Elektr avtomobil motorlari haqida bilishingiz kerak bo'lgan narsalar

Avtomobil ixlosmandlari har doim dvigatellarga fanatik munosabatda bo'lishgan, ammo elektrlashtirishni to'xtatib bo'lmaydi va ba'zi odamlarning bilim zaxiralarini yangilash kerak bo'lishi mumkin.

Bugungi kunda eng tanish bo'lgan to'rt zarbali dvigatel bo'lib, u ko'pchilik benzinli avtomobillar uchun quvvat manbai hisoblanadi.Ichki yonuv dvigatellarining to'rt taktli, ikki zarbali va Wankel rotorli dvigatellariga o'xshab, elektr transport vositalarining motorlari rotorlardagi farqga ko'ra sinxron motorlarga va asenkron motorlarga bo'linishi mumkin.Asenkron motorlar asenkron motorlar deb ham ataladi, sinxron motorlarda esa doimiy magnitlar mavjud.va dvigatelni qo'zg'atadigan oqim.

Stator va rotor

Barcha turdagi elektr transport vositalarining motorlari ikkita asosiy qismdan iborat: stator va rotor.

Stator▼

Stator - bu dvigatelning harakatsiz bo'lib qoladigan qismi va dvigatel bloki kabi shassisga o'rnatilgan dvigatelning sobit korpusi.Rotor krank miliga o'xshash dvigatelning yagona harakatlanuvchi qismi bo'lib, u momentni uzatish va differentsial orqali yuboradi.

Stator uch qismdan iborat: stator yadrosi, stator sargisi va ramka.Statorning tanasidagi ko'plab parallel oluklar o'zaro bog'langan mis sariqlar bilan to'ldirilgan.

Ushbu o'rashlarda tirqishli mis qo'shimchalar mavjud bo'lib, ular teshiklarni to'ldirish zichligini va simning simga to'g'ridan-to'g'ri aloqasini oshiradi.Zich o'rash moment sig'imini oshiradi, uchlari esa yanada aniqroq joylashadi, bu esa kichikroq umumiy paket uchun hajmni kamaytiradi.

Stator va rotor▼

Statorning asosiy vazifasi aylanadigan magnit maydonni (RMF) hosil qilishdir, rotorning asosiy vazifasi esa oqim hosil qilish (chiqish) uchun aylanadigan magnit maydondagi magnit kuch chiziqlari bilan kesishdir.

Dvigatel aylanadigan maydonni o'rnatish uchun uch fazali o'zgaruvchan tokdan foydalanadi va uning chastotasi va quvvati tezlatgichga javob beradigan quvvat elektroniği tomonidan boshqariladi.Batareyalar to'g'ridan-to'g'ri oqim (DC) qurilmalaridir, shuning uchun elektr transport vositasining quvvat elektronikasi barcha muhim o'zgaruvchan magnit maydonni yaratish uchun statorni zarur AC oqimi bilan ta'minlaydigan DC-AC inverterini o'z ichiga oladi.

Ammo shuni ta'kidlash kerakki, bu motorlar ham generatorlardir, ya'ni g'ildiraklar stator ichidagi rotorni orqaga suradi, boshqa yo'nalishda aylanadigan magnit maydonni keltirib chiqaradi va AC-DC konvertori orqali quvvatni batareyaga qaytaradi.

Qayta tiklanadigan tormozlash deb nomlanuvchi bu jarayon tortishish hosil qiladi va avtomobilni sekinlashtiradi.Regeneratsiya nafaqat elektromobillar assortimentini kengaytirish, balki yuqori samarali duragaylar uchun ham asosiy o'rinni egallaydi, chunki keng qamrovli regeneratsiya yoqilg'i tejashni yaxshilaydi.Ammo haqiqiy dunyoda regeneratsiya “avtomobilni aylantirish” kabi samarali emas, bu esa energiya yo'qotilishining oldini oladi.

Ko'pgina EV'lar dvigatel va g'ildiraklar orasidagi aylanishni sekinlashtirish uchun bitta tezlikli uzatmaga tayanadi.Ichki yonish dvigatellari singari, elektr motorlar ham past aylanish tezligida va yuqori yukda eng samarali hisoblanadi.

EV bitta vites bilan munosib masofaga ega bo'lishi mumkin bo'lsa-da, og'irroq pikaplar va SUVlar yuqori tezlikda masofani oshirish uchun ko'p tezlikli uzatmalardan foydalanadilar.

Ko'p vitesli EV'lar kam uchraydi va bugungi kunda faqat Audi e-tron GT va Porsche Taycan ikki bosqichli uzatmalardan foydalanadi.

Uch motor turi

19-asrda tug'ilgan indüksiyon motorining rotori bo'ylama qatlamlardan yoki Supero'tkazuvchilar materialning chiziqlaridan, ko'pincha mis va ba'zan alyuminiydan iborat.Statorning aylanadigan magnit maydoni bu varaqlarda oqimni keltirib chiqaradi, bu esa o'z navbatida statorning aylanadigan magnit maydonida aylana boshlaydigan elektromagnit maydonni (EMF) hosil qiladi.

Asenkron motorlar asenkron motorlar deb ataladi, chunki induktsiyalangan elektromagnit maydon va aylanish momenti faqat rotor tezligi aylanadigan magnit maydondan orqada qolganda hosil bo'lishi mumkin.Bu turdagi motorlar keng tarqalgan, chunki ular noyob yer magnitlarini talab qilmaydi va ishlab chiqarish nisbatan arzon.Ammo ular barqaror yuqori yuklarda issiqlikni kamroq tarqatish imkoniyatiga ega va past tezlikda kamroq samaralidir.

Doimiy magnitlangan vosita, nomidan ko'rinib turibdiki, uning rotori o'ziga xos magnetizmga ega va rotorning magnit maydonini yaratish uchun quvvat talab qilmaydi.Ular past tezlikda samaraliroq.Bunday rotor statorning aylanadigan magnit maydoni bilan ham sinxron aylanadi, shuning uchun u sinxron vosita deb ataladi.

Biroq, rotorni magnitlar bilan oddiygina o'rash o'z muammolariga ega.Birinchidan, bu katta magnitlarni talab qiladi va qo'shimcha og'irlik bilan yuqori tezlikda sinxronlashtirish qiyin bo'lishi mumkin.Ammo eng katta muammo yuqori tezlikda ishlaydigan "orqa EMF" deb ataladi, bu qarshilikni oshiradi, yuqori quvvatni cheklaydi va magnitlarga zarar etkazishi mumkin bo'lgan ortiqcha issiqlik hosil qiladi.

Ushbu muammoni hal qilish uchun ko'pgina elektr transport vositalarining doimiy magnitli motorlarida ichki doimiy magnitlar (IPM) mavjud bo'lib, ular juft bo'lib rotorning temir yadrosi yuzasi ostida bir nechta loblarda joylashgan uzunlamasına V shaklidagi yivlarga siljiydi.

V-groove doimiy magnitlarni yuqori tezlikda xavfsiz saqlaydi, lekin magnitlar o'rtasida istamaslik momentini yaratadi.Magnitlar boshqa magnitlar tomonidan tortiladi yoki qaytariladi, ammo oddiy istamaslik, temir rotorning loblarini aylanadigan magnit maydonga tortadi.

Doimiy magnitlar past tezlikda o'ynaydi, istamaslik momenti esa yuqori tezlikda ishlaydi.Ushbu tuzilmada Prius ishlatiladi.

Oxirgi turdagi oqim qo'zg'atuvchi vosita yaqinda elektr transport vositalarida paydo bo'ldi.Yuqoridagi ikkalasi ham cho'tkasiz motorlardir.An'anaviy donolik cho'tkasi bo'lmagan motorlar elektr transport vositalari uchun yagona maqbul variant ekanligini ta'kidlaydi.Va BMW yaqinda normaga zid bo'ldi va yangi i4 va iX modellarida cho'tkasi oqim bilan qo'zg'atilgan AC sinxron motorlarini o'rnatdi.

Ushbu turdagi dvigatelning rotori doimiy magnit rotor kabi statorning aylanadigan magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi, lekin doimiy magnitlarga ega bo'lish o'rniga, zarur elektromagnit maydonni yaratish uchun doimiy batareyadan energiya ishlatadigan oltita keng mis lobdan foydalanadi. .

Buning uchun rotor miliga slip uzuklari va kamon cho'tkalarini o'rnatish kerak, shuning uchun ba'zi odamlar cho'tkalar eskirib, chang to'plashidan qo'rqishadi va bu usuldan voz kechishadi.Cho'tkasi massivi olinadigan qopqoq bilan alohida korpusga o'ralgan bo'lsa-da, cho'tkaning eskirishi muammo ekanligini aniqlash kerak.

Doimiy magnitlarning yo'qligi nodir erlarning narxining oshishi va qazib olishning atrof-muhitga ta'siridan qochadi.Ushbu yechim, shuningdek, rotorning magnit maydon kuchini o'zgartirishga imkon beradi, bu esa keyingi optimallashtirish imkonini beradi.Shunday bo'lsa-da, rotorni quvvatlantirish hali ham ba'zi quvvat sarflaydi, bu esa bu motorlarni kamroq samarali qiladi, ayniqsa past tezlikda, magnit maydonni yaratish uchun zarur bo'lgan energiya umumiy iste'molning katta qismini tashkil qiladi.

Elektr transport vositalarining qisqa tarixida joriy qo'zg'aluvchan AC sinxron motorlar nisbatan yangi va yangi g'oyalarni ishlab chiqish uchun hali ko'p joy mavjud va Teslaning induksion motor tushunchalaridan doimiyga o'tishi kabi muhim burilish nuqtalari mavjud. magnit sinxron motor.Va biz zamonaviy EV davriga o'n yildan kamroq vaqt qoldik va biz endi boshlayapmiz.


Xabar vaqti: 21-yanvar-2023-yil