Puhtelektrilise sõiduki konstruktsioon ja disain erinevad traditsioonilise sisepõlemismootoriga sõiduki omadest. See on ka keerukas süsteemitehnika. Optimaalse juhtimisprotsessi saavutamiseks tuleb integreerida akutehnoloogia, mootori ajamitehnoloogia, autotehnoloogia ja kaasaegne juhtimisteooria. Elektrisõidukite teaduse ja tehnoloogia arengukavas jätkab riik teadus- ja arendustegevuse paigutuse "kolm vertikaalset ja kolm horisontaalset" järgimist ning rõhutab veelgi "kolme horisontaalse" ühiste võtmetehnoloogiate uurimist vastavalt "puhtelektrilise ajami" tehnoloogia ümberkujundamise strateegiale, st ajamimootori ja selle juhtimissüsteemi, aku ja selle juhtimissüsteemi ning jõuülekande juhtimissüsteemi uurimist. Iga suurem tootja koostab oma äriarendusstrateegia vastavalt riiklikule arengustrateegiale.
Autor sorteerib uue energia jõuülekande arendusprotsessi põhitehnoloogiad, pakkudes teoreetilise aluse ja viiteid jõuülekande projekteerimiseks, testimiseks ja tootmiseks. Plaan on jagatud kolmeks peatükiks, et analüüsida täiselektriliste sõidukite jõuülekande elektrilise ajami põhitehnoloogiaid. Täna tutvustame kõigepealt elektrilise ajami tehnoloogiate põhimõtet ja klassifikatsiooni.
Joonis 1 Jõuülekande arenduse põhilülid
Praegu hõlmavad täiselektriliste sõidukite jõuülekande põhitehnoloogiad järgmisi nelja kategooriat:
Joonis 2 Jõuülekande põhitehnoloogiad
Mootorisüsteemi definitsioon
Sõiduki aku oleku ja sõiduki võimsuse nõuete kohaselt muundab see pardal oleva energia salvestamise ja genereerimise seadme väljundelektrienergia mehaaniliseks energiaks, mis edastatakse edastusseadme kaudu veoratastele, kusjuures osa sõiduki mehaanilisest energiast muundatakse elektrienergiaks ja suunatakse tagasi energiasalvestusseadmesse, kui sõiduk pidurdab. Elektriline ajamisüsteem sisaldab mootorit, käigukasti, mootori kontrollerit ja muid komponente. Elektrilise ajamisüsteemi tehniliste parameetrite disain hõlmab peamiselt võimsust, pöördemomenti, kiirust, pinget, reduktori ülekandearvu, toiteploki mahtuvust, väljundvõimsust, pinget, voolutugevust jne.
1) Mootori kontroller
Seda nimetatakse ka inverteriks ja see muudab akupaki alalisvoolu vahelduvvooluks. Põhikomponendid:
◎ IGBT: võimsuslüliti, põhimõte: kontrolleri abil juhitakse IGBT sillavart teatud sagedusel sulgema ja järjestuse lüliti abil genereeritakse kolmefaasiline vahelduvvool. Võimslüliti sulgemise abil saab vahelduvpinget muundada. Seejärel genereeritakse töötsükli juhtimise abil vahelduvpinge.
◎ Kile mahtuvus: filtreerimisfunktsioon; vooluandur: kolmefaasilise mähise voolu tuvastamine.
2) Juhtimis- ja juhtimisahel: arvuti juhtplaat, IGBT juhtimine
Mootorikontrolleri ülesanne on teisendada alalisvool vahelduvvooluks, vastu võtta iga signaal ning väljastada vastav võimsus ja pöördemoment. Põhikomponendid: võimsuslüliti, kilekondensaator, vooluandur, juhtajami ahel erinevate lülitite avamiseks, voolude genereerimiseks eri suundades ja vahelduvpinge genereerimiseks. Seega saame jagada sinusoidaalse vahelduvvoolu ristkülikuteks. Ristkülikute pindala teisendatakse sama kõrgusega pingeks. X-telg realiseerib pikkuse juhtimise töötsükli juhtimise abil ja lõpuks teostab pindala samaväärse muundamise. Sel viisil saab alalisvoolu juhtida nii, et IGBT sillaharu sulgub teatud sagedusel ja järjestus lülitub kontrolleri kaudu, et genereerida kolmefaasilist vahelduvvoolu.
Praegu sõltuvad ajami vooluahela põhikomponendid impordist: kondensaatorid, IGBT/MOSFET-lülitilambid, DSP, elektroonilised kiibid ja integraallülitused, mida saab toota iseseisvalt, kuid mille mahtuvus on väike; spetsiaalsed vooluahelad, andurid, pistikud, mida saab toota iseseisvalt; toiteplokid, dioodid, induktiivpoolid, mitmekihilised trükkplaadid, isoleeritud juhtmed, radiaatorid.
3) Mootor: teisendab kolmefaasilise vahelduvvoolu masinateks
◎ Konstruktsioon: esi- ja tagakatted, kestad, võllid ja laagrid
◎ Magnetiline vooluring: staatori südamik, rootori südamik
◎ Vooluring: staatori mähis, rootori juht
4) Saatja
Käigukast või reduktor muudab mootori väljundi pöördemomendi ja kiiruse kogu sõiduki jaoks vajalikuks kiiruseks ja pöördemomendiks.
Ajamimootori tüüp
Veomootorid jagunevad nelja kategooriasse. Praegu on vahelduvvoolu induktsioonmootorid ja püsimagnetiga sünkroonmootorid uute energiaallikatega elektrisõidukite kõige levinumad tüübid. Seega keskendume vahelduvvoolu induktsioonmootorite ja püsimagnetiga sünkroonmootorite tehnoloogiale.
| Alalisvoolumootor | Vahelduvvoolu induktsioonmootor | Püsimagnetiga sünkroonmootor | Lülitatud reluktantsmootor | |
| Eelis | Madalamad kulud, madalad juhtimissüsteemi nõuded | Madal hind, lai võimsusulatus, arenenud juhtimistehnoloogia, kõrge töökindlus | Suur energiatihedus, kõrge efektiivsus, väike suurus | Lihtne struktuur, madalad juhtimissüsteemi nõuded |
| Puudus | Kõrge hooldusvajadus, madal kiirus, madal pöördemoment, lühike eluiga | Väike efektiivne ala Madal energiatihedus | Kõrge hind Halb keskkonnakohanemisvõime | Suur pöördemomendi kõikumine Kõrge töömüra |
| Taotlus | Väike või miniatuurne madala kiirusega elektriauto | Elektrilised ärisõidukid ja sõiduautod | Elektrilised ärisõidukid ja sõiduautod | Segamootoriga sõiduk |
1) Vahelduvvoolu induktsioon-asünkroonmootor
Vahelduvvoolu induktiivse asünkroonmootori tööpõhimõte on see, et mähis läbib staatori pilu ja rootorit: see on kaetud õhukeste teraslehtedega, millel on kõrge magnetjuhtivus. Kolmefaasiline elekter läbib mähist. Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse kohaselt tekib pöörlev magnetväli, mis põhjustab rootori pöörlemist. Staatori kolm mähist on ühendatud 120-kraadise intervalliga ja voolu kandev juht tekitab nende ümber magnetvälja. Kui kolmefaasiline toiteallikas rakendatakse sellele spetsiaalsele paigutusele, muutuvad magnetväljad kindlal ajahetkel vahelduvvoolu muutumisega erinevates suundades, tekitades ühtlase pöörlemisintensiivsusega magnetvälja. Magnetvälja pöörlemiskiirust nimetatakse sünkroonkiiruseks. Oletame, et Faraday seaduse kohaselt on suletud juht paigutatud selle sisse, kuna magnetväli on muutuv. Kuna silmus tajub elektromotoorjõudu, mis tekitab silmuses voolu. See olukord on sarnane voolu kandva silmusega magnetväljas, tekitades silmusele elektromagnetilise jõu ja Huan Jiang hakkab pöörlema. Kasutades midagi oravpuuri sarnast, tekitab kolmefaasiline vahelduvvool staatori kaudu pöörleva magnetvälja ja vool indutseeritakse oravpuuri otsarõngaga lühistatud varras, nii et rootor hakkab pöörlema, mistõttu mootorit nimetatakse asünkroonmootoriks. Elektromagnetilise induktsiooni abil, mitte otse rootoriga ühendatuna elektri indutseerimiseks, täidetakse rootorisse isoleerivad raudsüdamiku helbed, nii et väike raua suurus tagab minimaalse pöörisvoolukao.
2) Vahelduvvoolu sünkroonmootor
Sünkroonmootori rootor erineb asünkroonmootori rootorist. Rootorile on paigaldatud püsimagnet, mis jaguneb pinnale paigaldatavaks ja sissepritsetud tüüpi. Rootor on valmistatud räniterasest lehtterasest ja püsimagnet on sissepritsetud. Staator on ühendatud ka vahelduvvooluga, mille faaside vahe on 120, mis kontrollib siinuslaine vahelduvvoolu suurust ja faasi, nii et staatori tekitatud magnetväli on rootori tekitatud magnetväljaga vastupidine ja magnetväli pöörleb. Sel viisil tõmbab staator magneti poole ja pöörleb koos rootoriga. Staatori ja rootori neeldumine tekitab tsükli tsükli järel.
Kokkuvõte: Elektriautode mootoriajam on põhimõtteliselt muutunud peavooluks, kuid see pole ühtne, vaid mitmekesine. Igal mootoriajamisüsteemil on oma terviklik indeks. Iga süsteemi rakendatakse olemasolevas elektriautode ajamis. Enamik neist on asünkroonmootorid ja püsimagnetiga sünkroonmootorid, mõned aga proovivad lülitusreluktantsmootoreid. Tasub märkida, et mootoriajam ühendab jõuelektroonika tehnoloogia, mikroelektroonika tehnoloogia, digitaaltehnoloogia, automaatjuhtimistehnoloogia, materjaliteaduse ja muud distsipliinid, et kajastada mitme distsipliini terviklikke rakendus- ja arenguväljavaateid. See on elektriautode mootorite valdkonnas tugev konkurent. Tuleviku elektriautode seas koha hõivamiseks peavad kõikvõimalikud mootorid mitte ainult optimeerima mootori struktuuri, vaid ka pidevalt uurima juhtimissüsteemi intelligentseid ja digitaalseid aspekte.
Postituse aeg: 30. jaanuar 2023
