Электродвигатель (тяговый электромотор, двигатель на электротяге) – мотор, который устанавливается на электротранспорт и гибридные автомобили. У электромобилей электродвигатель – единственный двигатель. У гибридных автомобилей электродвигатель работает в тандеме с двигателем внутреннего сгорания. В зависимости от выбранного режима работы и схемы автомобиля включается электромотор, бензиновый двигатель или два двигателя одновременно.
По планам многих автоконцернов – именно за тяговым двигателем для электромобиля – будущее. Так известно, что в плане развития известного гиганта Bentley Motors значится, что к 2030-му году компания полностью трансформируется в производителя электроавтомобилей. На электродвигатели ставки также делают такие известные на весь мир компании, как Nissan, Volvo, Aston Martin.
Тенденции таковы, что в массовом производстве сейчас больше представлены легковые электромобили и городской электротранспорт (согласно планам, в ряде таких стран как, к примеру, Франция и Норвегия в 2025-2030-м гг. автобусы в городах будут полностью заменены на электротранспорт).
Но чувствуется интерес и к установке электромоторов на грузовой транспорт. Особенно электродвигатели интересны производителям городских развозных фургонов, терминальных тягачей и коммунальных грузовиков.
На весь мир уже хорошо известен седельный тягач капотного типа Tesla Semi, в коммунальном хозяйстве США активно не первый год используют мусоровозы PETERBILT на электротяге, в Евросоюзе возрастает интерес к седельному тягачу с электродвигателем Emoss Mobile Systems B.V. и Renault Trucks –развозному автомобилю для продуктов.
На постсоветском пространстве свой коммерческий электротранспорт пока только начинает появляться, но уже активно говорят про грузовик МАЗ-4381Е0 (на грузовике установлен асинхронный тяговый электродвигатель мощностью 70 кВт (95 л.с.), ориентированный на транспортировку грузов в черте города, и электрогрузовик Moskva опытно-конструкторского бюро Drive Electro (главное назначение - доставка товаров в магазины). Не за горами время, когда этот коммерческий транспорт с электромоторами будет активно востребован автопарками, логистическими центрами, предприятиями.
Также, безусловно, давно, как данность мы принимаем, что на электродвигателе работают трамваи, троллейбусы, погрузчики на складах и локомотивы. Трёхфазный асинхронный двигатель помогает двигаться на давно полюбившихся поездах «Ласточка» и «Сапсан».
Принцип работы двигателя электромобиля основан на преобразовании электроэнергии в механическую энергию вращения. Главные участники преобразования энергии – статор и ротор.
Как работает традиционный электромотор?
Наглядная схема двигателя электромобиля в системе электропривода представлена ниже:
Важная особенность классического электрокара – отсутствие дифференциала, коробки передач, передаточных устройств с шестеренками. Энергия от электромотора поступает прямо на колеса.
Без коробки передач – и большинство «гибридов» с электродвигателем и ДВС. Исключение – «гибриды» с параллельной схемой передачи на колёса крутящего момента. К ней мы ещё вернёмся в этой статье в разделе, посвящённом гибридным автомобилям.
Принцип работы любого электродвигателя базируется на процессах взаимного притяжения и отталкивания полюсов магнитов на роторе и статоре. Движение осуществляется под действием самого магнитного поля и инерции.
Как устроен двигатель электромобиля?
При описании принципа работы электродвигателя, уже было упомянуто, что главные компоненты двигателя электромобиля– ротор и статор.
Классический ротор автомобиля состоит из сердечника, обмотки и вала. У некоторых электродвигателей в состав ротора также входит коллектор.
Статор состоит из станины, сердечника и обмотки:
Электродвигатели классифицируют по типу питания привода, конструкции щеточно-коллекторного узла, количеству фаз для запитывания:
Обратите внимание! Работать трёхфазные моторы могут синхронно и асинхронно, а в качестве ротора используются как короткозамкнутые, так и фазные модели. Самый популярный вариант – трехфазные асинхронные моторы с короткозамкнутым ротором. Они стоят на большинстве современных электрокаров.
Синхронные моторы – двигатели переменного тока, у которых частота вращения ротора идентична частоте вращения магнитного поля (измерение производится в воздушном зазоре). В автомобилестроении синхронные моторы встретить можно нечасто (хотя в мире техники – это, в целом, очень популярное решение – особенно в климатотехнике, насосных системах).
Но есть производители авто, которые при производстве электрокаров предпочитают устанавливать на свои машины именно синхронные двигатели. Яркий пример – концерн Renault. Синхронными двигателями на электромагнитах он оснастил электрокар Renault Zoe. На электромагниты подаётся постоянный ток. Полярность магнитов ротора стабильна. Полярность магнитов статора при этом изменяется и обеспечивает бесперебойное вращение.
Преимущество синхронных двигателей на электромагнитах у авто – максимальная оптимизация рекуперации энергии торможения. И главный «конёк» авто с таким типом электродвигателя – полная безопасность при буксировке.
Гораздо более популярный вариант – асинхронные двигатели. Это двигатели переменного тока, у которых потенциал напряжения – магнитного поля не совпадает с частотой вращения ротора. Типичным 3-фазным асинхронным двигателем оснащены, например, хорошо известные автомобили Tesla S и Tesla Х.
Иногда асинхронные моторы называют индукционными, так как в роторе в соответствие с законом Ленца у них индуцируется электромагнитная сила.
Обособленно среди электромоторов стоит двигатель-колесо. Особенность двигателя- колеса – ориентир крутящего момента и силы напряжения на конкретное колесо.
Такие решения можно встретить в плагин-гибридных автомобилях («гибридах» с параллельной схемой, при описании устройства гибридных авто ниже по тексту мы остановимся на них подробнее). Работает двигатель-колесо в паре с ДВС.
У первых плагин-гибридных автомобилей с двигателем-колесом агрегат был монтирован в ступицу колеса, а работа осуществлялась исключительно в паре с внутренним зубчатым редуктором.
Некоторые же современные модели моторов, монтируемые внутри колёс, вполне могут работать без зубчатого редуктора. Это увеличивает управляемость, позволяет избежать увеличения удельного веса шасси, уменьшить риски, повышает КПД.
Преимуществ у электродвигателей существенно больше, нежели недостатков. Более того, за счёт усовершенствования и конструктивных особенностей самих электроприводов, и инфраструктуры, связанной с зарядкой, многие вещи, которые вчера ещё казались критичными, сегодня теряют свою актуальность.
Долгое время считалось, что самый большой минус использования электродвигателя – его зависимость от аккумуляторов, которые быстро выходят из строя. Теперь это неактуально. Современные батареи электрокаров, представленных в массовом выпуске, гарантируют пробег автомобиля 150-200 тыс. км. Потерял актуальность и тот фактор, что машины с электродвигателем существенно уступают бензиновым по мощности. Электротяга современных электромоторов уже не уступает ДВС.
Поэтому недостатки электродвигателей сейчас правильно свести не к недостаткам конструкции, а к плохо развитой инфраструктуре для того, чтобы подзаряжать электромобили. Если в США, Скандинавии подзарядить электрокар легко, то до недавнего момента даже в Западной и Центральной Европе с инфраструктурой для подзарядки таких машин были проблемы.
В России, Беларуси, Украине, Казахстане, пока, увы, с инфраструктурой ситуация ещё хуже. Хотя, например, в России число заправок для электрокаров с 2018 по 2020 год возросло в 3 раза, но полотно покрытия площадками для зарядки очень неоднородное. В Москве – более плотное, в регионах – слабое. Даже разрыв с такими городами-гигантами как Санкт-Петербург и Челябинск - колоссальный.
Рассматривая электродвигатель, важно остановиться на устройстве электромобиля в целом, изучение электродвигателя не самого по себе, а как части системы электропривода, где электродвигатель – один из его базовых компонентов, его «сердце». Но «организм», функционирует только тогда, когда в порядке все другие «органы» – части электропривода:
Аккумуляторная батарея (аккумулятор) – один из наиболее дорогих компонентов системы. По своей значимости играет такую же роль, как бензобак для ДВС. Электромобиль движется за счёт электричества, полученного от электросети во время зарядки и хранящегося в АКБ.
При этом важно помнить, что у большинства электромобилей устанавливаются одновременно два аккумулятора: один тяговой – он питает именно мотор и стартерный (как и в машинах с ДВС, он помогает системе освещения, системе подогрева). Эти аккумуляторы разные не только по назначению, но и техническим характеристикам.
Тяговый аккумулятор электрического двигателя электромобиля предназначен для питания мотора, запуска двигателя. У него нет высокого пускового тока, но он заточен на длительную работу, выдерживает большое количество циклов заряда-разряда.
Типичная тяговая АКБ – моноблочная секционная конструкция. Тяговая АКБ состоит из толстых электронных пластин – пористых сепараторов и электролитного вещества.
Самые распространенные аккумуляторы – литий-ионные. У них – наиболее высокая энергетическая плотность, не требуется обслуживание, достаточно низкий саморазряд.
Свои особенности – у гибридных систем. В гибридных системах электродвигатель может рассматриваться и как «партнёр» ДВС, и как допэлемент, помогающий добиться экономии топлива и при этом повышения мощности.
Устройство «гибрида» отличается в зависимости от реализованной схемы передачи на колёса крутящего момента.
Классический гибридный автомобиль использует интегрированный в трансмиссию электрический мотор-генератор.
При этом для получения электрической тяги у гибридных систем задействованы четыре базовых компонента:
Гибридные авто открывают новые эксплуатационные возможности, с одной стороны можно быть максимально экологичным, радоваться комфортной езде и сэкономить на топливе, а с другой стороны, при разряде аккумулятора владелец авто не попадёт впросак, если невозможно подзарядить мотор: в работу вступит ДВС.
Перспективы применения электродвигателей в автомобилях напрямую связаны с тем, насколько активно будет развиваться инфраструктура. Там, где она не обеспечена, использование электрокаров действительно ограничено. Ведь без подзарядки у многих авто – малая дальность пробега.
Впрочем, даже последняя проблема активно решаемая. Немецкие и японские разработчики (компании DBM Energy, Lekker Energie, Japan Electric Vehicle Club) сумели доказать миру: потенциал у электродвигателей, аккумуляторов без подзарядки может достигать 500 -1000 тысяч километров пробега. Правда, пока что 1 000 тысяч км пробега без подзарядки возможны только в теории, а 500-600 уже на практике.
На данный момент доступность такого транспорта – на уровне инженерно-конструкторской работы, экспериментальных выпусков, но есть перспективы что их подхватят автогиганты, и не за горизонтом – серийное производство.
Перспективы применения электродвигателей в автомобилях очень тесно связаны и с политикой отдельных государств. Например, в Норвегии обладатели электромобилей освобождены от уплаты ежегодного налога на транспорт, пользования платными дорогами, паромными переправами и даже большинством парковок. С учётом того, что налоги и тарифы в Скандинавии одни из самых высоких, мотивация приобрести именно авто с электродвигателем, а не ДВС – очень высокая.
Обратите внимание, что на базе LCMS ELECTUDE есть специальный раздел “Электрический привод”, в нём подробно разбираются электродвигатели, виды электропривода, системы зарядки, особенности обслуживания транспорта с электромотором. Кроме комплексных теоретических знаний в обучающих модулях приводятся многочисленные практические примеры.
Электродвигатель тяговый МТ-4ЭПМ-У2 постоянного тока с последоват. возбуждением на электропогрузчик ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 22 000 грн
Купить
Электродвигатель тяговый 3ДТ61.2 на электропогрузчик ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 22 000 грн
Купить
Электродвигатель тяговый 3ДТ-31 на электропогрузчик ЭП-0806
Доставка по Украине
от 17 500 грн
Купить
Электродвигатель тяговой кат. № 260028 00 00
Доставка по Украине
от 81 781.98 грн
Купить
Электродвигатель тяговый 3ДТ61.2 на ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 22 000 грн
Купить
Электродвигатель тяговый 3ДТ-31 ЭП-0806
Доставка по Украине
от 17 500 грн
Купить
Электродвигатель 3ДТ.31 тяговый (передвижения) для погрузчиков ЭП0806. Цену уточняйте.
Доставка по Украине
12 000 грн
Купить
Уплотнение электродвигателя тягового ЕВ687, ЕВ717 арт. 6834 00.00.10, 265627
Доставка по Украине
140 грн
Купить
Електродвигун тяговий асинхронний для тролейбусів ДТА-2У1
Заканчивается
Доставка по Украине
300 000 грн
Купить
Ремонт тяговых электродвигателей РТ-51, УРТ110
Услуга
1 000 грн
Ремонт тяговых электродвигателей ЭД-118; ТЕ-006; ЭД-121
Услуга
1 000 грн
Электродвигатель тяговый МТ-4ЭПМ-У2 на ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 22 000 грн
Купить
ЭД-118А У1, Тяговый электродвигатель ( 1TX. 554.143, ИАКВ.652331.001)
Под заказ
Доставка по Украине
Цену уточняйте
Шестерня ведущая привода тягового электродвигателя ЕВ687 6833.00.00.10
Доставка по Украине
от 414 грн
Купить
Ремонт электродвигателей
Услуга
от 1 500 грн/услуга
Смотрите также
Шестерня ТЭД Т328.37.10.01
Доставка по Украине
Цену уточняйте
Ремонт УГП 230
Услуга
1 000 грн
Ремонт УГП 750
Услуга
1 000 грн
Ремонт тягового генератора DT 802
Услуга
1 000 грн
Электродвигатель насосный подъема 3ДН-57.3 (3ДН57.3) на электропогрузчик ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 12 879 грн
Купить
Вкладыши МОП на чмэ-2, ЧМЭ-2, (чертёж Т463.62.77.00-Б )
Доставка по Украине
24 000 грн
Купить
Электродвигатель насосный подъема РТ-14А на электропогрузчик ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 18 000 грн
Купить
Щёткодержатель ДТ-9Н 5ТН. 112.061
Под заказ
Доставка по Украине
Купить
Корпус щеткодержателя 8ТХ.112.011 (БИЛТ.731493.004) к ЭД-118
Под заказ
Доставка по Украине
Купить
Щеткодержатель НБ-511 5ТХ.112.097
Под заказ
Доставка по Украине
Купить
Щёткодержатели типа ДК-210, ДК-213, ДК-259, ДК-812
Под заказ
Доставка по Украине
Купить
Электродвигатель насосный подъема 3ДН-51.3 на электропогрузчик ЭП-0806
Доставка по Украине
от 15 000 грн
Купить
Ремонт Д50
Услуга
1 000 грн
Электродвигатель хода РТ-13 на ЭП-103КО
Доставка по Украине
от 22 000 грн
Купить
Двигатели являются наиболее важной частью любого электромобиля (EV) . Они отвечают за использование химической энергии, хранящейся в клетках, и преобразование ее в энергию вращения, таким образом приводя в движение колеса и вызывая движение транспортного средства, поэтому эти двигатели также называют тяговыми двигателями.
В этой статье мы прочитаем о различных типах тяговых двигателей, используемых в электромобилях , и узнаем об их характеристики . Мы сравним характеристики и посмотрим, какой тяговый двигатель вам нужно использовать в вашем следующем электромобиле. Характеристики лучшего тягового двигателя Эффективность двигателя электромобиля и контроллера двигателя напрямую влияет на вес транспортного средства, поскольку потерянная мощность должна компенсироваться аккумулятором большей емкости, что повлияет на общий вес транспортного средства. Поэтому будет справедливо сказать, что общая производительность и эффективность электромобиля в первую очередь определяются типом используемого привода двигателя. Следовательно, важно сравнить характеристики крутящий момент-скорость и мощность-скорость, чтобы выбрать лучший тяговый двигатель.
Технология двигателей прошла долгий путь с момента появления первого двигателя постоянного тока . Совершенствование силовой электроники также проложило путь к более эффективным и мощным двигателям. В электромобилях используются различные типы двигателей в зависимости от их силовой установки. Двигатели можно разделить на категории в зависимости от требуемого типа тока, например, двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока . Кроме того, двигатели можно классифицировать по типу их конструкции или по наличию или отсутствию постоянных магнитов. Некоторые распространенные типы двигателей, используемых в электромобилях: BLDC Motor , Синхронный мотор с постоянными магнитами (PMSM) , Индукционный двигатель ( IM ), Переключенное нерешительность Двигатель ( ), Синхронный мотор реки ,
Двигатель постоянного тока серии , также известный как коллекторный двигатель постоянного тока , является самым основным типом двигателя и широко используется с 1900-х годов. Двигатель работает, когда электрический ток проходит через его катушки, расположенные внутри постоянного магнитного поля. Этот двигатель прост в управлении и имеет высокий начальный крутящий момент, что делает его хорошим выбором. Для работы используются щетки и коллекторы. Путем обеспечения направления тока можно контролировать вращение двигателя. Но главный недостаток заключается в том, что щетки имеют тенденцию быстро изнашиваться и требуют регулярного обслуживания.
Ниже приведены характеристики двигателей постоянного тока:
Коллекторные двигатели постоянного тока не используются в персональных электромобилях, таких как скутеры или автомобили, из-за их низкой эффективности, больших размеров и необходимости частого обслуживания. Но по-прежнему популярны в приложениях, требующих высокого крутящего момента и несущей способности. Таким образом, двигатели серии постоянного тока широко используются в локомотивах индийских железных дорог, кранах, тяжелом оборудовании и т. д.
Преимущества двигателей серии постоянного тока
Недостатки двигателей постоянного тока
Применение электродвигателя постоянного тока
Локомотивы индийской железной дороги, краны, тяжелая строительная техника и т. д.0002
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) также известны как двигатель с электронной коммутацией . Эти двигатели являются одними из наиболее распространенных двигателей, используемых в индустрии электромобилей . Двигатели BLDC не имеют щеток и поэтому требуют минимального обслуживания по сравнению с двигателями постоянного тока, но в отличие от щеточного двигателя постоянного тока, который имеет простую операцию, для привода двигателя постоянного тока BLDC требуются сложные контроллеры двигателей.
Они широко используются в различных приложениях благодаря таким преимуществам, как низкая инерция ротора, компактная конструкция по сравнению с другими двигателями с такой же номинальной мощностью и более высоким КПД. Двигатели BLDC имеют низкие потери, поскольку они используют постоянные магниты в роторе и обеспечивают более быструю реакцию , что делает их идеальными для применения на электромобилях, особенно для двухколесных транспортных средств.
Кривая крутящий момент-скорость двигателя BLDC показана ниже:
Из приведенной выше кривой крутящий момент-скорость видно, что крутящий момент двигателя линейно уменьшается с увеличением скорости. Двигатель имеет очень высокий пусковой момент, но обеспечивает низкий крутящий момент на более высокой скорости.
Типы двигателей BLDC
В зависимости от конструкции и конструкции существует два типа двигателей BLDC: конструкция с внутренним ротором или мотор-втулка и конструкция с внешним ротором или двигатель BLDC с внешним бегунком. Базовая архитектура бесщеточных двигателей с внутренним и внешним ротором существенно различается. Как мы знаем, магниты используются для вращения всех щеточных и бесщеточных двигателей. Ротор — это компонент, который вращает и удерживает магниты, в то время как работа статора заключается в создании заряда, который отталкивает или притягивает магниты, заставляя двигатель вращаться. В ступичном двигателе статор находится снаружи, а ротор внутри, в то время как внешний ротор имеет совершенно противоположное расположение. На изображении ниже показан двигатель-втулка и компоненты двигателя-втулки.
Преимущества BLDC Motor
Недостатки двигателя BLDC
Асинхронный двигатель (АД) также известен как асинхронный двигатель . Есть в основном 2 типа IM , однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель. Однофазные асинхронные двигатели (АДД) до сих пор не нашли широкого применения в транспортных средствах из-за проблемного запуска, сложности работы на малых оборотах и других недостатков управления. Следовательно, используются только трехфазные АД. Эти двигатели называются асинхронными, потому что электрический ток в роторе, необходимый для создания крутящего момента, приобретается за счет электромагнитной индукции от вращающегося магнитного поля обмотки статора. Существует 2 типа асинхронных двигателей в зависимости от типа их ротора. Ротор асинхронного двигателя может быть ротором с короткозамкнутым ротором или ротором с обмоткой. АД работает со скоростью, меньшей, чем их синхронная скорость, поэтому асинхронные двигатели также известны как асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели предпочтительны из-за их простой конструкции, высокой надежности, прочности, простоты обслуживания, низкой стоимости и способности работать в различных условиях окружающей среды.
В случае сбоя инвертора АД могут естественным образом отключаться, что является значительным преимуществом для безопасности электромобилей. Ориентированное на поле управление переносчиками IM стандартизировано в отрасли.
Основным недостатком асинхронных двигателей является более низкая эффективность по сравнению с двигателями с постоянными магнитами (PM) или двигателями BLDC, большие потери мощности (из-за потерь в клетке) и низкий коэффициент мощности. В области работы с постоянной мощностью можно использовать ослабление потока для увеличения диапазона скоростей. В некоторых автомобилях используется технология двойного инвертора, поскольку двойные инверторы также могут использоваться для расширения этой области.
На приведенном ниже рисунке показаны характеристики скорости вращения асинхронного двигателя.
Асинхронному двигателю требуется инвертор для преобразования энергии, хранящейся в батарее, в мощность переменного тока, изображение инвертора Tesla Model 3 показано ниже:
Инвертор установлен в корпусе двигателя 3 фазный асинхронный двигатель. Приведенное ниже изображение асинхронного двигателя взято из видео на YouTube Государственного университета Вебера.
Преимущества асинхронного двигателя
Недостатки асинхронного двигателя
Применение асинхронного двигателя
Используется в Tesla Model S и Tesla Model X
Как следует из названия, СДПМ представляет собой двигатель переменного тока, в конструкции которого используется постоянный магнит. Это гибрид бесщеточного двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя. Бесщеточные синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) обеспечивают высокий уровень надежности и эффективности. Они также имеют больший крутящий момент, меньший размер корпуса и отсутствие тока ротора, чем асинхронные двигатели переменного тока, и все это имеет преимущества перед асинхронными двигателями переменного тока (AICM). Поскольку на создание магнитного поля не выделяется мощность статора, он имеет лучшую удельную мощность, чем асинхронные двигатели с аналогичными характеристиками. Таким образом, основное преимущество СДПМ заключается в том, что он может помочь вам уменьшить размер вашей конструкции без ущерба для крутящего момента благодаря превосходному соотношению мощности и размера. СДПМ коммутируются аналогично двигателям BLDC, однако используемые формы сигналов должны быть синусоидальными из-за структуры обмоток.
PMSM использует методы борьбы с переносчиками для достижения этого уровня контроля. Полевой контроль (FOC) — это термин, используемый для описания подходов к борьбе с переносчиками. Метод векторного управления работает путем разложения тока статора на две части: генератор магнитного поля и генератор крутящего момента. После поломки оба компонента могут управляться независимо.
Кривая скорости и крутящего момента СДПМ показана ниже:
Из приведенного выше графика можно сделать вывод, что двигатели BLDC имеют постоянный крутящий момент при более низкой скорости, в то время как он имеет область постоянной мощности.
Преимущества СДПМ
Недостаток PMSM
Приложение
Реактивный реактивный двигатель создает крутящий момент за счет изменения магнитного сопротивления. Он имеет выступающие полюса и обмотки, аналогичные статору бесщеточного двигателя постоянного тока, но ротор изготовлен из стали, нарезанной на выступающие полюса, без магнитов или обмоток. В отличие от обычных щеточных двигателей постоянного тока, мощность передается на обмотки статора, а не на ротор. Когда магнитное поле, создаваемое статором и ротором, меняется, SRM работает за счет переменного тока в статоре. Импульсные реактивные двигатели содержат меньше полюсов ротора, чем полюсов статора, чтобы избежать ситуации, когда полюса ротора и статора совпадают друг с другом, и крутящий момент не создается.
Благодаря гибкости управления, простой конструкции, низкой стоимости и высокой эффективности импульсный реактивный двигатель имеет ряд преимуществ по сравнению с другими типами электродвигателей. Благодаря отсутствию постоянного магнита или обмотки в его роторе, SRM подходит для чрезвычайно высокоскоростных применений и может выдерживать высокие температуры . Это также приводит к прочной и простой конструкции, а также к низкой стоимости производства. Точно так же, если в какой-либо одной обмотке или фазе возникает отказ, двигатель все еще может работать, но с меньшей нагрузкой. Самая большая проблема с SRM заключается в его нелинейных свойствах из-за магнитного насыщения, что затрудняет точное управление крутящим моментом.
На приведенном ниже рисунке показана кривая скорости и крутящего момента вентильного реактивного двигателя.
Из приведенного выше изображения видно, что SRM имеет режим постоянного крутящего момента и постоянной мощности, аналогичный СДПМ, но в отличие от СДПМ, где крутящий момент снижается до нуля сразу после достижения порогового значения, СДП имеет постепенное снижение даже при более высоких скорость.
Преимущества SRM
Недостаток SRM
Применение SRM
Honda Civic Hybrid Electric Vehicle
На рынке доступны различные типы двигателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Коллекторный двигатель постоянного тока обеспечивает простое управление и высокий начальный крутящий момент, но имеет более низкий КПД и требует регулярного обслуживания. Двигатель BLDC чрезвычайно эффективен и также доступен в корпусе ступичного типа, который можно использовать непосредственно внутри колеса, что снижает дополнительные затраты и вес механической трансмиссии, но механизм управления BLDC очень сложен. Асинхронный двигатель - это недорогой двигатель с высокой надежностью и надежностью, но он похож на двигатель BLDC, для него также требуется инвертор, поскольку это двигатель переменного тока. Кроме того, он имеет более низкий КПД, чем двигатель BLDC. Затем у нас есть PMSM, который представляет собой нечто среднее между BLDC и IM. PMSM обеспечивает высокий крутящий момент и имеет очень высокое отношение мощности к весу, но требует очень сложного метода управления для привода двигателя. Существует вентильно-реактивный двигатель, способный работать в суровых условиях, простой в конструкции и экономичный, но его нелинейные характеристики затрудняют точное управление крутящим моментом. Таким образом, можно сказать, что универсального решения для всех приложений не существует. Все двигатели имеют свои собственные варианты использования, и выбор двигателя может быть сделан только после тщательного рассмотрения применения и его требований. Я надеюсь, что вам понравилось читать статью, и если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь комментировать ниже.
Прототип GE обеспечивает более высокую удельную мощность, ускорение и энергоэффективность в меньшем размере по более низкой цене
Двигатель расширяет модельный ряд электромобилей и снижает расход топлива на гибридах
Двигатель имеет почти вдвое большую температурную устойчивость по сравнению с обычными гибридно-электрическими двигателями и не требует отдельной системы охлаждения
НИСКАЮНА, Нью-Йорк, 26 июля 2012 г. -- Инженеры GE Global Research совершенствуют моторные технологии, которые могут оказать существенное влияние на гибридные и электрические транспортные средства (EV) будущего.
Компания GE недавно провела испытания прототипа тягового двигателя с внутренними постоянными магнитами, разработанного в рамках проекта Министерства энергетики США (DoE) стоимостью 5,6 млн долларов, который может помочь увеличить запас хода электромобилей и гибридов без подзарядки или необходимости в бензине. Тяговые двигатели являются ключевой частью силовой установки, которая преобразует электрическую энергию в движение для привода гибридных и электрических транспортных средств. Двигатель, разработанный GE, не только дешевле в производстве, лабораторные испытания показали, что он мощнее и эффективнее, чем те, что представлены на рынке сегодня. В совокупности дополнительная выходная мощность и эффективность помогут расширить модельный ряд электромобилей и отсрочить момент, когда гибриды перейдут на бензин.
Прототип тягового двигателя GE работает с пиковым уровнем мощности 55 кВт и превосходит современные двигатели того же класса в нескольких ключевых областях:
* Почти вдвое больше удельной мощности (ускорение)
* 3-5 % более эффективен
* Требуемый крутящий момент достигается при гораздо более низком напряжении на шине постоянного тока -- всего 200 В по сравнению с 650 В
* Непрерывно работает при более высокой температуре; нет необходимости в специальном охлаждающем контуре
Широкое распространение гибридных автомобилей и электромобилей выиграет от подобных достижений в технологии двигателей.
«Это значительное достижение. Мы в GE расширяем границы, чтобы создавать более надежные и при этом более эффективные двигатели для гибридных и полностью электрических платформ», — сказал Айман Эль-Рефайе, инженер-электрик из лаборатории электрических машин GE Global Research. «Мы создали двигатель, который значительно мощнее, чем имеющиеся сейчас в продаже, и при этом повысил эффективность до 5%».
В отличие от обычных тяговых двигателей, которые работают при температуре 65ºC и требуют собственного контура охлаждения, двигатель GE работает непрерывно при температуре 105ºC в широком диапазоне скоростей (2800–14000 об/мин при 30 кВт) и может охлаждаться охлаждающей жидкостью двигателя. Без необходимости в дополнительных линиях охлаждения гибрид будет легче и дешевле.
Компания GE построила несколько прототипов этого нового двигателя. Он был полностью протестирован в лаборатории и продемонстрирован для DoE, но необходимо провести дополнительные испытания на надежность, прежде чем будет рассмотрено коммерческое производство.
«Эта технология является масштабируемой и достаточно гибкой, чтобы ее можно было использовать в различных целях», — сказал Эль-Рефайе. «То, чему мы научились в ходе этого проекта, поможет нам создавать промышленные двигатели с более высоким КПД, высокоскоростные двигатели для масляных и газовых компрессоров и генераторы для аэрокосмических приложений».
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
