Senkron motor test sürüşü: Bu ne anlama geliyor?

Elektrikli arabalar, pil gelişimi nedeniyle hala gölgede kalıyor

Hibrit güç aktarma organlarının hızlı gelişimi ve elektrikli araçlar alanında son yıllarda eşi görülmemiş ilerleme, batarya teknolojisinin gelişiminin ana odak noktasıdır. Geliştiricilerden maksimum kaynak talep ederler ve tasarımcılar için en büyük zorluktur. Bununla birlikte, gelişmiş lityum iyon teknolojilerinin geliştirilmesindeki ilerlemeye, elektrik akımlarının ve elektrik motorlarının güç regülasyonu alanındaki önemli ilerlemenin eşlik ettiği gerçeği de küçümsenmemelidir. Elektrik motorları yüksek verime sahip olmalarına rağmen ciddi bir geliştirme alanı olduğu ortaya çıktı.

Tasarımcılar endüstrinin son derece yüksek bir oranda büyümesini bekliyorlar, çünkü sadece elektrikli araçlar daha yaygın hale geliyor değil, aynı zamanda yanmalı motorlu araçların elektrifikasyonu Avrupa Birliği'nde belirlenen emisyon seviyelerinin önemli bir unsuru olduğu için.

Elektrik motorunun çok eski bir geçmişi olmasına rağmen, bugün tasarımcılar yeni zorluklarla karşı karşıyadır. Elektrik motorları amaca bağlı olarak dar bir tasarıma ve büyük çapa veya küçük çapa ve uzun bir gövdeye sahip olabilir. Saf elektrikli araçlardaki davranışları, içten yanmalı motor tarafından üretilen ısının hesaba katılması gereken hibrit araçlardakinden farklıdır. Elektrikli araçlar için hız aralığı daha geniştir ve şanzımandaki paralel hibrit sisteme takılanlar, yanmalı motorun hız aralığı içinde çalışmak üzere optimize edilmelidir. Çoğu makine yüksek voltajla çalışır, ancak 48 voltluk elektrikli makineler giderek daha popüler hale gelecektir.

Neden AC motorlar

Pilin şahsındaki elektrik kaynağının doğru akım olmasına rağmen, elektrik sistemi tasarımcıları şu anda DC elektrik motorlarını kullanmayı düşünmüyorlar. Dönüşüm kayıpları hesaba katıldığında bile, AC üniteleri, özellikle senkronize olanlar, DC ünitelerden daha iyi performans gösterir. Peki senkronize veya asenkron motor aslında ne anlama geliyor? Sizi otomotiv dünyasının bu kısmıyla tanıştıracağız, çünkü elektrikli arabalar uzun zamandır arabalarda marş ve alternatör şeklinde varolurken, son zamanlarda bu alanda tamamen yeni teknolojiler tanıtıldı.

Toyota, GM ve BMW şu anda elektrik motorlarının geliştirilmesini ve üretimini kendileri üstlenen birkaç üreticiden bazıları. Toyota'nın yan kuruluşu Lexus bile bu cihazları başka bir şirket olan Japon Aisin'e tedarik ediyor. Çoğu şirket, ZF Sachs, Siemens, Bosch, Zytec veya Çinli şirketler gibi tedarikçilere güveniyor. Açıkçası, bu işin hızlı gelişimi, bu tür şirketlerin otomobil üreticileriyle ortaklıklardan faydalanmalarını sağlıyor. İşin teknolojik yönüne gelince, günümüzde elektrikli araçların ve hibritlerin ihtiyaçları için dış veya iç rotorlu AC senkron motorlar kullanılmaktadır.

DC pilleri verimli bir şekilde üç fazlı AC'ye dönüştürme yeteneği ve bunun tersi büyük ölçüde kontrol teknolojisindeki ilerlemelerden kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, güç elektroniğindeki mevcut seviyeler, bir ev elektrik şebekesinde bulunan seviyelerden çok daha yüksek seviyelere ulaşır ve genellikle 150 amperin üzerindedir. Bu, güç elektroniklerinin uğraşması gereken çok fazla ısı üretir. Şu anda, elektronik kontrol cihazlarının hacmi hala büyük çünkü elektronik yarı iletken kontrol cihazları sihirli bir değnekle azaltılamıyor.

Hem senkron hem de asenkron motorlar, daha yüksek güç yoğunluğuna sahip bir tür dönen manyetik alan elektrikli makinelerdir. Genel olarak, bir endüksiyon motorunun rotoru, kısa devre sargılı basit bir katı levha paketinden oluşur. Akım, stator sargılarında zıt çiftler halinde akar ve her bir çiftte üç fazdan birinden akım akar. Her birinde fazda diğerine göre 120 derece kaydırıldığı için, sözde dönen manyetik alan elde edilir. Bu da rotorda bir manyetik alanı indükler ve iki manyetik alan arasındaki etkileşim - statorda dönen ve rotorun manyetik alanı, ikincisinin sürüklenmesine ve ardından dönüşe yol açar. Ancak bu tip elektrik motorlarında rotor daima alanın gerisinde kalır çünkü alan ile rotor arasında bağıl hareket yoksa rotorda bir manyetik alan indüklemeyecektir. Böylece, maksimum hız seviyesi, besleme akımının ve yükün frekansı ile belirlenir. Bununla birlikte, senkron motorların daha yüksek verimliliği nedeniyle, çoğu üretici onlara sadık kalıyor.

Senkron motorlar

Bu üniteler, önemli ölçüde daha yüksek verimlilik ve güç yoğunluğuna sahiptir. Bir endüksiyon motorundan önemli bir fark, rotordaki manyetik alanın stator ile etkileşime girerek yaratılmaması, içine takılı ek sargılardan akan akımın veya kalıcı mıknatısların sonucudur. Bu nedenle, rotordaki alan ve statordaki alan senkrondur ve maksimum motor hızı aynı zamanda alanın dönüşüne, sırasıyla akımın ve yükün frekansına bağlıdır. Sargılara, güç tüketimini artıran ve modern elektrikli araçlarda ve hibrit modellerde mevcut düzenlemeyi zorlaştıran ek güç kaynağı ihtiyacını önlemek için, sabit uyarımlı elektrik motorları kullanılır, yani. kalıcı mıknatıslarla. Daha önce de belirtildiği gibi, bu tür arabaların hemen hemen tüm üreticileri şu anda bu tip üniteleri kullanıyor, bu nedenle birçok uzmana göre, pahalı nadir toprak elementleri neodim ve disprosyum sıkıntısı ile ilgili hala bir sorun olacak. Senkron motorlar farklı çeşitlerde ve BMW veya GM gibi karma teknoloji çözümlerinde gelir, ancak size onlar hakkında daha fazla bilgi vereceğiz.

inşaat

Tamamen elektrikli araç motorları genellikle doğrudan tahrik aksı diferansiyeline bağlanır ve güç, aks milleri aracılığıyla tekerleklere aktarılarak mekanik şanzıman kayıpları azaltılır. Zeminin altındaki bu düzen ile ağırlık merkezi azaltılır ve genel blok tasarımı daha kompakt hale gelir. Hibrit modellerin düzeninde durum tamamen farklıdır. Tek modlu (Toyota ve Lexus) ve çift modlu (Chevrolet Tahoe) gibi tam hibrit araçlar için, elektrik motorları bir şekilde hibrit aktarma organlarındaki planet dişlilere bağlıdır; bu durumda kompaktlık, tasarımlarının daha uzun ve daha küçük olmasını gerektirir. çap. Klasik paralel hibritlerde, kompakt gereksinimler, volan ile dişli kutusu arasına oturan düzeneğin daha büyük bir çapa sahip olması ve oldukça düz olması anlamına gelir; Bosch ve ZF Sachs gibi üreticiler bile disk şeklindeki bir rotor tasarımına güveniyor. Rotorun varyasyonları da vardır - Lexus LS 600h'de döner eleman içeride bulunurken, bazı Mercedes modellerinde dönen rotor dışarıdadır. İkinci tasarım, elektrik motorlarının tekerlek poyralarına monte edildiği durumlarda da son derece uygundur.

Metin: Georgy Kolev