同期モーターの試運転: どういう意味ですか?

電気自動車はまだバッテリー開発に影を落としている

ハイブリッドパワートレインの急速な発展と、電気自動車の分野における近年の前例のない進歩が、バッテリー技術の開発の主な焦点です。それらは開発者からの最大のリソースを必要とし、デザイナーにとって最大の課題です。ただし、高度なリチウムイオン技術の開発の進展に伴い、電流と電気モーターの電力調整の分野で大きな進歩が見られるという事実を過小評価してはなりません。電気モーターは高効率ですが、開発には深刻な分野があることがわかりました。

設計者は、電気自動車が一般的になりつつあるだけでなく、燃焼式自動車の電化が欧州連合で設定された排出レベルの重要な要素であるため、この業界が非常に高い速度で成長することを期待しています。

電気モーターには古代の歴史がありますが、今日の設計者は新しい課題に直面しています。電気モーターは、目的に応じて、幅が狭く、直径が大きいか、直径が小さく、本体が長い場合があります。純粋な電気自動車におけるそれらの挙動は、内燃機関によって生成される熱を考慮に入れなければならないハイブリッドにおけるそれとは異なります。電気自動車の場合、速度範囲が広く、トランスミッションのパラレルハイブリッドシステムに設置されているものは、燃焼エンジンの速度範囲内で動作するように最適化する必要があります。ほとんどの機械は高電圧で動作しますが、48ボルトの電気機械がますます一般的になるでしょう。

なぜACモーター

バッテリーの人の電源は直流であるという事実にもかかわらず、電気システムの設計者は現在、DC電気モーターの使用を考えていません。変換損失があっても、AC装置、特に同期装置はDC装置よりも優れています。しかし、同期または非同期モーターは実際にはどういう意味ですか？電気自動車はスターターやオルタネーターの形で自動車に古くから存在していたので、最近、この領域にまったく新しい技術が導入されたため、自動車の世界のこの部分を紹介します。

トヨタ、GM、BMWは現在、電気モーター自体の開発と生産を引き継いだ数少ないメーカーの一部です。トヨタの子会社であるレクサスでさえ、これらのデバイスを別の会社である日本のアイシンに供給しています。ほとんどの企業は、ZFザックス、シーメンス、ボッシュ、ザイテック、中国企業などのサプライヤーに依存しています。明らかに、このビジネスの急速な発展により、そのような企業は自動車メーカーとのパートナーシップから利益を得ることができます。技術面では、現在、電気自動車やハイブリッドのニーズに応じて、外部または内部ローターを備えたAC同期モーターが主に使用されています。

DCバッテリーを効率的に三相ACに、またはその逆に変換する機能は、主に制御技術の進歩によるものです。ただし、パワーエレクトロニクスの現在のレベルは、家庭の電気ネットワークで見られるレベルよりも何倍も高く、150アンペアを超えることがよくあります。これにより、パワーエレクトロニクスが処理しなければならない大量の熱が発生します。現在のところ、電子制御装置は、魔法の杖では削減できないため、電子制御装置の量はまだ多いです。

同期モーターと非同期モーターはどちらも、出力密度が高い回転磁場電気機械の一種です。一般に、誘導電動機の回転子は、巻線が短絡された固体シートの単純なパッケージで構成されています。電流は反対側のペアの固定子巻線に流れ、各ペアには 120 つの相のうちの XNUMX つからの電流が流れます。それらのそれぞれでは、位相が他に対してXNUMX度シフトしているため、いわゆる回転磁場が得られます。これにより、回転子に磁場が誘導され、XNUMX つの磁場 (固定子内で回転する磁場と回転子の磁場) の間の相互作用により、後者とそれに続く回転の引き込みが発生します。ただし、このタイプの電気モーターでは、磁場とローターの間に相対運動がない場合、ローターに磁場が誘導されないため、ローターは常に磁場より遅れます。したがって、最大速度のレベルは、電源電流の周波数と負荷によって決まります。ただし、同期モーターの効率が高いため、ほとんどのメーカーは同期モーターを使い続けています。

同期モーター

これらのユニットは、効率と電力密度が大幅に高くなっています。誘導電動機との大きな違いは、回転子内の磁界が固定子との相互作用によって生成されるのではなく、それに取り付けられた追加の巻線または永久磁石を流れる電流の結果であるということです。したがって、回転子の界磁と固定子の界磁は同期しており、最大モーター速度は、それぞれ界磁の回転と電流の周波数と負荷にも依存します。巻線への追加の電力供給の必要性を回避するために、消費電力が増加し、現代の電気自動車やハイブリッドモデルの電流調整が複雑になります。いわゆる一定励磁の電気モーターが使用されます。永久磁石付き。すでに述べたように、そのような自動車のほとんどすべてのメーカーが現在このタイプのユニットを使用しているため、多くの専門家によると、高価な希土類元素のネオジムとジスプロシウムの不足にまだ問題があるとのことです。同期モーターにはさまざまな種類があり、BMWやGMなどの混合テクノロジーソリューションがありますが、それらについて詳しく説明します。

建設

純粋な電気自動車のエンジンは通常、ドライブアクスルディファレンシャルに直接結合され、動力はアクスルシャフトを介して車輪に伝達され、機械的な伝達損失が低減されます。この床下レイアウトにより、重心が低くなり、ブロック全体のデザインがコンパクトになります。ハイブリッドモデルのレイアウトでは状況がまったく異なります。シングルモード (トヨタとレクサス) やデュアルモード (シボレータホ) などのフルハイブリッドの場合、電気モーターは何らかの方法でハイブリッドドライブトレインの遊星歯車にリンクされます。直径。従来のパラレルハイブリッドでは、小型化が求められるため、フライホイールとギアボックスの間に収まるアセンブリの直径が大きくなり、かなり平らになります。Bosch や ZF Sachs などのメーカーは、ディスク型のローター設計に頼ることさえあります。ローターにもバリエーションがあります。Lexus LS 600h は内側に回転要素がありますが、一部のメルセデスモデルは外側に回転ローターがあります。後者の設計は、電気モーターがホイールハブに取り付けられている場合にも非常に便利です。

テキスト：Georgy Kolev