Բաներ, որոնք դուք պետք է իմանաք էլեկտրական մեքենաների շարժիչների մասին

Ավտոմեքենաների սիրահարները միշտ մոլեռանդ են եղել շարժիչների նկատմամբ, սակայն էլեկտրիֆիկացումը անկասելի է, և որոշ մարդկանց գիտելիքների պաշարները կարող են թարմացնել:

Այսօր ամենահայտնին չորս հարվածային շարժիչն է, որը նաև էներգիայի աղբյուր է բենզինով աշխատող մեքենաների մեծ մասի համար:Ներքին այրման շարժիչների չորս հարված, երկհարված և Վանկել ռոտորային շարժիչների նման, էլեկտրական մեքենաների շարժիչները կարելի է բաժանել համաժամանակյա և ասինխրոն շարժիչների՝ ըստ ռոտորների տարբերության:Ասինխրոն շարժիչները կոչվում են նաև ինդուկցիոն շարժիչներ, մինչդեռ սինխրոն շարժիչները պարունակում են մշտական ​​մագնիսներ:և հոսանք՝ շարժիչը գրգռելու համար:

Ստատոր և ռոտոր

Բոլոր տեսակի էլեկտրական մեքենաների շարժիչները բաղկացած են երկու հիմնական մասից՝ ստատորից և ռոտորից:

Stator▼

Ստատորը շարժիչի այն մասն է, որը մնում է անշարժ և հանդիսանում է շարժիչի ֆիքսված պատյանը, որը տեղադրված է շասսիի վրա, ինչպես շարժիչի բլոկը:Ռոտորը շարժիչի միակ շարժական մասն է, որը նման է ծնկաձև լիսեռին, որը փոխանցում է փոխանցումատուփի և դիֆերենցիալի միջոցով ոլորող մոմենտը:

Ստատորը կազմված է երեք մասից՝ ստատորի միջուկ, ստատորի ոլորուն և շրջանակ:Ստատորի մարմնի բազմաթիվ զուգահեռ ակոսները լցված են փոխկապակցված պղնձե ոլորուններով:

Այս ոլորունները պարունակում են կոկիկ մազակալի պղնձե ներդիրներ, որոնք մեծացնում են անցքի լցման խտությունը և ուղիղ մետաղալարերի շփումը:Խիտ ոլորունները մեծացնում են ոլորող մոմենտների հզորությունը, մինչդեռ ծայրերը ավելի կոկիկորեն երեսպատված են, ինչը նվազեցնում է զանգվածը ավելի փոքր ընդհանուր փաթեթի համար:

Ստատոր և ռոտոր ▼

Ստատորի հիմնական գործառույթը պտտվող մագնիսական դաշտի առաջացումն է (RMF), մինչդեռ ռոտորի հիմնական ֆունկցիան պտտվող մագնիսական դաշտի մագնիսական ուժի գծերով կտրվելն է՝ առաջացնել (ելքային) հոսանք։

Շարժիչը օգտագործում է եռաֆազ փոփոխական հոսանք՝ պտտվող դաշտը սահմանելու համար, և դրա հաճախականությունը և հզորությունը վերահսկվում են ուժային էլեկտրոնիկայի միջոցով, որոնք արձագանքում են արագացուցիչին:Մարտկոցները ուղղակի հոսանքի (DC) սարքեր են, ուստի էլեկտրական մեքենայի ուժային էլեկտրոնիկան ներառում է DC-AC ինվերտոր, որը ստատորին մատակարարում է անհրաժեշտ AC հոսանքը՝ ստեղծելու համար ամենակարևոր փոփոխական պտտվող մագնիսական դաշտը:

Բայց հարկ է նշել, որ այս շարժիչները նաև գեներատորներ են, ինչը նշանակում է, որ անիվները հետ կշարժեն ռոտորը ստատորի ներսում՝ առաջացնելով պտտվող մագնիսական դաշտ մյուս ուղղությամբ՝ AC-DC փոխարկիչի միջոցով ուժը վերադարձնելով մարտկոցին:

Այս գործընթացը, որը հայտնի է որպես վերականգնողական արգելակում, առաջացնում է քաշքշում և դանդաղեցնում մեքենան:Վերականգնումը ոչ միայն էլեկտրական մեքենաների շարքի ընդլայնման հիմքում է, այլ նաև բարձր արդյունավետ հիբրիդների, քանի որ լայնածավալ վերականգնումը բարելավում է վառելիքի տնտեսումը:Սակայն իրական աշխարհում վերականգնումն այնքան արդյունավետ չէ, որքան «մեքենան գլորելը», որը խուսափում է էներգիայի կորստից:

Էլեկտրակառավարվող մեքենաների մեծ մասը հենվում է մեկ արագությամբ փոխանցման տուփի վրա՝ շարժիչի և անիվների միջև պտույտը դանդաղեցնելու համար:Ինչպես ներքին այրման շարժիչները, այնպես էլ էլեկտրաշարժիչները ամենաարդյունավետն են ցածր պտույտների և բարձր բեռնվածության դեպքում:

Թեև EV-ը կարող է արժանապատիվ միջակայք ստանալ մեկ փոխանցումով, ավելի ծանր պիկապներն ու ամենագնացները օգտագործում են բազմարագ փոխանցման տուփեր՝ բարձր արագություններում միջակայքը մեծացնելու համար:

Բազմաֆունկցիոնալ EV-ները հազվադեպ են, և այսօր միայն Audi e-tron GT-ն ու Porsche Taycan-ն են օգտագործում երկաստիճան փոխանցման տուփեր:

Շարժիչի երեք տեսակ

19-րդ դարում ծնված ինդուկցիոն շարժիչի ռոտորը բաղկացած է հաղորդիչ նյութի երկայնական շերտերից կամ շերտերից, առավել հաճախ՝ պղնձից և երբեմն ալյումինից:Ստատորի պտտվող մագնիսական դաշտը առաջացնում է հոսանք այս թերթերում, որն իր հերթին ստեղծում է էլեկտրամագնիսական դաշտ (EMF), որը սկսում է պտտվել ստատորի պտտվող մագնիսական դաշտում:

Ինդուկցիոն շարժիչները կոչվում են ասինխրոն շարժիչներ, քանի որ առաջացած էլեկտրամագնիսական դաշտը և պտտվող մոմենտը կարող են առաջանալ միայն այն դեպքում, երբ ռոտորի արագությունը հետ է մնում պտտվող մագնիսական դաշտից:Այս տեսակի շարժիչները տարածված են, քանի որ դրանք հազվագյուտ հողային մագնիսներ չեն պահանջում և համեմատաբար էժան են արտադրության համար:Բայց նրանք ավելի քիչ են ունակ ջերմությունը ցրելու կայուն բարձր բեռների դեպքում, և իրենց էությամբ ավելի քիչ արդյունավետ են ցածր արագությունների դեպքում:

Մշտական ​​մագնիսական շարժիչը, ինչպես անունն է հուշում, դրա ռոտորն ունի իր մագնիսականությունը և չի պահանջում էներգիա ռոտորի մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար:Նրանք ավելի արդյունավետ են ցածր արագությամբ:Նման ռոտորը սինխրոն պտտվում է նաև ստատորի պտտվող մագնիսական դաշտի հետ, ուստի այն կոչվում է համաժամանակյա շարժիչ։

Այնուամենայնիվ, ռոտորը մագնիսներով պարզապես փաթաթելը իր խնդիրներն ունի։Նախ, դրա համար պահանջվում են ավելի մեծ մագնիսներ, և ավելացված քաշի դեպքում կարող է դժվար լինել համաժամեցումը բարձր արագությամբ:Բայց ավելի մեծ խնդիրն այսպես կոչված բարձր արագությամբ «հետևի EMF»-ն է, որը մեծացնում է դիմադրողականությունը, սահմանափակում վերևի հզորությունը և առաջացնում է ավելորդ ջերմություն, որը կարող է վնասել մագնիսները:

Այս խնդիրը լուծելու համար էլեկտրական մեքենաների մշտական ​​մագնիսների շարժիչներից շատերն ունեն ներքին մշտական ​​մագնիսներ (IPMs), որոնք զույգերով սահում են երկայնական V-աձև ակոսների մեջ, որոնք դասավորված են ռոտորի երկաթե միջուկի մակերեսի տակ մի քանի բլթերով:

V-ակոսը պահպանում է մշտական ​​մագնիսները բարձր արագությամբ, բայց ստեղծում է դժկամության ոլորող մոմենտ մագնիսների միջև:Մագնիսները կա՛մ ձգվում են, կա՛մ վանվում են այլ մագնիսներով, բայց սովորական դժկամությամբ ձգում է երկաթե ռոտորի բլթակները դեպի պտտվող մագնիսական դաշտը:

Մշտական ​​մագնիսները գործում են ցածր արագություններով, մինչդեռ դժկամության ոլորող մոմենտը տիրում է բարձր արագություններին:Այս կառուցվածքում օգտագործվում է Prius:

Հոսանքով գրգռված շարժիչի վերջին տեսակը միայն վերջերս է հայտնվել էլեկտրական մեքենաներում:Վերոհիշյալ երկուսն էլ առանց խոզանակի շարժիչներ են:Պայմանական իմաստությունը պնդում է, որ առանց խոզանակների շարժիչները միակ կենսունակ տարբերակն են էլեկտրական մեքենաների համար:Իսկ BMW-ն վերջերս դեմ է գնացել նորմերին և նոր i4 և iX մոդելների վրա տեղադրել է ցրված հոսանքով գրգռված AC սինխրոն շարժիչներ:

Այս տեսակի շարժիչի ռոտորը փոխազդում է ստատորի պտտվող մագնիսական դաշտի հետ, ճիշտ այնպես, ինչպես մշտական ​​մագնիսական ռոտորը, բայց մշտական ​​մագնիսներ ունենալու փոխարեն, այն օգտագործում է վեց լայն պղնձե բլիթներ, որոնք օգտագործում են էներգիա DC մարտկոցից՝ անհրաժեշտ էլեկտրամագնիսական դաշտ ստեղծելու համար: .

Սա պահանջում է սայթաքող օղակներ և զսպանակավոր խոզանակներ տեղադրել ռոտորի լիսեռի վրա, ուստի որոշ մարդիկ վախենում են, որ խոզանակները մաշվում են և փոշի կկուտակեն և հրաժարվում են այս մեթոդից:Մինչ խոզանակների զանգվածը փակված է շարժական ծածկով առանձին պատյանում, մնում է պարզել, թե արդյոք վրձնի մաշվածությունը խնդիր է:

Մշտական ​​մագնիսների բացակայությունը թույլ է տալիս խուսափել հազվագյուտ հողերի թանկացումից և հանքարդյունաբերության շրջակա միջավայրի վրա:Այս լուծումը նաև հնարավորություն է տալիս փոփոխել ռոտորի մագնիսական դաշտի ուժը՝ դրանով իսկ հնարավորություն տալով հետագա օպտիմալացում:Այնուամենայնիվ, ռոտորի սնուցումը դեռևս սպառում է որոշակի էներգիա, ինչը այս շարժիչները դարձնում է ավելի քիչ արդյունավետ, հատկապես ցածր արագության դեպքում, որտեղ մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար պահանջվող էներգիան ընդհանուր սպառման ավելի մեծ մասն է կազմում:

Էլեկտրական մեքենաների կարճ պատմության մեջ ընթացիկ հուզված AC համաժամանակյա շարժիչները համեմատաբար նոր են, և դեռ շատ տեղ կա նոր գաղափարների զարգացման համար, և եղել են հիմնական շրջադարձային պահեր, ինչպիսիք են Tesla-ի անցումը ինդուկցիոն շարժիչի կոնցեպտից դեպի մշտական: մագնիսների համաժամանակյա շարժիչ:Եվ մենք դեռ մեկ տասնամյակից էլ քիչ ենք անցել ժամանակակից EV-ի դարաշրջանում, և մենք նոր ենք սկսում: