Elektriskās piedziņas pamattehnoloģija priekš
Jaunas enerģijas transportlīdzekļi
Elektriskā piedziņas sistēma ir elektrisko transportlīdzekļu un hibrīdautomobiļu galvenā sastāvdaļa. Tās galvenās sastāvdaļas ir motori, motora vadības bloki un reduktori. Šie komponenti pilda dažādas lomas elektriskās piedziņas sistēmā un darbojas kopā, lai panāktu efektīvu un augstas veiktspējas transportlīdzekļa darbību.
1. Motors
Motors ir elektriskās piedziņas sistēmas kodols. Tās funkcija ir pārveidot akumulatora elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, lai virzītu transportlīdzekli uz priekšu. Elektrotransportlīdzekļos un hibrīdautomobiļos parasti izmantotie motori ietver pastāvīgo magnētu sinhronos motorus (PMSM), indukcijas motorus un pārslēgtos pretestības motorus.
1.1 Pastāvīgā magnēta sinhronais motors (PMSM)
Pastāvīgā magnēta sinhronais motors ir efektīvs, augstas veiktspējas motors, ko plaši izmanto elektriskajos transportlīdzekļos un hibrīdautomobiļos. Tas nodrošina efektīvu motora darbību, izmantojot pastāvīgos magnētus, lai radītu magnētisko lauku.
PMSM ir augsts jaudas blīvums, zems trokšņa līmenis un zems enerģijas patēriņš, un tas var sasniegt augstu efektivitāti plašā ātruma diapazonā. Turklāt PMSM vadības stratēģija ir salīdzinoši nobriedusi un var sasniegt precīzu griezes momenta un ātruma kontroli.
1.2 Asinhronais motors
Asinhronais motors ir elektromotors, kas darbojas, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas principu. Konkrētais darbības princips ir šāds:
Indukcijas motorā maiņstrāva tiek laista caur statoru, un caur statora tinumiem tiek ģenerēts rotējošs magnētiskais lauks. Tā kā asinhronā motora rotors ir slēgts metāla disks, tad, kad rotējošais magnētiskais lauks iet caur rotoru, rotorā tiek inducētas virpuļstrāvas. Šīs virpuļstrāvas rada apgrieztu magnētisko lauku, kas mijiedarbojas ar statora magnētisko lauku, radot griezes momentu. Rotors sāk griezties un turpina griezties, mainoties rotējošajam magnētiskajam laukam. Rotora griešanās ātrums nesaskan ar rotējošā magnētiskā lauka frekvenci, tāpēc asinhronos motorus sauc arī par asinhronajiem motoriem.
Kontrolējot tādus parametrus kā strāvas un fāzu secība statorā, var panākt precīzu asinhronā motora ātruma, stūrēšanas un griezes momenta kontroli.
Asinhronajiem motoriem ir vienkārša struktūra, uzticama darbība, vienkārša apkope un salīdzinoši zemas izmaksas, un tie ir piemēroti lielākajai daļai lietojumu, piemēram, sadzīves tehnikai, elektroinstrumentiem, rūpnieciskām iekārtām un transportēšanai.
1.3. Pārslēgts pretestības motors
Slēgtā pretestības motora (SRM) darbības princips ir balstīts uz principu, ka magnētiskā plūsma vienmēr ir aizvērta maksimālās magnētiskās caurlaidības ceļā. Ja statora un rotora zobu centra līnijas nesakrīt un magnētiskā caurlaidība nav maksimālā, magnētiskais lauks radīs magnētisko vilkšanas spēku un veidos pretestības griezes momentu, liekot rotoram griezties maksimālās magnētiskās caurlaidības pozīcijā. Kad strāva tiek piegādāta katram statora fāzes tinumam secīgi, motora rotors soli pa solim griezīsies pretējā virzienā, kas ir ieslēgts fāzes secībai. Mainot katras statora fāzes barošanas secību, motors mainīs virzienu. Tomēr izmaiņas fāzes strāvas plūsmas virzienā neietekmēs rotora griešanos.
Ieslēgtajam pretestības motoram ir vienkāršas struktūras priekšrocības, zemas izmaksas, augsta uzticamība, laba palaišanas veiktspēja un ātruma regulēšanas veiktspēja, kā arī vadības ierīce ir salīdzinoši vienkārša. Tomēr praktiskos pielietojumos pārslēgtajiem pretestības motoriem ir trūkumi, piemēram, liela griezes momenta pulsācija, augsts troksnis un nepieciešamība pēc pozīcijas detektoriem.
2. Motora vadības bloks
Motora vadības bloks ir galvenā elektriskās piedziņas sistēmas sastāvdaļa, un tā ir atbildīga par motora vadību un regulēšanu. Motora vadības bloka galvenās funkcijas ietver: vadītāja ievadīto akseleratora pedāļa un bremžu pedāļa signālu pieņemšanu, pedāļa signālu pārvēršanu elektriskos signālos un nosūtīšanu uz motora kontrolieri; pārraudzības parametri, piemēram, akumulatora spriegums, strāva un temperatūra, lai nodrošinātu motora kontrollera normālu darbību; kontrolēt motora ātrumu un griezes momentu, lai panāktu transportlīdzekļa paātrinājumu, palēninājumu, bremzēšanu un citas darbības; sazināties ar citiem kontrolieriem, izmantojot CAN kopni, lai koordinētu transportlīdzekļa barošanas sistēmu, vadības sistēmu un drošības sistēmu utt.
Motora vadības bloks sastāv no kontroliera aparatūras un programmatūras. Kontroliera aparatūra ietver mikrokontrollerus, barošanas ierīces, aizsardzības shēmas un sakaru saskarnes utt., un tā ir atbildīga par elektrisko signālu pārveidošanu un vadību. Kontroliera programmatūra ir atbildīga par motora vadības stratēģijas, kļūdu diagnostikas un apstrādes funkciju realizāciju.
3. Reduktors
Reduktors ir viena no neaizstājamām sastāvdaļām elektriskās piedziņas sistēmā. Tās funkcija ir samazināt motora ātrumu un palielināt izejas griezes momentu. Reduktori parasti sastāv no zobratiem, gultņiem un blīvēm. Atkarībā no struktūras un veiktspējas tos var iedalīt zobratu reduktoros, planetāro pārnesumu reduktoros un tārpu reduktoros.
Elektriskajos transportlīdzekļos un hibrīdautomobiļos bieži tiek izmantoti planētu pārnesumu vai tārpu pārnesumu reduktori. Planetāro pārnesumu reduktoru ir augsta transmisijas efektivitāte un mazs izmērs, un tas ir piemērots ātrgaitas transportlīdzekļiem. Tārpu pārnesumu reduktoriem ir lielāks izejas griezes moments un zemāks troksnis, un tie ir piemēroti transportlīdzekļiem ar mazu ātrumu un lielu slodzi.
Rezumējot, elektromotors, motora vadības bloks un reduktors ir galvenās sastāvdaļas elektriskās piedziņas sistēmā, kas darbojas kopā, lai panāktu efektīvu, augstas veiktspējas transportlīdzekļa darbību. Nepārtraukti attīstoties tehnoloģijām, nākotnes elektriskās piedziņas tehnoloģiju attīstības tendence ir integrācija, platformizācija, augsta efektivitāte un lielāks ātrums. Šo tendenču rašanās un attīstība nesīs daudzas iespējas un izaicinājumus, kā arī ir jāpievērš uzmanība tādu faktoru ietekmei kā NVH, izmaksas un uzticamība.
