Mtihani wa gari la synchronous: inamaanisha nini?

Magari ya umeme bado yamefunikwa na ukuzaji wa betri

Ukuaji wa haraka wa nguvu za mseto na maendeleo ambayo hayajawahi kutokea katika miaka ya hivi karibuni katika uwanja wa magari ya umeme ndio lengo kuu la ukuzaji wa teknolojia ya betri. Wanahitaji rasilimali za juu kutoka kwa watengenezaji na ndio changamoto kubwa kwa wabunifu. Walakini, mtu haipaswi kudharau ukweli kwamba maendeleo katika maendeleo ya teknolojia za hali ya juu za lithiamu-ion zinaambatana na maendeleo makubwa katika uwanja wa udhibiti wa nguvu wa mikondo ya umeme na motors za umeme. Ilibadilika kuwa ingawa motors za umeme zina ufanisi mkubwa, zina uwanja mkubwa wa maendeleo.

Wabunifu wanatarajia tasnia hii kukua kwa kiwango cha juu sana, sio tu kwa sababu magari ya umeme yanakuwa ya kawaida zaidi, lakini pia kwa sababu umeme wa magari ya injini za mwako ni jambo muhimu la viwango vya chafu vilivyowekwa kwenye Jumuiya ya Ulaya.

Ingawa gari la umeme lina historia ya zamani, leo wabunifu wanakabiliwa na changamoto mpya. Motors za umeme, kulingana na kusudi, zinaweza kuwa na muundo nyembamba na kipenyo kikubwa au kipenyo kidogo na mwili mrefu. Tabia yao katika magari safi ya umeme hutofautiana na ile ya mahuluti, ambapo joto linalotokana na injini ya mwako wa ndani lazima izingatiwe. Kwa magari ya umeme, kiwango cha kasi ni pana, na zile zilizosanikishwa katika mfumo wa mseto sawa katika usafirishaji lazima ziboreshwe kufanya kazi ndani ya kiwango cha kasi cha injini ya mwako. Mashine nyingi hufanya kazi kwa voltage kubwa, lakini mashine za umeme za volt 48 zitakuwa maarufu zaidi na zaidi.

Kwa nini motors za AC

Licha ya ukweli kwamba chanzo cha umeme ndani ya betri ni ya sasa ya moja kwa moja, wabuni wa mfumo wa umeme kwa sasa hawafikiria juu ya kutumia motors za umeme za DC. Hata kwa kuzingatia hasara za uongofu, vitengo vya AC, haswa zile za synchronous, vinashinda vitengo vya DC. Lakini je! Motor inayolingana au ya kupendeza inamaanisha nini? Tutakujulisha sehemu hii ya ulimwengu wa magari kwa sababu wakati magari ya umeme yamekuwepo kwa muda mrefu katika magari kama njia ya kuanza na njia mbadala, teknolojia mpya kabisa zimeanzishwa hivi karibuni katika eneo hili.

Toyota, GM na BMW sasa ni baadhi ya wazalishaji wachache ambao wamechukua maendeleo na utengenezaji wa motors za umeme wenyewe. Hata kampuni tanzu ya Toyota inasambaza vifaa hivi kwa kampuni nyingine, Aisin ya Japani. Kampuni nyingi hutegemea wauzaji kama ZF Sachs, Nokia, Bosch, Zytec au kampuni za Wachina. Kwa wazi, maendeleo ya haraka ya biashara hii huruhusu kampuni kama hizo kufaidika na ushirikiano na watengenezaji wa gari. Kwa upande wa mambo ya kiteknolojia, siku hizi, kwa mahitaji ya magari ya umeme na mahuluti, motors za synchronous za AC zilizo na rotor ya nje au ya ndani hutumiwa.

Uwezo wa kubadilisha betri za DC kwa hali ya juu kuwa AC ya awamu tatu na kinyume chake ni kwa sababu ya maendeleo ya teknolojia ya kudhibiti. Walakini, viwango vya sasa vya umeme wa umeme hufikia viwango mara nyingi zaidi kuliko zile zinazopatikana kwenye mtandao wa umeme wa kaya, na mara nyingi huzidi amperes 150. Hii inazalisha joto nyingi ambazo umeme wa umeme unashughulika nazo. Kwa sasa, kiasi cha vifaa vya kudhibiti elektroniki bado ni kubwa, kwa sababu vifaa vya elektroniki vya kudhibiti semiconductor haziwezi kupunguzwa na wand ya uchawi.

Motors zote mbili za synchronous na asynchronous ni aina ya mashine za umeme za shamba zinazozunguka ambazo zina msongamano mkubwa wa nguvu. Kwa ujumla, rotor ya motor induction ina mfuko rahisi wa karatasi imara na windings short-circuited. Mtiririko wa sasa katika vilima vya stator katika jozi tofauti, na mkondo kutoka kwa moja ya awamu tatu unapita katika kila jozi. Kwa kuwa katika kila mmoja wao hubadilishwa kwa awamu na digrii 120 kuhusiana na nyingine, kinachojulikana kinachozunguka shamba la magnetic hupatikana. Hii, kwa upande wake, inaleta shamba la sumaku kwenye rotor, na mwingiliano kati ya uwanja mbili wa sumaku - unaozunguka kwenye stator na uwanja wa sumaku wa rotor, husababisha kuingizwa kwa mzunguko wa mwisho na unaofuata. Hata hivyo, katika aina hii ya motor umeme, rotor daima iko nyuma ya shamba kwa sababu ikiwa hakuna mwendo wa jamaa kati ya shamba na rotor, haiwezi kushawishi shamba la magnetic katika rotor. Kwa hivyo, kiwango cha kasi ya juu kinatambuliwa na mzunguko wa sasa wa usambazaji na mzigo. Hata hivyo, kutokana na ufanisi wa juu wa motors synchronous, wazalishaji wengi hushikamana nao.

Motors za synchronous

Vitengo hivi vina ufanisi mkubwa zaidi na wiani wa nguvu. Tofauti kubwa kutoka kwa gari la kuingizwa ni kwamba uwanja wa sumaku kwenye rotor haujaundwa na mwingiliano na stator, lakini ni matokeo ya sasa inapita kupitia vilima vya ziada vilivyowekwa ndani yake, au sumaku za kudumu. Kwa hivyo, uwanja katika rotor na uwanja kwenye stator ni sawa, na kasi kubwa ya gari pia inategemea mzunguko wa shamba, mtawaliwa, kwa mzunguko wa sasa na mzigo. Ili kuzuia hitaji la usambazaji wa umeme zaidi kwa vilima, ambayo huongeza matumizi ya nguvu na inachanganya sheria ya sasa katika magari ya kisasa ya umeme na mifano ya mseto, motors za umeme na kile kinachoitwa uchochezi wa kila wakati hutumiwa, i.e. na sumaku za kudumu. Kama ilivyotajwa tayari, karibu wazalishaji wote wa magari kama hayo hutumia vitengo vya aina hii, kwa hivyo, kulingana na wataalam wengi, bado kutakuwa na shida na uhaba wa vitu ghali vya nadra za dunia neodymium na dysprosium. Motors za synchronous huja katika aina tofauti na suluhisho mchanganyiko wa teknolojia kama BMW au GM, lakini tutakuambia zaidi juu yao.

Jengo

Injini za gari za umeme kawaida huunganishwa moja kwa moja na tofauti ya axle ya kiendeshi na nguvu huhamishiwa kwa magurudumu kupitia shafts za axle, kupunguza upotezaji wa upitishaji wa mitambo. Kwa mpangilio huu chini ya sakafu, katikati ya mvuto hupunguzwa na muundo wa jumla wa kuzuia inakuwa ngumu zaidi. Hali ni tofauti kabisa na mpangilio wa mifano ya mseto. Kwa mahuluti kamili kama vile modi moja (Toyota na Lexus) na hali mbili (Chevrolet Tahoe), motors za umeme zimeunganishwa kwa njia fulani na gia za sayari kwenye gari la mseto, katika hali ambayo ujumuishaji unahitaji muundo wao kuwa mrefu na mdogo. kipenyo. Katika mahuluti ya kawaida sambamba, mahitaji ya kompakt yanamaanisha kuwa kusanyiko linalolingana kati ya gurudumu la kuruka na gia lina kipenyo kikubwa na ni tambarare, na watengenezaji kama vile Bosch na ZF Sachs hata hutegemea muundo wa rota wenye umbo la diski. Pia kuna tofauti za rotor - wakati katika Lexus LS 600h kipengele kinachozunguka kiko ndani, katika baadhi ya mifano ya Mercedes rotor inayozunguka iko nje. Ubunifu wa mwisho pia ni rahisi sana katika hali ambapo motors za umeme zimewekwa kwenye vibanda vya gurudumu.

Nakala: Georgy Kolev