu prima intrare a celui de-al doilea dispozitiv de calcul și conectată la ieșirea celui de-al doilea senzor de curent suplimentar, a doua intrare cu două canale a celui de-al doilea dispozitiv de calcul este conectată la a doua ieșire suplimentară a sistemului de control, iar intrarea în fază w a acestui dispozitiv de calcul este conectată la senzorul de curent de armătură de ieșire în fază w al unui convertor electromecanic, fiecare dispozitiv de calcul include două convertoare de coordonate, un bloc pentru simularea legăturilor de flux de armătură , un bloc pentru extragerea valorii medii E35, un bloc de însumare, un bloc de divizare, a cărui ieșire este ieșirea dispozitivului de calcul, iar intrarea dividendului este conectată la ieșirea blocului de însumare, prima intrare. a blocului de extragere a valorii medii conectat la ieșire, a cărui intrare este conectată la a doua intrare a blocului de însumare și la ieșirea celui de-al doilea convertor de coordonate, ale cărui intrări prima și a doua sunt conectate la prima și a doua ieșire a blocul de modelare a legăturii fluxului de armătură, prima și a doua intrare conectate la prima și a doua ieșire ale primului convertor de coordonate, a treia intrare - cu sursa semnalului de semnal și a patra intrare a blocului de modelare este prima intrare a dispozitivul de calcul, intrarea divizorului blocului de diviziune, a treia intrare a celui de-al doilea convertor de coordonate și prima intrare a primului convertor de coordonate sunt combinate și reprezintă primul canal al celei de-a doua intrări cu două canale a dispozitivului de calcul , a patra intrare a celui de-al doilea convertor de coordonate, a doua intrare a primului convertor de coordonate sunt combinate și reprezintă al doilea canal al celei de-a doua intrări cu două canale a dispozitivului de calcul, iar intrarea în fază w a primului convertor de coordonate este intrare de fază w a dispozitivului de calcul. 2. Sistem de și. 1, principala diferență este că generatorul și convertorul electromecanic sunt realizate cu excitație combinată, în timp ce înfășurările inelare ale armaturii generatorului și convertorul electromecanic sunt fixate rigid pe un magnet toroidal.

Aplicație

4275862, 18.05.1987

INSTITUTUL DE CERCETARE ALL-UNIONAL DE ELECTRICE

EVSEEV RUDOLF KIRILLOVICH, SAZONOV AREFY SEMENOVICH

IPC / Etichete

Cod de legătură

Sistem electric autonom cu motor supapă

Brevete similare

K rangurile de prioritate 4 p conține al treilea grup de elemente AND, grupul de elemente NOT și al treilea grup de elemente SAU, iar intrarea K de cel mai înalt rang al nodului este conectată la ieșirea sa K, (K)- intrarea este conectată la prima intrare a elementului AND din al treilea grup, ieșirea care este conectată la ieșirea (K) - a nodului, iar a doua intrare a acestui element și este conectată la ieșirea elementului NOT, a cărei intrare este conectată la intrarea K a nodului, intrările ulterioare (K) - ale nodului sunt conectate la primele intrări corespunzătoare ale elementelor și ale celui de-al treilea grup, ale căror ieșiri sunt prioritatea ieșirilor (K). rangurile nodului, iar cele doua intrări ale acestor elemente și ale celui de-al treilea grup sunt conectate la ieșirile elementelor NOT, ale căror intrări sunt conectate la ieșirile corespunzătoare ale elementelor SAU ale celui de-al treilea grup, intrările ultimele sunt legate de cele anterioare...

Apariția tranzistoarelor de putere pentru curenți de ordinul zecilor și sutelor de amperi a contribuit la dezvoltarea unui număr de variante de acționări electrice de tracțiune cu convertoare de putere a tranzistorului în circuitul armăturii unui motor de curent continuu cu excitație independentă. Tipic acestei zone sunt lucrările companiei franceze Ragono și ale celor americane General Electric și Chrysler.

Compania Ragono a creat un motor electric pentru un vehicul cu o greutate totală de aproximativ 1200 kg, iar mașinile Renault 5L transformate au fost folosite ca prototipuri. Acționarea este realizată de la un motor cu o putere nominală de 6 kW la o viteză nominală de 5000 min-1 și o tensiune de 96 V. Circuitul de antrenare electric conține două convertoare de impulsuri tranzistoare. Convertorul de putere din circuitul armăturii constă dintr-o conexiune paralelă din 11 grupuri a câte trei tranzistoare fiecare. Cu un curent nominal al armăturii motorului de 75 A și un multiplu de curent maxim de aproximativ 4 A, sarcina maximă de curent pe tranzistor nu depășește 10 A. Fiecare grup de tranzistori este echipat cu o inductanță de protecție și o diodă inversă. Convertorul de putere funcționează cu o frecvență de comutare constantă de 700 Hz și oferă o modificare a duratei relative a impulsurilor tensiunii de ieșire de la 0,05 la 1. Viteza de excitație este controlată până la o viteză maximă de rotație de 7000 min-1 folosind un convertor tranzistor. conceput pentru a schimba curentul de excitație de la 2 la 8 A la o frecvență de comutare constantă de 1000 Hz.

Orez. 3.5. Schema de antrenare electrică a unui vehicul electric ETV-1 cu un convertor tranzistor de la General Electric

Schema schematică a acționării electrice dezvoltată de General Electric pentru vehiculul electric experimental Chrysler ETV-1 este prezentată în Fig. 3.5. De structura generala această acționare electrică este aproape de opțiunea de control cu ​​două zone prezentată în Fig. 3.3. Motorul DC cu excitație independentă M este alimentat de bateria de tracțiune GB prin convertorul de putere a circuitului de armătură. Înfășurarea de excitație OB primește putere prin convertorul de excitație PV.

Principala caracteristică distinctivă este utilizarea tranzistoarelor puternice de putere. Compania a efectuat anterior un studiu al unui număr de opțiuni pentru convertoare de tranzistori care utilizează tranzistori de putere de la diverse companii 2SD648 de la Toshiba la 200 A, 300 V; RSD-751 de la EVC pentru 100 A, 450 V și o serie de altele; După aceasta, a fost dezvoltat propriul nostru modul de putere (Ml-MZ în Fig. 3.5). Acest modul este un ansamblu de două tranzistoare Darlington și o diodă shunt flyback.

Parametrii tranzistorului de putere conform circuitului Darlington:

Tensiune colector-emițător 350V

Tensiune de saturație la curent 200 A 1.6V

Curent nominal 200 A

Câștig DC la 250 de curent nominal al colectorului

Timp de scădere a curentului de colector 1,2 µs

Latență 2,6 µs

Două module Ml și M2 (Fig. 3.5) sunt conectate în paralel, iar prin ele este furnizată putere în impulsuri armăturii motorului în regim de tracțiune. În acest caz, în modul de accelerare cu accelerație maximă, curentul ajunge la 400 A, iar durata unui astfel de curent permisă de convertorul de putere este de 1 minut. Pentru utilizare pe termen lung curent nominal convertorul este de 200 A, ceea ce este în concordanță cu caracteristicile motorului electric utilizat, care are un curent nominal continuu de 175 A.

În modul de frânare cu impuls electric, armătura motorului M este închisă de modulul tranzistor MZ, ceea ce permite un curent maxim de armătură în timpul frânării de 200 A timp de 1 minut și 100 A pentru o perioadă lungă de timp. Când circuitul armăturii este închis periodic, energia electromagnetică se acumulează în inductanțele armăturii și în polii suplimentari ai motorului, care este apoi descărcată în baterie GB prin circuitele cu diode inverse ale convertorului de putere.

Inductanța LI este concepută pentru a proteja modulele de tranzistori de supratensiuni atunci când comutați dispozitivele într-o unitate electrică. Eliberarea energiei acumulate în această inductanță atunci când circuitul sub tensiune este oprit este asigurată de un circuit de protecție paralel format din supapa VI și un rezistor. Protecția modulelor de tranzistori de moduri inacceptabile la pornirea și oprirea tranzistorilor se realizează prin circuite speciale de protecție constând din condensatori CI, C2, supapa V2 și rezistențele Rl, R2. În plus, circuitul colector-emițător este protejat de supratensiuni prin diodele Zener Z1 și Z2.

Convertorul de putere a tranzistorului funcționează relativ la frecventa inalta comutarea. Această frecvență nu este constantă, ci se modifică pe măsură ce ciclul de lucru se modifică, atingând o valoare maximă de 2000 Hz. Pentru compensare reactanța inductivă baterie și fire de instalare, intrarea convertizorului de putere este manevrat de o baterie de condensatoare F cu o capacitate totală de 1200 μF.

Convertorul de excitație PV reglează curentul de excitație în intervalul de la 2,0 la 10,6 A la o frecvență de comutare constantă a tranzistorului de ieșire egală cu 9500 Hz. Supapele KZ-V5 sunt folosite pentru a proteja tranzistorul de ieșire. În același timp, unele caracteristici ale circuitului convertorului fotovoltaic sunt determinate de faptul că, în vehiculul electric ETV-1, acest convertor îndeplinește o a doua funcție - un redresor de încărcare la bord. În acest mod tensiunea retea monofazata 115 V este alimentat printr-un redresor monofazat în punte (nu este prezentat în diagrama din Fig. 3.5) la punctele a - plus și b - minus. În circuitul de încărcare a bateriei de tracțiune, inductanța L2 este activată, netezind curentul de încărcare a bateriei. În acest mod, convertorul fotovoltaic funcționează cu o frecvență de comutare variabilă de 5-15 kHz și cu un curent de încărcare reglabil de la 2 la 24 A.

Inversarea motorului electric se face prin comutarea polarității înfășurării de excitație folosind contactoare ViN.

Acționarea electrică este controlată folosind un microprocesor MP conform structurii prezentate în Fig. 3.5. Pedalele de conducere și de frână sunt conectate la potențiometre principale, care determină semnalele de control al tracțiunii și ale cuplului de frânare. Senzorii magnetici ai curentului armăturii motorului TY, curentului de excitație TB și curentului bateriei TB, împreună cu semnalele de la tensiunea bateriei și turația motorului DS, participă la procesul de calcul al cuplului pe arbore. Prin intermediul dispozitivelor de interfață HC și UT, microprocesorul controlează funcționarea convertoarelor de putere a armăturii și de excitație PV în conformitate cu cuplul de tracțiune sau frânare specificat. Deoarece atunci când curentul de excitație al motorului este forțat la 10,6 A, viteza de rotație a motorului este de 1800 min-1, funcționarea convertorului de putere a armăturii are loc în zona de la această viteză la aproape zero. La o viteză de rotație de 1800 până la 5000 rpm, convertorul de putere a armăturii este în modul de saturație și, în plus, este șuntat de contactorul KSh. Acest circuit de convertizor shunt oferă, de asemenea, frânare regenerativă la viteze mari.

Design-urile moderne ale motoarelor electrice de curent continuu cu excitație independentă, reglabile în limite destul de largi, creează baza pentru construcția de acționări electrice de tracțiune care nu au convertoare de impulsuri cu dispozitive complexe pentru comutarea forțată a tiristoarelor în circuitul armăturii motorului. Astfel de acționări electrice au fost dezvoltate în URSS de către laboratorul NAMI și în străinătate de o serie de companii japoneze.

Mașina electrică, așa cum au arătat statisticile din acest an, este viitorul evident al producției auto și viitorul apropiat. Mulți producători de automobile de renume mondial investesc sume uriașe de bani în dezvoltarea vehiculelor electrice. Scopul este dorința de a economisi produse petroliere, al căror preț crește sistematic, precum și nevoia de a reduce emisiile nocive în atmosferă și de a căuta cele mai noi dispozitive de stocare a energiei și tehnologii de consum de energie.

În prezent, cele mai mari piețe pentru vehicule electrice sunt Statele Unite ale Americii, Japonia, Regatul de Mijloc și o serie de țări europene (Olanda, Germania, Norvegia, Franța, Marea Britanie). O serie de mărci sunt implicate în producția de vehicule electrice, cum ar fi Renault (Fluence Z.E. și ZOE), Nissan (Leaf, Toyota (RAV4EV), Ford (Focus Electric), Honda (FitEV), BMW (Active C), Tesla (Roadster și Model S), Volvo (C30 Electric)), Mitsubishi (I MiEV). Dacă vorbim de țara noastră, anul 2015 a fost marcat de o creștere fără precedent a vânzărilor de astfel de mașini, care s-au ridicat la 400% doar în primele opt luni ale acestui an.

Acest lucru sugerează că există din ce în ce mai mulți pasionați de eco-friendly: din ianuarie până în august, în țară au fost înmatriculate 231 de mașini electrice, potrivit Ministerului Afacerilor Interne. Da, un astfel de „produs nou” a atras, fără îndoială, mulți ucraineni. Dar ideea este un „animal electric” eficient, care, după cum se spune, va economisi bani și va proteja mediul. După cum probabil ați ghicit, vom vorbi despre motorul electric. Să ne dăm seama împreună „ce este și cu ce se mănâncă”.

1. Cum funcționează o mașină electrică?

O mașină electrică este în esență un vehicul alimentat de unul sau mai multe motoare electrice. În exterior, vehiculul arată similar cu un vehicul pe benzină, dar Există o diferență foarte importantă: funcționarea silențioasă a motorului.„Silențios” (cum putem numi motorul electric) este alimentat de o baterie (uneori solară, reîncărcabilă sau o celulă de combustibil specializată), care îndeplinește funcția „ rezervor de combustibil„și furnizează unității de alimentare cu energie. Vehiculul electric este echipat și cu un controler - o unitate care controlează funcționarea motorului electric și reglează fluxul de energie în rețea dintre baterii și motor. Toate celelalte componente sunt practic la fel ca la alte mașini: frâne, airbag-uri...

Pentru a înțelege cum funcționează o mașină electrică, să ne uităm la tehnica de conversie a unei mașini standard pe benzină într-una electrică. O astfel de mașină a renăscut dintr-o benzină Geo Prism. Pentru a-l converti pe cel de-al doilea într-o unitate electrică, designul său intern a suferit modificări minore. În primul rând, designerii au eliminat motorul pe benzină, ambreiajul, rezervorul de benzină și țevile de eșapament. „Mecanica” a rămas pe loc și a început să lucreze în treapta a doua. Urmează instalarea controlerului și a motorului AC. Bateriile plumb-acid au fost amplasate pe podeaua vehiculului. De asemenea, inginerii au înlocuit sistemul de frânare și au echipat mașina cu servodirecție, o pompă de apă și un sistem de aer condiționat. A fost adăugată o pompă de vid pentru a îmbunătăți sistemul de frânare.

Transmisia era conectată în așa fel încât atunci când maneta se mișca, semnalele erau transmise controlerului. De asemenea, mașina electrică a fost echipată cu încărcător, voltmetru, două potențiometre, care le conectează la pedala de accelerație și la controler. Drept urmare, designerii au primit o mașină electrică cu următoarele caracteristici:

- kilometraj la o singură încărcare a bateriei – 80 km;

Accelerație la „sute” în 15 secunde;

Cantitatea de energie necesară pentru reîncărcarea bateriilor: 12 kW/h;

Greutate totală a bateriei: 500 kg.

„Novachok” s-a dovedit a fi ușor de operat, ceea ce nu era diferit de unul similar într-o mașină care folosește benzină.

Designul unei mașini electrice are multe avantaje. Ideea este fiabilitatea sa, deoarece numărul de piese și ansambluri în mișcare este redus la minimum. Pentru a înțelege cum funcționează o mașină electrică, trebuie mai întâi să vă familiarizați mai bine cu componentele sale: transmisie, baterie, sistem de control electronic și un încărcător special de bord. Să începem cu primul. Acest exemplu are cea mai simplă transmisie, deoarece la majoritatea modelelor este o simplă cutie de viteze cu o singură treaptă.

Dacă vorbim despre încărcătorul de bord, atunci aceasta este o „funcție” destul de convenabilă a unei mașini electrice, deoarece vă oferă dreptul de a lua în considerare posibilitatea de a încărca vehiculul de la o priză obișnuită. Pentru a converti DC de înaltă tensiune în tensiune alternativă, majoritatea producătorilor folosesc un invertor special. De asemenea, este folosit pentru a încărca o baterie suplimentară de 12 W. (este necesar pentru a alimenta, de exemplu, aerul condiționat, servodirecția electrică sau un sistem audio).

Sistemul de control electronic își asumă responsabilitatea pentru siguranța, economisirea energiei și confortul călăreților. Dacă sapi și mai adânc, un astfel de sistem este folosit și pentru a controla tensiunea înaltă, a asigura mișcarea normală, a regla tracțiunea, a controla sistemul de frânare și consumul de energie. Acest sistem include anumiți senzori de intrare, o unitate de control etc.

Senzorii de intrare îndeplinesc funcția de „estimator” a poziției pedalelor de gaz și de frână, a selectorului de viteze, a presiunii din sistemul de frânare și a gradului de încărcare. Pe tabloul de bord sunt afișate principalele aspecte ale funcționării vehiculului electric (informații despre consumul de energie, recuperarea energiei, încărcarea rămasă a bateriei).

O componentă importantă a „umplerii” unei mașini electrice este controlerul. Acesta primește curenți de la baterii și îi împinge pe motorul electric. Folosind două potențiometre (rezistoare variabile) amplasate pe pedala de accelerație, este generat un semnal care „spune” controlerului despre cantitatea de energie pe care trebuie să o transporte. Când mașina este în repaus, nu se transmit impulsuri.

După cum s-a raportat deja, o mașină electrică diferă de o mașină pe benzină prin conducerea liniștită.Și întregul punct este în frecvența impulsurilor trimise de controler - de 15 mii de ori pe secundă. Urechea umană poate detecta cu greu o astfel de gamă de pulsații, așa că mișcarea mașinii aproape că nu este însoțită de niciun sunet.

2. Motoare electrice și baterii

După ce am examinat detalii suplimentare în designul mașinii și am înțeles mai mult sau mai puțin principiul funcționării acesteia, trecem direct la dezvăluirea subiectului articolului nostru, și anume motorul electric și bateria de energie care lucrează în tandem cu acesta. Motorul electric este un fel de „inima” a mașinii și, ca și alte „ipostaze”, are o serie de caracteristici. In primul rand, Funcția sa principală este de a crea, este capabil să transforme energia electrică în energie mecanică.

Motorul funcționează pe principiul inducției electromagnetice (aspectul forta electromotoareîntr-o buclă închisă când fluxul magnetic se modifică). În general, un motor electric este format din mai multe mașini electrice trifazate asincrone sau sincrone, a căror funcționare depinde de curentul alternativ. Puterea de pornire este de 15 kW. Viteza maximă poate ajunge la 200 kW. Eficiența unei centrale electrice și a unui motor cu ardere internă este comparată ca 90% până la 25%.În plus, unitatea electrică are multe avantaje, inclusiv capacitatea de a obține un cuplu maxim în timp ce se deplasează cu orice viteză, precum și simplitatea designului, răcirea favorabilă cu aer și capacitatea de a funcționa fără a utiliza un generator.

Astăzi, utilizarea roților cu motor este populară. Și nu e de mirare, deoarece combinarea unei roți convenționale și a unui motor electric într-o singură unitate mărește confortul și ușurința în exploatare.

Avantajul motoarelor cu curent alternativ este capacitatea de a funcționa în modul generator atunci când vehiculul frânează, ceea ce contribuie la generarea de energie și stocarea acesteia în baterii. Apoi poate fi folosit în timp ce vehiculul electric este în mișcare și va ajuta la creșterea rezervei de putere cu 15%. Mulți producători folosesc două sau mai multe motoare electrice în asamblarea unor modele. În acest fel, proiectanții cresc puterea de tracțiune, deoarece în acest caz fiecare roată este condusă separat sau mai multe deodată. Această mișcare va fi urmată de o reducere a transmisiei, care se realizează prin integrarea motoarelor electrice în roți. Dar, indiferent de ceea ce spun ei, o astfel de mișcare va provoca o creștere a maselor neresortate și va complica conducerea.

„Prietenul” motorului electric este bateria. Fără ea, după cum se spune, el nu este „nici aici, nici acolo”. Este folosit pentru a furniza energie „inima” mașinii. În general, există o mulțime de tipuri de baterii. Achiziționarea unora dintre ele poate costa clientul, după cum se spune, „un bănuț destul de” pentru că sunt prea scumpe. Cea mai ieftină și, prin urmare, cea mai populară opțiune este baterii plumb-acid care sunt 97% reciclabile. Cu un pas mai sus sunt bateriile hibride nichel-metal, ale căror performanțe și preț sunt mai mari decât cele ale bateriilor plumb-acid.

Bateriile litiu-ion sunt ideale pentru vehiculele electrice, deoarece în ceea ce privește compactitatea, ușurința și economisirea energiei pot depăși primele două tipuri. Aceeași situație se aplică și politicii de preț, deoarece acest tip de baterie este cel mai scump. Este o combinație de mai multe module care împreună produc 300 W de curent sistematic. Capacitatea bateriei este de obicei direct proporțională cu puterea motorului. Durata de viață a bateriei este limitată la 7 ani.

Adesea, mulți producători auto își echipează vehiculele electrice cu o altă baterie suplimentară mică, care „revitalizează” funcționarea accesoriilor auto: tabloul de bord, farurile, radiourile auto, airbag-urile, geamurile electrice, ștergătoarele de parbriz etc.

Practic, în proiectarea vehiculelor electrice, inginerii de la producători auto cunoscuți folosesc baterii litiu-ion. Minciuna este în acest fapt Motivul principal costul ridicat al acestui tip de mașină.

Cei mai mulți clienți, destul de ciudat, preferă mașinile pe benzină, care le vor costa mai puțin. Efectul respingător este cauzat de o așteptare îndelungată pentru încărcarea bateriei și de o autonomie nu foarte bună. Astăzi, mașinile electrice sunt folosite în principal ca transport pentru oraș. Stilul de condus și suprafața drumului au o influență puternică asupra indicatorului de autonomie. Mulți producători au reușit să atingă o autonomie de 150 km fără încărcare suplimentară, dar aceasta este la 70 km/h. Dacă decideți să accelerați până la 130 km/h, atunci nu veți călători mai mult de 70 km. Pentru a ajuta șoferul, multe companii au dezvoltat tehnologii speciale care pot crește autonomia până la aproximativ 300 km. Frânarea regenerativă menționată anterior este una dintre aceste tehnologii și poate returna până la 30% din energia cheltuită.

3. Încărcarea unei mașini electrice

Dar totuși, dacă te-ai hotărât deja să cumperi o mașină electrică, prima veste bună pentru tine va fi faptul că întreținerea unei astfel de mașini te va costa de 3-4 ori mai puțin, deoarece acestea, în general, depind de costul energiei electrice. . Toată lumea știe că prețul produselor petroliere crește constant.

Încărcarea în sine include două circuite: circuit de încărcare și circuit de control al încărcării. Controlerul menționat mai sus este capabil să monitorizeze curentul și temperatura bateriei pentru a reduce timpul de încărcare la minimum. Acest lucru se întâmplă în timpul unui sistem de încărcare complex. Dacă luăm încărcarea care este mai simplă, în acest caz tensiunea sau curentul este reglată pe baza ipotezelor despre caracteristicile bateriei și este monitorizată pe baza reglării acestora. De exemplu, un dispozitiv de încărcare „strânge” curentul maxim pentru încărcarea unui vehicul electric la 80%, la scurt timp după atingerea acestui punct, reduce brusc fluxul de curent la sfârșitul încărcării. Toate acestea sunt inventate inteligent pentru a evita supraîncălzirea bateriei. Încărcarea poate „trai o viață separată” și poate fi o unitate independentă de designul vehiculului electric sau poate fi complet integrată în vehiculul electric.

Imediat după politica de prețuri, mulți cumpărători sunt îngrijorați de sistemul de încărcare al mașinii, deoarece kilometrajul vehiculului la o încărcare a bateriei este „stors” într-un anumit cadru. După cum știți, o parte integrantă a utilizării unui vehicul electric este necesitatea de a încărca sistematic bateria, ceea ce, la rândul său, necesită mult timp.

In practica, Dacă autonomia „mașinii tale electrice” nu depășește 50-60 km zilnic, nu ai de ce să te temi. Dar dacă îți plac călătoriile lungi și lungi? Nu disperați! Există multe soluții la problemă. În primul rând, o mașină electrică necesită o încărcare bună a bateriei, ceea ce o poți face folosind o gospodărie reteaua electrica putere 3-3,5 kW. Amintiți-vă că încărcarea normală se realizează abia după opt ore! Dacă nu vă place sau nu puteți aștepta, atunci alternativa dvs. este încărcarea accelerată, care este disponibilă la stații speciale cu o putere de până la 50 kW. În acest fel, puteți încărca Trotter-ul până la 80% în doar 30 de minute.

O altă modalitate ar fi să înlocuiți pur și simplu o baterie descărcată cu una încărcată, lucru care se poate face la stațiile speciale de schimb. Sistemul de încărcare Magna-Charge este deosebit de popular în țările dezvoltate.

Este format din două părți: o stație de încărcare instalată pe peretele casei și un sistem de încărcare situat în portbagajul unei mașini electrice. Primul este conectat la o rețea de 240 de volți folosind un întrerupător de circuit de 40 de amperi. Un altul folosește un panou inductiv (jumătate de transformator) pentru aceasta. Cealaltă jumătate se află în compartimentul din spatele numărului mașinii electrice. Prin urmare acest sistem vă permite să faceți încărcarea mașinii mai confortabilă și mai rapidă.

Dar din nou, toate aceste decizii au loc în orașul sau țara în care se poate urmări dezvoltarea infrastructurii, și anume aceleași stații de încărcare și schimb și locuri de parcare.

În ultimul deceniu, vehiculele electrice au cucerit în mod constant piața vehiculelor.

Mulți factori contribuie la aceasta:

Tranziția în masă la transportul electric este împiedicată de următoarele probleme și deficiențe incomplet rezolvate ale vehiculelor electrice:

• capacitate scăzută a bateriei, rezultând un kilometraj redus al vehiculului fără reîncărcare;
• cost ridicat al acumulatorului, viață scurtă;
• rețea nedezvoltată de stații de încărcare, timp lung de întreținere (încărcare) a bateriei chiar și în modul de mare viteză;
• disponibilitate în blocuri electrice controlul și cablarea electrică a tensiunilor înalte care sunt periculoase pentru șofer și pasageri;
• reciclarea bateriilor vehiculelor electrice este dăunătoare mediu inconjurator;
• Majoritatea componentelor electronice ale mașinilor, inclusiv bateria, sunt reparate folosind metoda agregată, adică sunt înlocuite complet cu unele reparabile;
• Durata de viață a motoarelor electrice moderne nu este suficient de lungă;
• funcționarea sistemului de încălzire interioară a mașinii în sezonul rece crește semnificativ consumul de energie al unui vehicul electric;
• Problemele utilizării vehiculelor electrice în transportul de marfă pe distanțe lungi rămân nerezolvate.

Evident, această listă este mult mai lungă.

Dezvoltatorii de la principalii producători auto îmbunătățesc designul vehiculelor electrice (motoare electrice, baterii, stații de încărcare etc.), apropiind era vehiculelor electrice de uz personal.

Terminologia industriei auto oferă un concept clar despre ce este o mașină electrică: „ Vehicul, al cărui motor principal este o acționare electrică.”

Unul dintre principalele avantaje ale unui motor electric în comparație cu un motor cu ardere internă este randamentul său ridicat - până la 95%. Se crede că o mașină electrică este absolut prietenoasă cu mediul. Acest lucru nu este în întregime adevărat. Producția de energie electrică în majoritatea țărilor se bazează pe centrale termice, care ard combustibil, dăunând mediului. Centralele nucleare nu sunt mai puțin periculoase. Este rațional să luăm în considerare dezvoltarea pieței vehiculelor electrice cu o creștere a ponderii energiei electrice „verzi”: panouri solare, energie eoliană și altele.

În sistemele auto cu motoare cu ardere internă, motoarele electrice cu curent continuu sunt utilizate în principal: demaroare, antrenări cu perii, ventilatoare, pompe de combustibil și diverse regulatoare. Aceste motoare electrice folosesc un sistem perie-comutator pentru a transmite curent către un rotor rotativ, motiv pentru care sunt numite motoare comutatoare. În vehiculele electrice, trebuie să curgă curenți mari pentru a oferi un cuplu mare. Scânteia periilor în timpul deplasării de-a lungul lamelelor comutatorului duce la uzura prematură a acestei zone. Prin urmare, vehiculele electrice folosesc de obicei motoare fără perii.

Pentru a reduce cantitatea de curent care curge prin înfășurările motorului, conform legii lui Ohm, este necesară creșterea tensiunii de alimentare. În acest sens, cel mai eficient motoare electrice trifazate AC: sincron (de exemplu, pe Mitsubishi i-MiEV) sau asincron (pe Chevrolet Volt).

Dezvoltarea motoarelor electrice extrem de eficiente, cu dimensiuni și greutate minime, este în prezent în curs de desfășurare. Unitatea de la producătorul Yasa Motors are o masă de 25 kg, atingând un cuplu de 650 Nm. Cea mai puternică mașină electrică Venturi VBB-3 are un motor electric de 3 mii CP. Cu.

Bateria vehiculului electric

Bateria de tracțiune a unui vehicul electric are semnificativ diferențe față de bateria mașinilor cu motoare cu ardere internă.
În primul rând, tensiunea de ieșire a bateriilor de vehicule electrice, pentru a reduce curenții, respectiv pierderile de căldură și energie, este semnificativ mai mare decât cea tradițională de 12 volți. De exemplu, în primele mașini ale mărcii Lola-Drayson, dezvoltatorii au ales baterii reîncărcabile cu o capacitate de 60 kW*h cu o tensiune nominală de 700 V. Este ușor de calculat că, cu o putere a motorului electric de 200 kW, o astfel de mașină poate conduce nu mai mult de 15 minute fără reîncărcare. În condițiile circuitelor de curse pe mașini sport electrice, este necesară înlocuirea bateriei mai des decât roțile. O mașină electrică de curse a viitorului apropiat poate accelera până la 100 km/h într-o secundă.

Majoritatea bateriilor de vehicule electrice au un controler de încărcare a bateriei încorporat, similar bateriilor de laptop, doar la un nivel superior. În plus, un sistem încorporat este instalat în baterii puternice răcire cu lichid, ceea ce le mărește și masa.

Transmisia vehiculului electric

Una dintre cele pozitive puncte tehnice la proiectarea vehiculelor electrice, posibilitatea unei transmisii simplificate. Unele modele au o cutie de viteze cu o singură treaptă. La vehiculele electrice cu motoare încorporate în roți (Active Wheel), funcția de transmisie este realizată electronic. Acest lucru vă permite să utilizați o altă opțiune importantă: completarea încărcării bateriei în momentul frânării cu un „motor electric”. Această metodă a fost folosită de mult timp în vehiculele electrice.

Caracteristici ale unităților de control pentru vehicule electrice

Circuitul electric al unui vehicul electric are propriile sale caracteristici în circuitul unităților de monitorizare și control. Majoritatea sistemelor electrice din vehiculele electrice sunt construite conform circuitelor tradiționale proiectate pentru o tensiune de bord de 12 V. Prin urmare, este necesar să instalați un circuit suplimentar de convertizor de tensiune invertor în vehiculul electric. tensiune înaltă baterie la tensiunea de bord de 12 V. Majoritatea modelelor sunt echipate cu o baterie suplimentară de 12 volți de capacitate mică. Principiul de funcționare al principalelor sisteme de vehicule electrice (ABS, ESP, aer condiționat și altele) nu se modifică.

Pentru a asigura eficienta maxima in utilizarea capacitatii bateriei, climatizarea masinii in sezonul rece foloseste preincalzirea din surse stationare inainte de calatorie, apoi energia bateriei este folosita doar pentru mentinerea temperaturii in interiorul masinii. Prin urmare, designerii acordă o atenție deosebită utilizării materialelor moderne de termoizolație în decorațiunile interioare. În acest sens, utilizarea materialelor nanotehnologice este relevantă.

Sistemele emițătoare de lumină ale mașinii (viraj, jos/înalt, dimensiuni, interior și altele) sunt utilizate în principal de tip LED cu economie de energie. Principiul de funcționare al echipamentului electric al unei mașini se bazează pe sisteme electronice de control fără contact.

Unitatea de comandă pentru motorul electric (motoare) este, în comparație cu unitățile similare pentru motoarele cu ardere internă, un complex de calcul performant care controlează funcționarea majorității componentelor semnificative din punct de vedere energetic din punctul de vedere al atingerii eficienței maxime în utilizarea capacitatea bateriei. Produce:

• distribuția energiei între acționări electrice;
• controlul tracțiunii;
• monitorizarea componentelor și sistemelor vehiculelor electrice;
• controlul dinamicii mașinii;
• controlul tensiunilor de alimentare ale sistemelor de bord;
• utilizarea monitorizării de la distanță.

O mașină electrică nu este un lux

Perspective pentru vehiculele electrice în viitorul apropiat:

• kilometraj fără reîncărcare până la 500 km;
• dinamica accelerației – mai puțin de 3 secunde până la 100 km/h (autoturisme electrice);
• costul unei baterii de putere medie este mai mic de 7 mii USD;
• Timpul de încărcare rapidă este mai mic de 15 minute.

Mașina electrică a viitorului apropiat va fi echipată cu sisteme de control și navigație fără pilot.

Dacă decideți să vă alăturați armatei încă mici de șoferi electrici, mai întâi trebuie să aflați cum funcționează o mașină electrică și sistemele sale de bază.

Câteva sfaturi atunci când decideți ce mașină electrică să alegeți:

• fără kilometraj sau cu o durată de viață scurtă, dar cu o baterie nouă;
• cu opțiune de încărcare rapidă a bateriei;
• cu o experiență de producție de modele de minim 2 ani (în acest timp, problemele vehiculelor electrice din această gamă de modele vor avea timp să se manifeste).

Viitorul aparține vehiculelor electrice!