NAMI-0189E este prezentat în Fig. 3.6.
Orez. 3.6. Circuit de antrenare electric cu comutarea secțiunilor bateriei și controlul excitației
Motorul de tracțiune M este alimentat de două unități de baterie de tracțiune GB1 și GB2, care sunt conectate la circuitul său fie în paralel, fie în serie folosind contactoare KB. În plus, circuitul armăturii motorului conține rezistențele de pornire R1 și R2, șuntate de contactorul KSh. Curentul de excitație al motorului este reglat de un convertor de impulsuri tiristoare care conține tiristorul principal V2 și cel comutator - V3. Reversul motorului este realizat de contactorul KP, care comută polaritatea tensiunii pe înfășurarea de excitație a OF. Modurile de funcționare ale acționării electrice sunt setate de un controler special. Acest dispozitiv, controlat de driver, conține comutatoare de mod, precum și un punct de referință inductiv, a cărui poziție este determinată de unitatea de control BU valoarea curentului de excitație. La rândul său, curentul de excitație al motorului determină mărimea curentului de armătură
(3.3)
precum şi cuplul dinamic pe arborele motorului
În regimurile staționare de funcționare a motorului Mdin = 0 și din expresia (3.4) rezultă că curentul de excitație determină frecvența de rotație conform formulei
(3.5)
unde UП - tensiunea de alimentare a circuitului armăturii motorului; în plus
# 1 - când KB este oprit
# 2 - când KB este activat
Cu ajutorul unității de control CU, valorile setate ale curentului de excitație și ale curentului bateriei sunt stabilizate prin reacții negative asupra curentului bateriei și direcției înfășurării de excitație a motorului și, prin urmare, modurile de conducere conform expresiilor ( 3.4) și (3.5).
La pornirea vehiculului electric, blocurile bateriei sunt conectate în paralel, pornirea contactorului K pornește pornirea motorului la prima treaptă de reostat prin rezistența RI. În acest caz, excitația motorului este setată aproape de maxim. Apăsarea în continuare a pedalei de deplasare și, prin urmare, afectarea controlerului în timpul accelerării determină pornirea celei de-a doua trepte de reostat prin conectarea rezistențelor RI ale rezistenței # 2 în paralel prin tiristorul VI. Când curentul de pornire scade, contactorul KSh pornește și scurtcircuitează reostatele de pornire. În acest caz, tiristorul VI revine la starea oprită. Controlul suplimentar este efectuat prin schimbarea curentului de excitație. Când se atinge o viteză de 30 km/h, controlerul comută unitățile bateriei la conexiune în serie și continuă controlul prin schimbarea curentului de excitație.
Frânarea regenerativă are loc atunci când curentul de excitație crește și EMF-ul motorului crește din acest motiv. Curentul de încărcare a bateriei începe să circule prin dioda V, atât când unitățile sunt conectate în serie, cât și când unitățile sunt conectate în paralel. Gama posibilei frânări regenerative regenerative Δp depinde de atenuarea utilizată a fluxului de excitație al motorului și poate fi determinată din următoarea dependență.
Echipamente electrice auxiliare apelați un grup de dispozitive și dispozitive auxiliare care asigură încălzirea și ventilația cabinei și caroseriei, curățarea geamurilor cabinei și a farurilor, alarme sonore, recepție radio și alte funcții auxiliare.
Tendințele în dezvoltarea diferitelor sisteme auto asociate cu o creștere a eficienței, fiabilității, confortului și siguranței traficului duc la faptul că rolul echipamentelor electrice, în special acționarea electrică a sistemelor auxiliare, este în continuă creștere. Dacă acum 25 ... 30 de ani, practic nu existau mecanisme cu acționare electrică pe mașinile de serie, în prezent, chiar și pe camioane, sunt instalate cel puțin 3 ... 4 motoare electrice, iar pe mașini - 5 ... 8 sau mai multe, în funcție de clasă.
Acționare electrică se numește sistem electromecanic format dintr-un motor electric (sau mai multe motoare electrice), un mecanism de transmisie către o mașină de lucru și toate echipamentele pentru controlul unui motor electric. Dispozitivele principale ale mașinii, în care se folosește acționarea electrică, sunt încălzitoarele și ventilatoarele interioare, preîncălzitoarele, curățatoarele de parbriz și faruri, mecanisme de ridicare a scurgerilor, antene, scaune mobile etc.
Durata de funcționare și natura acesteia determină modul de funcționare al unității. Pentru o acționare electrică, se obișnuiește să se distingă trei moduri principale de funcționare: continuă, pe termen scurt și intermitent.
Modul continuu caracterizat printr-o astfel de durată la care în timpul funcționării motorului electric temperatura acestuia atinge o valoare de stare staționară. Ca exemple de mecanisme cu funcționare pe termen lung pot fi menționate încălzitoarele și ventilatoarele din interiorul vehiculului.
Mod pe termen scurt are o perioadă de funcționare relativ scurtă și temperatura motorului nu are timp să atingă valoarea de echilibru. O întrerupere în funcționarea servomotorului este suficientă pentru ca motorul să aibă timp să se răcească la temperatura ambiantă. Acest mod de funcționare este tipic pentru o varietate de dispozitive pe termen scurt: ridicarea geamului, antene de conducere, scaune mobile etc.
Modul intermitent caracterizată printr-o perioadă de funcționare care alternează cu pauze (oprire sau ralanti), iar în niciuna dintre perioadele de funcționare temperatura motorului nu atinge valoarea de echilibru, iar în timpul scoaterii sarcinii, motorul nu are timp să se răcește la temperatura ambiantă. Un exemplu de dispozitive auto care funcționează în acest mod sunt ștergătoarele de parbriz (în modurile corespunzătoare), spălatoarele de parbriz etc.
O trăsătură caracteristică a modului intermitent este raportul dintre partea de lucru a perioadei T" la întreaga perioadă T. Acest indicator se numeşte durata relativă a muncii NS sau durata relativă de includere PV, măsurată ca procent.
Cerințele pentru motoarele electrice instalate într-una sau alta unitate a mașinii se disting prin specificul lor special și se datorează modurilor de funcționare ale acestei unități. Atunci când alegeți tipul de motor, este necesar să comparați condițiile de funcționare ale unității cu caracteristicile caracteristicilor mecanice ale diferitelor tipuri de motoare electrice. Se obișnuiește să se facă distincția între caracteristicile mecanice naturale și artificiale ale motorului. Primul corespunde condițiilor nominale pentru pornirea sa, schema de conexiuni normală și absența oricăror elemente suplimentare în circuitele motorului. Caracteristicile artificiale se obțin prin schimbarea tensiunii la motor, inclusiv elemente suplimentare în circuitul motorului și conectarea acestor circuite conform schemelor speciale.
Una dintre cele mai promițătoare direcții în dezvoltarea unei acționări electrice pentru sistemele auxiliare ale unei mașini este crearea de motoare electrice cu o putere de până la 100 W cu excitare de la magneți permanenți.
Utilizarea magneților permanenți face posibilă îmbunătățirea semnificativă a indicatorilor tehnici și economici ai motoarelor electrice: reducerea greutății, dimensiunile totale și creșterea eficienței. Avantajele includ absența înfășurărilor de câmp, care simplifică conexiunile interne și crește fiabilitatea motoarelor electrice. În plus, datorită excitației independente, toate motoarele cu magnet permanenți pot fi reversibile.
Un design tipic al unui motor cu magnet permanent utilizat în încălzitoare este prezentat în Figura 7.1. .
Magneții permanenți 4 sunt fixați în carcasa 3 prin intermediul a două arcuri plate din oțel 6 atașat de corp. Ancoră 7 motorul electric se rotește în doi lagăre de alunecare 5 ... Perii de grafit 2 presat de arcuri la colector 1, realizat dintr-o fâșie de cupru și măcinat în lamele separate.
Principiul de funcționare al mașinilor electrice cu magneți permanenți este similar cu binecunoscutul principiu de funcționare al mașinilor cu excitație electromagnetică - într-un motor electric, interacțiunea câmpurilor armăturii și statorului creează un cuplu. Sursa fluxului magnetic în astfel de motoare electrice este un magnet permanent. Caracteristica magnetului este curba sa de demagnetizare (parte a buclei de histerezis situată în cadranul II), prezentată în Fig. 7.2. Proprietățile materialelor sunt determinate de valorile inducției reziduale În rși forța coercitivă H cu. Fluxul util dat de magnet circuitului extern nu este constant, ci depinde de efectul total al factorilor externi de demagnetizare.
După cum se poate observa din fig. 7.2, punctul de funcționare al magnetului în afara sistemului motor N, punct de operare asamblat cu carcasă Mși punctul de funcționare al magnetului în ansamblul motorului electric LA sunt diferite. Mai mult, pentru majoritatea materialelor magnetice, procesul de demagnetizare a unui magnet este ireversibil, deoarece întoarcerea dintr-un punct cu o inducție mai mică la un punct cu o inducție mai mare (de exemplu, la dezasamblarea și montarea unui motor electric) are loc conform curbelor de întoarcere. care nu coincid cu curba de demagnetizare.
În acest sens, un avantaj important al magneților de oxid de bariu utilizați în industria auto este nu numai ieftinitatea relativă a acestora, ci și coincidența în anumite limite (până la punctul de inflexiune) a curbelor de revenire și demagnetizare. Dacă influența factorilor externi de demagnetizare este astfel încât punctul de funcționare al magnetului se mișcă de genunchi, atunci revenirea la punctul LA este deja imposibil și punctul de operare în sistemul asamblat va fi deja punctul LA 1 cu mai puțină inducție. Prin urmare, la calcularea motoarelor electrice cu magneți permanenți este foarte importantă alegerea corectă a volumului magnetului, care asigură nu numai modul de funcționare al motorului electric, ci și stabilitatea punctului de funcționare atunci când este expus la factorii de demagnetizare maximi posibili.
Motoare electrice pentru preîncălzitoare.Încălzitoarele de prepornire sunt utilizate pentru a asigura pornirea fiabilă a motorului cu ardere internă la temperaturi scăzute. Scopul acestui tip de motoare electrice este de a furniza aer pentru a menține arderea în încălzitoarele pe benzină, de a furniza aer, combustibil și de a circula lichid în motoarele diesel.
O caracteristică a modului de funcționare este că la astfel de temperaturi este necesar să se dezvolte un cuplu mare de pornire și să funcționeze pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru a îndeplini aceste cerințe, motoarele electrice ale preîncălzitoarelor sunt realizate cu înfășurare în serie și funcționează în moduri pe termen scurt și intermitent. În funcție de condițiile de temperatură, motoarele electrice au timpi de comutare diferiți: -5 ...- 10 0 С, nu mai mult de 20 de minute; -10 ...- 25 0 С nu mai mult de 30 min; -25 ...- 50 0 С nu mai mult de 50 min.
Motoarele electrice ME252 (24V) și 32.3730 (12V), care și-au găsit o largă aplicație în preîncălzitoare, au o putere nominală de 180 W și o viteză de 6500 min -1.
Motoare electrice pentru antrenarea instalatiilor de ventilatie si incalzire. Unitățile de ventilație și încălzire sunt proiectate pentru încălzirea și ventilarea cabinelor autoturismelor, autobuzelor, camioanelor și tractoarelor. Acțiunea lor se bazează pe utilizarea căldurii de la un motor cu ardere internă, iar performanța lor depinde în mare măsură de caracteristicile motorului electric. Toate motoarele electrice în acest scop sunt motoare de funcționare continuă, funcționate la o temperatură ambientală de -40 ... + 70 ° C. În funcție de dispunerea sistemului de încălzire și ventilație pe vehicul, motoarele electrice au un sens diferit de rotație. Aceste motoare sunt cu o viteză simplă sau dublă, în principal cu excitație cu magnet permanent. Motoarele electrice cu două viteze asigură două moduri de funcționare a sistemului de încălzire. Modul parțial de funcționare (modul de viteză redusă și, prin urmare, de productivitate scăzută) este asigurat de o înfășurare suplimentară de excitație.
În fig. 7.3 prezintă dispozitivul unui motor electric cu excitație de la magneți permanenți pentru încălzitoare. Se compune din: 1 și 5 - rulment cu manșon; 2 - magnet permanent; 3 - suport perie; 4 - perie; 6 - colector; 7 - traversare; 8 - capac; 9 - placa de montare; 10 - primăvară; 11 - ancora; 12 - clădire. Magneți permanenți 2 fixat pe corp 12 izvoare 10. Capac 8 fixat pe corp cu șuruburi care se înșurubează în plăcile de montare 9, situate în șanțurile corpului. Rulmenții sunt instalați în carcasă și capac 7 și 5 în care se rotește arborele armăturii 11. Toate suporturile pentru perii 3 sunt pe traversă 7 realizat din material izolant.
Traversa este fixată pe capac 8. Perii 4, prin care se alimentează curentul colectorului 6, plasate în suporturi pentru perii 3 tip cutie. Colectoarele, ca și în motoarele electrice cu excitație electromagnetică, sunt ștanțate dintr-o bandă de cupru urmată de presare din plastic sau dintr-o țeavă cu caneluri longitudinale pe suprafața interioară.
Capacele și corpul sunt realizate din tablă de oțel. Pentru motoarele de spălare a parbrizului, capacul și carcasa pot fi din plastic.
Pe lângă sistemele de încălzire care utilizează căldura motorului cu ardere internă, sunt utilizate sisteme de încălzire independente. În aceste instalații, un motor electric cu două ieșiri pe arbore antrenează două ventilatoare în rotație, unul direcționează aerul rece către schimbătorul de căldură, iar apoi către camera încălzită, celălalt furnizează aer în camera de ardere.
Motoarele electrice ale încălzitoarelor utilizate pe o serie de modele de mașini și camioane au o putere nominală de 25 ... 35 W și o viteză nominală de 2500 ... 3000 min -1.
Motoare electrice pentru conducerea instalatiilor de curatat sticla. Motoarele electrice utilizate pentru a antrena ștergătoarele sunt necesare pentru a oferi o caracteristică mecanică rigidă, capacitatea de a regla viteza la diferite sarcini și un cuplu de pornire crescut. Acest lucru se datorează specificului funcționării ștergătoarelor de parbriz - curățarea fiabilă și de înaltă calitate a suprafeței parbrizului în diferite condiții climatice.
Pentru a asigura rigiditatea necesară a caracteristicilor mecanice, se folosesc motoare cu excitație cu magnet permanent, cu excitație paralelă și mixtă și se folosește o cutie de viteze specială pentru creșterea cuplului și reducerea vitezei de rotație. La unele motoare electrice, cutia de viteze este proiectată ca parte integrantă a motorului electric. În acest caz, motorul electric se numește motorreductor. Modificarea vitezei motoarelor excitate electromagnetic se realizează prin modificarea curentului de excitație în înfășurarea paralelă. La motoarele electrice cu excitație de la magneți permanenți, modificarea frecvenței de rotație a armăturii se realizează prin instalarea unei perii suplimentare și organizarea unui mod de funcționare intermitent.
În fig. 7.4 este o diagramă schematică a acționării electrice a ștergătoarelor SL136 cu un motor cu magnet permanent. Funcționarea intermitentă a ștergătoarelor se realizează prin pornirea comutatorului 1 in poziţie III... În acest caz, lanțul de ancorare 4 motorul este pornit de releul 7. Releul are o bobină de încălzire 8, care incalzeste placa bimetalica 9. Pe măsură ce se încălzește, placa bimetalică se îndoaie și contactele 10 deschis, deconectând alimentarea la releu 11, contacte 12 care este întreruptă de alimentarea cu energie a circuitului de ancorare al motorului electric. După farfurie 9 contactele se vor răci și se vor închide 10, releu 11 va funcționa și motorul va fi din nou alimentat. Ciclul de ștergere se repetă de 7-19 ori pe minut.
Modul de viteză mică se realizează prin pornirea comutatorului 1 in poziţie II... În acest caz, puterea către ancoră 4 motorul electric este alimentat printr-o perie suplimentară 3, instalată în unghi față de periile principale. În acest mod, curentul trece doar printr-o parte a înfășurării armăturii 4, ceea ce este motivul scăderii frecvenței de rotație a armăturii și a cuplului. Modul ștergător de viteză mare apare atunci când comutatorul este setat 1 in poziţie eu... În acest caz, motorul electric este alimentat prin periile principale și curentul trece prin întreaga înfășurare a armăturii. La setarea comutatorului 1 în poziție IV puterea este furnizată ancorelor 4 și 2 motoarele ștergătoarelor și spălătoarelor de parbriz și funcționează simultan. Dupa oprirea stergatorului (pozitia comutatorului 0), electromotorul ramane alimentat pana in momentul in care cama b se apropie de contactul mobil 5. In acest moment, camea va deschide circuitul si motorul se va opri. Oprirea motorului electric la un moment strict definit este necesară pentru a așeza lamelele ștergătoarelor în poziția lor inițială. În circuitul de armătură al motorului electric 4 este inclusă o siguranță termobimetalică 13, care este conceput pentru a limita curentul din circuit în timpul supraîncărcării.
Functionarea stergatorului pe ploaie slaba sau zapada slaba este complicata de faptul ca pe parbriz ajunge putina umezeala. Acest lucru crește frecarea și uzura periilor, precum și consumul de energie pentru curățarea sticlei, ceea ce poate cauza supraîncălzirea motorului de antrenare. Frecvența pornirii pentru unul sau două cicluri și oprirea manuală de către șofer este incomodă și chiar nesigură, deoarece atenția șoferului este distrasă pentru scurt timp de la conducere.
Pentru a organiza o activare pe termen scurt a ștergătorului, sistemul de control al motorului electric poate fi completat cu un regulator electronic de ceas, care, după anumite intervale, oprește automat motorul ștergătoarelor pentru una sau două timpi. Intervalul dintre opririle ștergătorului poate varia în 2 ... 30 s. Majoritatea modelelor de motoare ștergătoare au o putere nominală de 12 ... 15 W și o viteză nominală de 2000 ... 3000 min -1.
În mașinile moderne, spălatoarele de parbriz și curățarea farurilor electrice au devenit larg răspândite. Motoarele electrice pentru mașini de spălat și curățător faruri funcționează în regim intermitent și sunt alimentate de magneți permanenți, au o putere nominală mică (2,5 ... 10 W).
În plus față de scopurile de mai sus, motoarele electrice sunt folosite pentru a acționa diferite mecanisme: ridicarea geamurilor și pereților despărțitori ai ușilor, scaunele mobile, antene de antrenare etc. Pentru a asigura un cuplu mare de pornire, aceste motoare electrice au excitație secvențială, sunt utilizate pe termen scurt. și modurile de funcționare intermitente.
În procesul de funcționare, motoarele electrice trebuie să asigure o schimbare a sensului de rotație, adică trebuie să fie reversibile. Pentru a face acest lucru, au două înfășurări de excitație, a căror conexiune alternativă oferă direcții diferite de rotație. Structural, motoarele electrice în acest scop sunt realizate în aceeași bază geometrică și sunt unificate prin sistemul magnetic cu motoare electrice de încălzitoare cu o putere de 25 W.
Acționarea electrică găsește din ce în ce mai multă aplicație în mașini în fiecare an. Cerințele pentru motoarele electrice sunt în continuă creștere, iar acest lucru se datorează îmbunătățirii calității diferitelor sisteme de vehicule, siguranței traficului, scăderii nivelului de interferență radio, toxicității și creșterii capacității de fabricație. Îndeplinirea acestor cerințe a dus la trecerea de la motoarele electrice cu excitație electromagnetică la motoare electrice cu excitație de la magneți permanenți. În același timp, masa motoarelor electrice a scăzut, iar eficiența a crescut de aproximativ 1,5 ori. Durata de viață a acestora ajunge la 250 ... 300 de mii de kilometri.
Motoarele electrice pentru încălzire, ventilație și dispozitive de curățare a parbrizului sunt dezvoltate pe baza a patru dimensiuni standard de magneți anizotropi. Acest lucru face posibilă reducerea numărului de tipuri de motoare electrice produse și realizarea unificării acestora.
O altă direcție este utilizarea filtrelor eficiente de interferență radio în proiectarea motoarelor electrice. Pentru motoarele electrice de până la 100 W, filtrele vor fi unificate pentru fiecare bază a motorului electric și vor fi încorporate. Pentru motoarele electrice promițătoare cu o putere de 100 ... 300 W, filtrele sunt dezvoltate folosind condensatoare - bucșă sau blocarea capacităților mari. Dacă este imposibil de îndeplinit cerințele pentru nivelul de interferență radio din cauza filtrelor încorporate, este planificată utilizarea de filtre externe și ecranarea motoarelor electrice.
Pe termen lung, este planificată utilizarea motoarelor de curent continuu fără contact. Aceste motoare sunt echipate cu comutatoare statice cu semiconductori care înlocuiesc comutatorul mecanic și cu senzori de poziție a rotorului încorporați. Absența unei unități colectoare de perii face posibilă creșterea resursei motorului electric cu până la 5 mii de ore sau mai mult, creșterea semnificativă a fiabilității acestuia și reducerea nivelului de interferență radio.
Se lucrează la crearea motoarelor electrice cu dimensiuni axiale limitate, ceea ce este necesar, de exemplu, pentru a antrena un ventilator de răcire a motorului cu ardere internă. În această direcție, căutarea se efectuează pe calea creării motoarelor cu un colector de capăt, care se află împreună cu perii în interiorul unei armături tubulare, sau cu armături de disc realizate cu o înfășurare ștanțată sau imprimată.
Dezvoltarea motoarelor electrice speciale, în special a motoarelor electrice sigilate ale preîncălzitoarelor, care este necesară pentru a crește fiabilitatea și utilizarea pe vehiculele speciale, a continuat.
Tendințele în dezvoltarea diferitelor sisteme auto asociate cu o creștere a eficienței, fiabilității, confortului și siguranței traficului duc la faptul că rolul echipamentelor electrice, în special acționarea electrică a sistemelor auxiliare, este în continuă creștere. În prezent, chiar și pe camioane sunt instalate cel puțin 3-4 motoare electrice, iar pe mașini - 5 sau mai multe, în funcție de clasă.
Acționare electrică se numește sistem electromecanic format dintr-un motor electric (sau mai multe motoare electrice), un mecanism de transmisie către o mașină de lucru și toate echipamentele pentru controlul unui motor electric. Dispozitivele principale ale mașinii, în care se folosește acționarea electrică, sunt încălzitoarele și ventilatoarele interioare, preîncălzitoarele, ștergătoarele de parbriz și faruri, mecanisme de ridicare a geamurilor, antene, scaune mobile etc.
Cerințele pentru motoarele electrice instalate într-o anumită unitate a mașinii se datorează modurilor de funcționare ale acestei unități. Atunci când alegeți tipul de motor, este necesar să comparați condițiile de funcționare ale unității cu caracteristicile caracteristicilor mecanice ale diferitelor tipuri de motoare electrice. Se obișnuiește să se facă distincția între caracteristicile mecanice naturale și artificiale ale motorului. Primul corespunde condițiilor nominale pentru pornirea sa, schema de conexiuni normală și absența oricăror elemente suplimentare în circuitele motorului. Caracteristicile artificiale se obțin prin schimbarea tensiunii la motor, inclusiv elemente suplimentare în circuitul motorului și conectarea acestor circuite conform schemelor speciale.
Schema bloc a sistemului electronic de control al suspensiei
Una dintre cele mai promițătoare direcții în dezvoltarea acționării electrice a sistemelor auxiliare ale unei mașini este crearea de motoare electrice cu o putere de până la 100 W cu excitație de la
magneți permanenți. Utilizarea magneților permanenți face posibilă îmbunătățirea semnificativă a indicatorilor tehnici și economici ai motoarelor electrice: reducerea greutății, dimensiunile generale, creșterea eficienței. Avantajele includ absența unei înfășurări de excitație, care simplifică conexiunile interne și crește fiabilitatea motoarelor electrice. În plus, datorită excitației independente, toate motoarele cu magnet permanenți pot fi reversibile.
Principiul de funcționare al mașinilor electrice cu magneți permanenți este similar cu binecunoscutul principiu de funcționare al mașinilor cu excitație electromagnetică - într-un motor electric, interacțiunea câmpurilor armăturii și statorului creează un cuplu. Sursa fluxului magnetic în astfel de motoare electrice este un magnet permanent. Fluxul util dat de magnet circuitului extern nu este constant, ci depinde de efectul total al factorilor externi de demagnetizare. Fluxurile magnetice ale magnetului în afara sistemului motor și în ansamblul motorului sunt diferite. Mai mult, pentru majoritatea materialelor magnetice, procesul de demagnetizare a unui magnet este ireversibil, deoarece întoarcerea dintr-un punct cu o inducție mai mică la un punct cu o inducție mai mare (de exemplu, la dezasamblarea și montarea unui motor electric) are loc conform curbelor de întoarcere. care nu coincid cu curba de demagnetizare (fenomen de histerezis). Prin urmare, la asamblarea motorului electric, fluxul magnetic al magnetului devine mai mic decât era înainte de dezasamblarea motorului electric.
În acest sens, un avantaj important al magneților de oxid de bariu utilizați în industria auto este nu numai ieftinitatea relativă a acestora, ci și coincidența, în anumite limite, a curbelor de întoarcere și demagnetizare. Dar chiar și la ele, cu un puternic efect de demagnetizare, fluxul magnetic al magnetului după îndepărtarea efectelor de demagnetizare devine mai mic. Prin urmare, la calcularea motoarelor electrice cu magneți permanenți, este foarte important să alegeți volumul corect al magnetului, care asigură nu numai modul de funcționare al motorului electric, ci și stabilitatea punctului de funcționare sub influența maximului posibil. factori demagnetizatori.
Motoare electrice pentru preîncălzitoare.Încălzitoarele cu prepornire sunt folosite pentru a asigura pornirea fiabilă a motorului cu ardere internă la temperaturi scăzute.Scopul acestui tip de motoare electrice este de a furniza aer pentru a menține arderea în încălzitoarele pe benzină, de a furniza aer, combustibil și „a asigura circulația lichidului în motoarele diesel. .
O caracteristică a modului de funcționare este că la astfel de temperaturi este necesar să se dezvolte un cuplu mare de pornire și să funcționeze pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru a îndeplini aceste cerințe, motoarele electrice ale preîncălzitoarelor sunt realizate cu înfășurare în serie și funcționează în moduri pe termen scurt și intermitent. În funcție de condițiile de temperatură, motoarele electrice au timpi de comutare diferiți: la minus 5 ... minus 10 "С, nu mai mult de 20 de minute; la minus 10 ... minus 2,5 ° С, nu mai mult de 30 de minute; la minus 25 ... minus 50 ° De la cel mult 50 min.
Puterea nominală a majorității motoarelor electrice din preîncălzitoare este de 180 W, frecvența lor de rotație este egală cu 6500 min "1.
Motoare electrice pentru antrenarea instalatiilor de ventilatie si incalzire. Unitățile de ventilație și încălzire sunt proiectate pentru încălzirea și ventilarea cabinelor autoturismelor, autobuzelor, camioanelor și tractoarelor. Acțiunea lor se bazează pe utilizarea căldurii de la un motor cu ardere internă, iar performanța lor depinde în mare măsură de caracteristicile motorului electric. Toate motoarele electrice în acest scop sunt motoare de funcționare continuă, care funcționează la o temperatură ambientală de minus 40 ... + 70 ° C. În funcție de configurația sistemului de încălzire și ventilație de pe vehicul, motoarele electrice au un sens diferit de rotație. Aceste motoare sunt cu o viteză simplă sau dublă, în principal cu excitație cu magnet permanent. Motoarele electrice cu două viteze asigură două moduri de funcționare a sistemului de încălzire. Modul parțial de funcționare (mod de viteză mică și, în consecință, performanță scăzută) este asigurat de o înfășurare suplimentară de câmp.
Pe lângă sistemele de încălzire care utilizează căldura motorului cu ardere internă, sunt utilizate sisteme de încălzire independente. În aceste instalații, un motor electric cu doi arbori de ieșire antrenează două ventilatoare în rotație, unul direcționează aerul rece către schimbătorul de căldură, iar apoi către camera încălzită, celălalt furnizează aer în camera de ardere.
Motoarele electrice ale încălzitoarelor utilizate pe un număr de modele de mașini și camioane au o putere nominală de 25-35 W și o viteză nominală de 2500-3000 min 1.
Motoare electrice pentru conducerea instalatiilor de curatare a sticlei. Motoarele electrice utilizate pentru a antrena ștergătoarele sunt necesare pentru a oferi o caracteristică mecanică rigidă, capacitatea de a regla viteza la diferite sarcini și un cuplu de pornire crescut. Acest lucru se datorează specificului funcționării ștergătoarelor de parbriz - curățarea fiabilă și de înaltă calitate a suprafeței parbrizului în diferite condiții climatice.
Pentru a asigura rigiditatea necesară a caracteristicii mecanice, se folosesc motoare cu excitație cu magnet permanent, motoare cu excitație paralelă și mixtă și se folosește o cutie de viteze specială pentru a crește cuplul și a reduce viteza. La unele motoare electrice, cutia de viteze este proiectată ca parte integrantă a motorului electric. În acest caz, motorul electric se numește motorreductor. Modificarea vitezei motoarelor excitate electromagnetic se realizează prin modificarea curentului de excitație în înfășurarea paralelă. La motoarele electrice cu excitație cu magnet permanent, modificarea vitezei armăturii se realizează prin instalarea unei perii suplimentare.
În fig. 8.2 este o diagramă schematică a acționării electrice a ștergătoarelor SL136 cu un motor electric cu magnet permanent. Funcționarea intermitentă a ștergătoarelor se realizează prin pornirea comutatorului 5A la pozitia III. În acest caz, circuitul de armătură 3 al motorului ștergător este următorul: baterie "+". GB - convertor termobimetalic 6 - comutator SA(cont. 5, 6) - contacte K1: 1 - SA(kont. 1, 2) - ancoră - „masă”. Ancorare paralelă prin contacte Î1: 1 un element sensibil (bobina de încălzire) al unui releu electrotermic este conectat la baterie KK1. După un anumit timp, încălzirea elementului sensibil duce la deschiderea contactelor releului electrotermic. CC1: 1. Aceasta determină deschiderea bobinei releului. K1. Acest releu este dezactivat. Contactele lui Î1: 1 deschis și contactele Î1: 2 deveni retras. Contacte releu Î1: 2și contacte ale comutatorului de limită 80 motorul electric rămâne conectat la baterie până când lamelele ștergătoarelor revin în poziția inițială. În momentul așezării periilor, camera 4 deschide contactele 80, determinând oprirea motorului. Următoarea pornire a motorului electric va avea loc atunci când elementul sensibil al releului termic electric KK1 se va răci și acest releu se va opri din nou. Ciclul de ștergere se repetă de 7-19 ori pe minut. Modul de viteză mică este asigurat prin rotirea comutatorului în poziția I. În acest caz, puterea armăturii 3 a motorului electric este realizată printr-o perie suplimentară 2, instalată în unghi față de periile principale. În acest mod curentul trece doar printr-o parte a înfăşurării armăturii 3. ceea ce este motivul scăderii frecvenţei de rotaţie a armăturii. Modul ștergător de viteză mare apare atunci când comutatorul este setat PEîn poziţia I. În acest caz, motorul electric este alimentat prin periile principale iar curentul trece prin toată înfăşurarea armăturii. La setarea comutatorului PEîn poziţia IV, tensiunea se aplică armăturilor 3 şi 1 ale motoarelor ştergătoarelor şi spălătorului parbrizului şi are loc funcţionarea lor simultană.
Orez. 8.2. Schema de schema a motorului stergatorului:
1 - ancora motorului spălătorului; 2 - perie suplimentară;
3 - ancora motorului ștergător; 4 - came;
5 - releu de timp; b - siguranta termobimetalica
După oprirea ștergătorului (poziția comutatorului "O"-) datorită comutatorului limită 50 motorul electric rămâne pornit până când periile sunt plasate în poziția inițială. În acest moment, camera 4 va deschide circuitul și motorul se va opri. În circuitul de armătură 3 al motorului electric este inclusă o siguranță termobimetală 6, care este proiectată să limiteze curentul din circuit în timpul suprasarcinii.
Functionarea stergatorului pe ploaie slaba sau zapada slaba este complicata de faptul ca pe parbriz ajunge putina umezeala. Acest lucru crește frecarea și uzura periilor, precum și consumul de energie pentru curățarea sticlei, ceea ce poate cauza supraîncălzirea motorului de antrenare. Frecvența pornirii pentru unul sau două cicluri și oprirea manuală de către șofer este incomodă și chiar nesigură, deoarece atenția șoferului este distrasă pentru scurt timp de la conducere. Prin urmare, pentru a organiza o activare pe termen scurt a ștergătorului, sistemul de control al motorului electric este completat cu un regulator electronic de ceas, care, la anumite intervale, oprește automat motorul ștergătoarelor pentru una sau două timpi. Intervalul dintre opririle ștergătorului poate varia în 2-30 de secunde. Majoritatea modelelor de motoare ștergătoare au o putere nominală de 12-15 W și o turație nominală de 2000-3000 rpm "1.
În mașinile moderne, spălatoarele de parbriz și curățarea farurilor electrice au devenit larg răspândite. Motoarele electrice pentru mașini de spălat și curățător faruri funcționează în regim intermitent și sunt alimentate de magneți permanenți, au o putere nominală mică (2,5-10 W).
În plus față de scopurile enumerate, motoarele electrice sunt folosite pentru a acționa diferite mecanisme: ridicarea geamurilor și pereților despărțitori ai ușilor, scaunele mobile, antene de antrenare etc. Pentru a oferi un cuplu mare de pornire, aceste motoare electrice
Sistem de control al tracțiunii electrice
Introducere
senzor electric de tracțiune al mașinii
Relevanța dezvoltării unei acționări electrice de tracțiune a unei mașini hibride constă în utilizarea mai corectă a energiei, în îmbunătățirea ecologică a mașinii și în întreținerea mai economică a mașinii, prin reducerea consumului de combustibil. Oferă puterea necesară, forța de tracțiune și viteza necesară vehiculului în diferite condiții de conducere.
Noutate științifică.
Noutatea științifică constă în absența necesității instalării motorului pe baza sarcinilor maxime de funcționare. În momentul în care este necesară o creștere bruscă a sarcinii de tracțiune, atât motorul electric, cât și motorul convențional (și la unele modele un motor electric suplimentar) sunt pornite simultan. Acest lucru vă permite să economisiți la instalarea unui motor cu ardere internă mai puțin puternic, care funcționează de cele mai multe ori în modul cel mai favorabil pentru sine. Această distribuție și acumulare uniformă a puterii, urmată de o utilizare rapidă, permite utilizarea instalațiilor hibride în mașinile sport și SUV-uri.
Semnificație practică.
Semnificația practică constă în faptul că economisește combustibil mineral (resurse neregenerabile), reduce poluarea mediului, economisește o resursă foarte valoroasă pentru o persoană, cum ar fi timpul (excluzând jumătate din călătoriile la benzinării).
1. Datele inițiale și declarația problemei
Sarcina principală a sistemului de control al centralei electrice al unui vehicul hibrid este de a asigura cea mai economică și mai ecologică funcționare a motorului cu ardere internă prin redistribuirea sarcinii între motorul cu ardere internă, motorul auxiliar și circuitul de recuperare a energiei.
Sarcinile suplimentare ale sistemului sunt:
) Asigurarea recuperării energiei de frânare a vehiculului.
) Asigurarea dinamicii de accelerație necesare a mașinii prin utilizarea unei unități auxiliare de putere și stocarea energiei.
) Asigurarea unui mod de pornire - oprire cu o perioadă minimă de ralanti a motorului cu ardere internă în cazul unei opriri scurte a mașinii.
Datele inițiale.
Mașină Volkswagen Touareg luată
Figurile de mai jos (Fig. 1 și Fig. 2) arată caracteristicile sale tehnice, care vor fi datele inițiale pentru munca mea și aspectul său.
Orez. 1 Date inițiale
Orez. 2 Exterior Volkswagen Touareg
1.1 Clasificarea sistemelor existente
Pentru a studia tracțiunea electrică a unei mașini hibride, trebuie să decideți care dintre cele trei scheme existente să alegeți. Aceasta este o clasificare în funcție de modul în care motorul cu ardere internă și motorul electric interacționează.
Schema secventiala.
Aceasta este cea mai simplă configurație hibridă. Motorul cu ardere internă este folosit doar pentru a antrena generatorul, iar electricitatea generată de acesta din urmă încarcă bateria și alimentează motorul electric, care rotește roțile motoare.
Acest lucru elimină necesitatea unei cutii de viteze și a unui ambreiaj. Frânarea regenerativă este, de asemenea, utilizată pentru a reîncărca bateria. Schema și-a primit numele deoarece fluxul de putere intră în roțile motoare, trecând printr-o serie de transformări succesive. Din energia mecanică generată de motorul cu ardere internă în energia electrică generată de generator și din nou în energie mecanică. În acest caz, o parte din energie se pierde inevitabil. Hibridul secvențial permite utilizarea ICE-urilor de putere redusă și funcționează constant în intervalul de eficiență maximă sau poate fi complet oprit. Când motorul cu ardere internă este oprit, motorul electric și bateria sunt capabile să furnizeze puterea necesară pentru mișcare. Prin urmare, acestea, spre deosebire de motoarele cu ardere internă, trebuie să fie mai puternice, ceea ce înseamnă că au un cost mai mare. Cea mai eficientă schemă secvențială este atunci când conduceți în modul de opriri frecvente, frânare și accelerare, conducerea la viteză mică, de exemplu. in oras. Prin urmare, este folosit în autobuzele urbane și în alte tipuri de transport urban. Acest principiu este folosit și de basculantele mari pentru minerit, unde este necesar să se transmită un cuplu mare la roți, iar viteze mari nu sunt necesare.
Circuit paralel
Aici, roțile motoare sunt antrenate atât de motorul cu ardere internă, cât și de motorul electric (care trebuie să fie reversibil, adică poate funcționa ca generator). Pentru funcționarea lor paralelă coordonată, se utilizează controlul computerizat. Cu toate acestea, necesitatea unei transmisii convenționale rămâne, iar motorul trebuie să funcționeze în condiții tranzitorii ineficiente.
Momentul provenit din două surse este distribuit în funcție de condițiile de conducere: în regimurile tranzitorii (pornire, accelerare), un motor electric este conectat cu ajutorul motorului cu ardere internă, iar în regimurile stabilite și în timpul frânării funcționează ca generator. , încărcarea bateriei. Astfel, la hibrizii paraleli, ICE rulează de cele mai multe ori, iar motorul electric este folosit pentru a-l asista. Prin urmare, hibrizii paraleli pot folosi o baterie mai mică decât hibrizii în serie. Deoarece motorul cu ardere internă este conectat direct la roți, pierderea de putere este semnificativ mai mică decât la un hibrid de serie. Acest design este destul de simplu, dar dezavantajul este că o mașină hibridă paralelă reversibilă nu poate conduce simultan roțile și încărca bateria. Hibrizii paraleli sunt eficienți pe autostradă, dar ineficienți în oraș. În ciuda simplității implementării acestei scheme, nu îmbunătățește semnificativ atât parametrii de mediu, cât și eficiența utilizării motorului cu ardere internă.
Adeptul unei astfel de scheme de hibrizi este compania Honda. Sistemul lor hibrid se numește Integrated Motor Assist. Acesta prevede, în primul rând, crearea unui motor pe benzină cu eficiență sporită. Și numai atunci când motorul devine dificil, motorul electric ar trebui să-i vină în ajutor. În acest caz, sistemul nu necesită o unitate de control al puterii complexă și costisitoare și, prin urmare, costul unei astfel de mașini este mai mic. Sistemul IMA constă dintr-un motor pe benzină (care asigură principala resursă de energie), un motor electric care asigură putere suplimentară și o baterie suplimentară pentru motorul electric. Când o mașină cu motor convențional pe benzină decelerează, energia sa cinetică este stinsă de rezistența motorului (frânarea motorului) sau disipată sub formă de căldură atunci când discurile și tamburele de frână sunt încălzite. Mașina cu sistemul IMA începe să frâneze cu un motor electric. Astfel, motorul electric funcționează ca un generator, generând energie electrică. Energia economisită în timpul frânării este stocată în baterie. Și când mașina începe să accelereze din nou, bateria va renunța la toată energia acumulată pentru a învârti motorul electric, care va comuta din nou la funcțiile sale de tracțiune. Iar consumul de benzină va scădea exact cât energia a fost stocată în timpul frânării anterioare. În general, Honda consideră că sistemul hibrid ar trebui să fie cât mai simplu posibil, motorul electric îndeplinește o singură funcție - ajută motorul cu ardere internă să economisească cât mai mult combustibil. Honda produce două modele hibride: Insight și Civic.
Circuit serie-paralel
Compania Toyota a urmat propriul drum atunci când a creat hibrizi. Sistemul Hybrid Synergy Drive (HSD) dezvoltat de inginerii japonezi combină caracteristicile celor două tipuri anterioare. La circuitul hibrid paralel se adaugă un generator separat și un divizor de putere (angrenaj planetar). Ca urmare, hibridul capătă caracteristicile unui hibrid secvenţial: maşina porneşte şi se mişcă la viteze reduse numai pe tracţiune electrică. La viteze mari și la deplasare cu viteză constantă, motorul cu ardere internă este conectat. La sarcini mari (accelerare, deplasare în deal etc.), motorul electric este alimentat suplimentar de baterie - adică. hibridul funcționează ca unul paralel.
Cu un generator separat care încarcă bateria, motorul electric este folosit doar pentru tracțiunea roților și frânarea regenerativă. Angrenajul planetar transferă o parte din puterea ICE către roți, iar restul către generator, care fie alimentează motorul electric, fie încarcă bateria. Sistemul computerizat reglează în mod constant sursa de alimentare de la ambele surse de alimentare pentru performanțe optime în toate condițiile de condus. In acest tip de hibrid, motorul electric functioneaza de cele mai multe ori, iar motorul cu ardere interna este folosit doar in cele mai eficiente moduri. Prin urmare, puterea sa poate fi mai mică decât într-un hibrid paralel.
O caracteristică importantă a ICE este, de asemenea, că funcționează pe ciclul Atkinson și nu pe ciclul Otto ca motoarele convenționale. Dacă funcționarea motorului este organizată în funcție de ciclul Otto, atunci pe cursa de admisie pistonul, deplasându-se în jos, creează un vid în cilindru, datorită căruia aerul și combustibilul sunt aspirate în el. În acest caz, în modul de viteză mică, când supapa de accelerație este aproape închisă, așa-numita. pierderi de pompare. (Pentru o mai bună înțelegere a ceea ce este, încercați, de exemplu, să trageți aer prin nările ciupit.) În plus, umplerea cilindrilor cu încărcătură proaspătă se înrăutățește și, în consecință, crește consumul de combustibil și emisiile de substanțe nocive în atmosferă. Când pistonul atinge punctul mort inferior (BDC), supapa de admisie se închide. În timpul cursei de evacuare, când supapa de evacuare se deschide, gazele de evacuare sunt încă sub presiune, iar energia lor se pierde iremediabil - acesta este așa-numitul. pierderea eliberării.
La motorul Atkinson, pe cursa de admisie, supapa de admisie nu se inchide langa BDC, ci mult mai tarziu. Acest lucru are o serie de beneficii. În primul rând, pierderile prin pompare sunt reduse, deoarece O parte din amestec, când pistonul a trecut de BDC și a început să se miște în sus, este împinsă înapoi în galeria de admisie (și apoi folosită într-un alt cilindru), ceea ce reduce vidul din acesta. Amestecul combustibil împins afară din cilindru duce, de asemenea, o parte din căldura de pe pereții săi. Deoarece durata cursei de compresie în raport cu cursa de lucru scade, motorul funcționează conform așa-numitului. un ciclu cu un raport de expansiune crescut, în care energia gazelor de eșapament este utilizată mai mult timp, adică cu o scădere a pierderilor de evacuare. Astfel, obținem performanțe de mediu mai bune, economie și eficiență mai mare, dar mai puțină putere. Dar ideea este că motorul hibridului Toyota funcționează în moduri ușor încărcate, în care acest dezavantaj al ciclului Atkinson nu joacă un rol important.
Dezavantajele unui hibrid serie-paralel includ costul mai mare, având în vedere faptul că are nevoie de un generator separat, un acumulator mai mare și un sistem de control computerizat mai eficient și mai complex.
Sistemul HSD este instalat pe Toyota Prius hatchback, Camry business sedan, SUV-urile Lexus RX400h, Toyota Highlander Hybrid, Harrier Hybrid, Lexus GS 450h sport sedan și mașina de lux Lexus LS 600h. Know-how-ul Toyota a fost cumpărat de Ford și Nissan și folosit la crearea Ford Escape Hybrid și Nissan Altima Hybrid. Toyota Prius conduce vânzările tuturor hibrizilor. Consumul de benzină în oraș este de 4 litri la 100 km de parcurs. Este prima mașină care are un consum mai mic de combustibil în oraș decât pe autostradă. La Salonul Auto de la Paris din 2008 a fost prezentat modelul hibrid plug-in Prius.
1.2 Diagrame ale sistemului de control al acționării electrice de tracțiune a mașinii
Legenda semnalelor de intrare și ieșire pornit / oprit. Motorul generatorului Semnal de apăsare a pedalei de frână Semnal de apăsare a pedalei de accelerație electronică Turația motorului Temperatura motorului Eliberarea ambreiajului
Motor cu ardere internă/generator turație motor generator turație motor generator turație motor temperatura motorului cutie de viteze automată recunoaștere viteză treaptă cuplată cutie de viteze automată temperatura sistemului hidraulic ambreiaj presiune pompa hidraulică
în sistemul hidraulic, cutie de viteze automată, schimbarea vitezelor, temperatura modulului electronic de putere, monitorizarea cablurilor sistemului de înaltă tensiune, temperatura bateriei de înaltă tensiune, monitorizarea tensiunii, presiunea în acţionarea hidraulică a frânei
sisteme, presiune de frânare Înregistrare viteză roată Recunoaștere centură de siguranță
Legendă pentru componentele electrice Baterie de înaltă tensiune Unitate de comandă a motorului Unitate de comandă a transmisiei automate Modul de putere și unitate de comandă a transmisiei electrice Unitate de comandă EBox Unitate de comandă ABS Unitate de control în panoul de bord Interfață de diagnosticare magistrală de date Unitate de comandă airbag
Sistem radio de navigație RNS 850
Descrierea muncii:
Începutul mișcării. Conducerea cu o sarcină ușoară, cu viteză mică sau pe o pantă ușoară. Întrucât motorul cu ardere internă are un randament scăzut la sarcini mici, deplasarea este asigurată de un motor auxiliar, dacă rezerva de energie din depozit este suficientă. În caz contrar, mișcarea se realizează folosind motorul cu ardere internă.
Mișcare uniformă. Sistemul asigură cea mai eficientă funcționare a motorului cu ardere internă. Dacă cuplul ICE este mai mic decât cuplul de rezistență, puterea lipsă este furnizată prin conectarea unui motor auxiliar. Dacă cuplul optim este mai mare decât cuplul de rezistență, puterea în exces este disipată de circuitul de recuperare a energiei.
Overclockare. Dinamica de accelerație necesară este asigurată în principal de motorul auxiliar, menținând în același timp cel mai economic mod al motorului principal cu ardere internă. În cazul stocării insuficiente a energiei în dispozitivul de stocare sau a puterii insuficiente a motorului auxiliar, puterea suplimentară este furnizată de motorul principal cu ardere internă.
Frânare. Excesul de energie cinetică a vehiculului este utilizat în circuitul de recuperare. Dacă performanța de frânare regenerativă este insuficientă, sistemul de frânare hidraulic este activat.
Când se oprește și există suficientă energie în unitate pentru a porni, motorul cu ardere internă este oprit. Dacă energia stocată este insuficientă. Motorul cu ardere internă continuă să funcționeze până când este completat.
Unitate de comandă a bateriei de înaltă tensiune EBox Dispozitiv de siguranță 1 Conector de service de înaltă tensiune Ventilator baterie hibrid 1 Ventilator baterie hibrid 2
Generator cu motor electric.
Elementul cheie al propulsiei hibride este motorul-generator electric.
Într-un sistem de propulsie hibrid, acesta își asumă trei sarcini critice:
Starter pentru motor cu ardere internă,
Generator pentru încărcarea bateriei de înaltă tensiune,
Motor de tracțiune pentru deplasarea vehiculului.
Rotorul se rotește fără contact în interiorul statorului. În modul generator, puterea motorului generatorului este de 38 kW. În modul motor de tracțiune, motorul-generator electric dezvoltă o putere de 34 kW. Diferența constă în pierderile de putere, care sunt structural inerente fiecărei mașini electrice. Deplasarea doar electrică pe teren plan pentru Touareg cu motor hibrid este posibilă până la o viteză de aproximativ 50 km/h. Viteza maximă de deplasare depinde de rezistența la deplasare și de gradul și încărcarea bateriei de înaltă tensiune. Ambreiajul special K0 este amplasat în carcasa motor-generatorului.
Motorul-generator electric este situat între motorul cu ardere și cutia de viteze automată.
Este un motor sincron cu curent trifazat. Tensiunea de 288 V DC este transformată într-o tensiune AC trifazată prin intermediul unui modul electronic de putere. Tensiunea trifazată creează un câmp electromagnetic trifazat în motorul electric-generator.
În documentația de service, motorul electric/generatorul este denumit „motor de tracțiune pentru acționare electrică V141”.
1.3 Senzori incluși în sistem
Senzor de poziție a rotorului.
Deoarece motorul cu ardere internă, cu senzorii săi de turație, este deconectat mecanic de la motorul-generator electric în regim de antrenare electrică, acesta din urmă necesită proprii senzori pentru a determina poziția și viteza rotorului. În acest scop, în motor-generator sunt integrați trei senzori de viteză.
Acestea includ:
senzor de poziție a rotorului de tracțiune 1
motor electric G713
senzor de poziție a rotorului de tracțiune 2
motor electric G714
senzor de poziție a rotorului de tracțiune 3
Senzorul de poziție a rotorului (DPR) este o parte a motorului electric.
La motoarele colectoare, senzorul de poziție a rotorului este o unitate de perii-colector, care este și un comutator de curent.
La motoarele fără perii, senzorul de poziție a rotorului poate fi de diferite tipuri:
Inducție magnetică (adică bobinele de putere sunt folosite ca senzor, dar uneori sunt folosite înfășurări suplimentare)
Magnetoelectric (senzori cu efect Hall)
Optoelectric (bazat pe diverse optocuple: LED-fotodioda, LED-fototranzistor, LED-fototiristor).
Transmițător de temperatură a motorului de tracțiune G712
Acest senzor este integrat în carcasa motorului generatorului și este umplut cu polimer.
Senzorul înregistrează temperatura motorului generatorului. Circuitele de răcire fac parte din sistemul inovator de control al temperaturii. Semnalul de la senzorul de temperatură al motorului de tracțiune este utilizat pentru a controla performanța de răcire a circuitului de răcire la temperatură înaltă. Pompa electrică de răcire și pompa de răcire controlabilă pentru motorul cu ardere pot controla toate modurile sistemului de răcire, de la lipsa circulației lichidului de răcire în circuitele de răcire până la performanța maximă de răcire.
În funcție de materialele utilizate pentru producerea senzorilor termorezistivi, se face o distincție între:
1.Detectoare de temperatură rezistive (RTD). Acești senzori sunt compuși dintr-un metal, cel mai frecvent platină. În principiu, orice meta își schimbă rezistența atunci când este expus la temperatură, dar platina este folosită pentru că are stabilitate pe termen lung, rezistență și reproductibilitate a caracteristicilor. Tungstenul poate fi folosit și pentru a măsura temperaturi de peste 600 ° C. Dezavantajul acestor senzori este costul ridicat și neliniaritatea caracteristicilor. 2.Senzori rezistivi din siliciu. Avantajele acestor senzori sunt liniaritatea bună și stabilitatea ridicată pe termen lung. De asemenea, acești senzori pot fi încorporați direct în microstructuri. .Termistori. Acești senzori sunt fabricați din compuși de oxid de metal. Senzorii măsoară doar temperatura absolută. Un dezavantaj semnificativ al termistorilor este necesitatea calibrării lor și a neliniarității ridicate, precum și a îmbătrânirii, cu toate acestea, atunci când sunt efectuate toate ajustările necesare, acestea pot fi utilizate pentru măsurători de precizie. 2. Diagnosticare
.1 Tester de diagnosticare DASH CAN 5.17 a costat 16.500 de ruble. Functionalitate: Calibrarea și corectarea kilometrajului; Adăugarea cheilor la mașină chiar dacă nu aveți toate cheile existente Adaptează cheia Citiți codurile de conectare/secrete (SKC) Înregistrarea numărului de identificare și a numărului imobilizatorului Încarcă și salvează blocul de imobilizator decriptat Salvează (clonează) tabloul de bord prin înregistrarea blocului de imobilizare dintr-un fișier Citește și șterge codurile de eroare CAN-ECU Utilizare: Butoane: / SEAT / SKODA - apăsați acest buton pentru a citi ultima generație VDO. (Potrivit de exemplu pentru GOLF V din 2003 până în 06.2006. Unele versiuni de mașini SEAT și Skoda sunt echipate cu combinații de acest tip pe modelele până în 2009) - apăsați acest buton pentru a citi Passat B6. (La aceste vehicule, nu puteți obține informații despre imobilizator de la panoul de instrumente, deoarece unitatea de imobilizare face parte din modul) A3 - apăsați acest buton pentru a citi combinația AUDI A3 VDO A4 - apăsați acest buton pentru a citi AUDI A4 BOSCHRB4./ TOUAREG - faceți clic pe acest buton pentru a citi Phaeton și Touareg BOSCHRB4.EDC15 - Vehicule diesel din 1999. Acceptă majoritatea vehiculelor VAG și SKODA - au echipat vehiculele cu ECU.EDC16 - Folosit pe vehiculele diesel din 2002. Folosit pe mașini de ultimă generație * /MED9.5 - Tip motor BOSCHME7 * Folosit pe mașini precum GolfI V sau Audi TT. Puteți citi următoarele motoare: ME7.5, ME7.1, ME7.5.1, ME7.1.1..1.1 Golful nu este încă acceptat CANALE - Prin apăsarea acestui buton adaptați EEprom-ul unității de control al motorului BOSCHME7.BOXES - Prin apasand acest buton se poate citi codul de inregistrare din imobilizator. Potrivit pentru Audi A4 cu conector cu 12 pini și cutii LT. Puteți citi și cutii din 1994 până în 1998, dar numai când cheia adaptată este introdusă în contact. 2.2 Informații de diagnostic
Autodiagnosticarea sistemului. Dacă apare o defecțiune în sistemul de înaltă tensiune, lampa de avertizare se aprinde. Simbolul lămpii de avertizare poate fi portocaliu, roșu sau negru. În funcție de tipul defecțiunii din sistemul de înaltă tensiune, sunt afișate un simbol cu culoarea corespunzătoare și un mesaj de avertizare. Concluzie
În munca mea, se ia în considerare sistemul de control pentru acționarea electrică de tracțiune a unei mașini hibride. Sunt luate în considerare și toate sistemele existente, toate soluțiile de circuit, sunt luați în considerare senzorii incluși în sistem. Sunt luate în considerare autodiagnosticarea sistemului și diagnosticarea folosind un dispozitiv extern (tester). Lucrarea a fost finalizată în totalitate. Bibliografie
1. Yutt V.E. Echipamente electrice ale mașinilor: un manual pentru studenți. - M .: Transport, 1995 .-- 304 p. O scurtă carte de referință pentru automobile. - M .: Transconsulting, NIIAT, 1994 - 779 p. 25 de exemplare Akimov S.V., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice ale mașinilor - Moscova: ZAO KZhI "Za rulem", 2001. - 384 p. 25 de exemplare Akimov S.V., Borovskikh Yu.I., Chizhkov Yu.P. Echipamente electrice și electronice ale autoturismelor - M .: Mashinostroenie, 1988. - 280 p. Reznik A.M., Orlov V.M. Echipamente electrice ale autoturismelor. - M .: Transport, 1983 .-- 248 p. Program de instruire pentru service 450 Touareg cu grup motopropulsor hibrid.
Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată pentru a crea mașini hibride și vehicule electrice. Dispozitivul conține o sursă de alimentare conectată la un condensator de stocare. Motorul de acţionare CA este format dintr-un rotor cu magnet permanent şi un stator cu înfăşurări trifazate. O înfășurare suplimentară este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele redresorului, care, împreună cu invertorul, face parte din convertorul controlat. Când sursa de alimentare este pornită, comutatoarele de alimentare ale invertorului încep să comute în conformitate cu semnalele de ieșire ale unității de control. Vehiculul se deplasează înainte cu o viteză variabilă setată de unitatea de comandă a invertorului. Când este dată comanda „frânare”, controlerul furnizează semnale de control redresorului. Curentul de regenerare este furnizat condensatorului de stocare. Când curentul trece prin înfășurări, se dezvoltă un cuplu de frânare, iar energia de frânare este transferată la un condensator de stocare, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare. La sfârșitul frânării, energia acumulată a condensatorului este utilizată pentru mișcarea înainte a vehiculului. Rezultatul tehnic constă în creșterea eficienței energetice a unui vehicul electric și asigurarea designului său simplu și tehnologic cu greutate și dimensiuni optime. 1 bolnav.
Invenția se referă la domeniul ingineriei electrice și poate fi utilizată în proiectarea vehiculelor hibride și a vehiculelor electrice.
Vehicule hibride cu pile de combustibil cunoscute care conțin o baterie de stocare conectată printr-un convertor controlat la motorul de antrenare al roților (1). Dispozitivul prevede organizarea lanțurilor pentru a utiliza energia de frânare a roților. Cu toate acestea, instalația are o eficiență energetică scăzută. Acest lucru se datorează faptului că în timpul frânării regenerative, tensiunea generată scade, iar încărcarea acumulată în baterie crește, drept urmare, pe măsură ce potențialele bateriei și ale generatorului se egalizează, rata de încărcare a bateriei încetinește și apoi se oprește. cu totul.
Dispozitivul cel mai apropiat de invenţie este o acţionare electrică pentru roţile unui automobil (2), care conţine o baterie de stocare, care este conectată la motorul de antrenare printr-un convertor de tensiune controlat. Pentru a crește eficiența centralei și a îmbunătăți caracteristicile energetice ale acesteia, convertorul controlat este realizat cu posibilitatea de a transmite energie electrică către motorul de antrenare cu un factor de conversie a tensiunii în scădere și recuperarea energiei electrice din motorul de antrenare atunci când acesta este frânat - cu un factor de conversie crescător al tensiunii. În dispozitivul cunoscut, o baterie de stocare joacă rolul unui element de stocare care „acceptă” energia de recuperare, dar o altă unitate de stocare a energiei, de exemplu, o unitate de condensatori moleculari, își poate îndeplini și funcția. În circuitul cunoscut, se pot utiliza atât un motor de curent continuu, cât și un motor de curent alternativ. Când o mașină electrică de curent alternativ este utilizată ca motor de antrenare, este necesar să se introducă un convertor DC-AC în circuitul cunoscut (2) (urmând tehnica tradițională de conversie a semnalului). Cu toate acestea, acest lucru duce la complicarea designului unității convertoare și, în consecință, la complicarea designului întregului dispozitiv, o creștere a costului și dimensiunilor acestuia.
Rezultatul tehnic, care poate fi atins folosind invenția, este simplificarea designului, reducerea costurilor și îmbunătățirea greutății și dimensiunilor.
Rezultatul tehnic este atins datorită faptului că în acționarea electrică a roților mașinii care conțin o sursă de alimentare, un motor trifazat de curent alternativ cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat care reglează modul de funcționare al motorului electric (2) , convertizorul controlat constă dintr-un invertor cu punte trifazat și un redresor, ale căror borne DC sunt conectate la condensatorul de stocare conectat la sursa de alimentare, iar bornele de fază ale înfășurărilor statorului ale motorului AC sunt conectate la intrarea AC. bornele invertorului, în timp ce, în conformitate cu, o înfășurare suplimentară este conectată în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului, polaritatea bornelor DC ale care este opusă polarității sursei de alimentare conectate la acestea, în timp ce intrările de control ale unităților de control invertor și dvs. redresorul este conectat, respectiv, la ieșirile controlerului controlat, care asigură, atunci când comanda „viteză” sau „frânare” este trimisă la intrarea sa de control, permisiunea semnalelor de control către invertor sau redresor cu blocarea simultană a impulsurile de control către redresor sau, respectiv, inversor.
Desenul prezintă o diagramă structurală a dispozitivului.
Dispozitivul conține o sursă de energie electrică 1, de exemplu o baterie de stocare, care este conectată la un condensator de stocare 2 conectat la bornele de putere ale unui convertor de tensiune controlat care reglează modul de funcționare al unui motor de acţionare CA 3. Circuitul de acţionare electrică implementează posibilitatea de a transfera energie electrică la motorul de antrenare 3 cu tensiune redusă și de recuperare a energiei electrice de la motorul de antrenare 3 la frânarea cu tensiune crescută. Motorul de antrenare AC 3 este format dintr-un rotor 4 cu magneți permanenți și un stator cu înfășurări trifazate 5. Conform - în serie cu fiecare dintre înfășurările trifazate W 1 ale statorului, este conectată o înfășurare suplimentară W 2, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului 6, care împreună cu invertorul 7 face parte din convertorul controlat. Intrările de control ale invertorului 7 și, respectiv, redresorul 6 sunt conectate la ieșirile unităților de control 8 și 9, ale căror intrări de control sunt conectate la ieșirile controlerului controlat 10, care este proiectat pentru a permite fluxul. a semnalelor de comandă către circuitul invertor sau redresor în timp ce se blochează impulsurile de comandă către circuitul redresor sau invertor la trimiterea comenzii „viteză” sau respectiv „frânare”.
Dispozitivul funcționează după cum urmează.
Când sursa de alimentare este pornită și este dată comanda „Viteză”, controlerul 10 generează un semnal de ieșire care permite semnalele de control de la unitatea de control 8 către invertorul 7 și blochează simultan funcționarea unității de control 9, ca un rezultat din care comutatoarele de putere ale invertorului 7 încep să comute în conformitate cu unitatea de control a semnalelor de ieșire 8. Datorită fluxului de curenți în înfășurările W 1 ale statorului 5 al motorului electric, apare un câmp magnetic rotativ, sub acţiunea căreia rotorul 4 asupra magneţilor permanenţi începe să se rotească. Unitatea de control 8 efectuează modularea de înaltă frecvență a armonicii fundamentale și reglează mărimea tensiunii și frecvența acesteia, utilizând, de exemplu, controlul vectorial de câmp. Rotația rotorului 4 direct sau printr-o cutie de viteze este transmisă roților. Mașina efectuează o mișcare înainte cu o viteză variabilă stabilită de unitatea de comandă 8, în timp ce există un transfer direct de energie către motorul de antrenare.
La sosirea semnalului „Frânare”, controlerul 10 blochează funcționarea unității de control 8 și pornește unitatea 9. La frânarea sub acțiunea forțelor de inerție, roțile continuă să se miște, rotind rotorul 4 al mașinii electrice. 3, care intră în modul de generare a energiei. Tensiunea totală a înfășurărilor statorului W1, W2 este furnizată la intrarea redresorului 6, iar curentul regenerativ este furnizat condensatorului de stocare 2. Tensiunea pe condensatorul 2 crește până la valoarea tensiunii totale reduse pe înfășurările W1, W2. Când curentul trece prin înfășurările W1, W2, se dezvoltă un cuplu de frânare, iar energia de frânare este transferată forțat la condensatorul de stocare 2, care este încărcat la o tensiune mai mare decât tensiunea sursei de alimentare 1. În acest caz, ponderea energiei recuperate creste semnificativ, deoarece cantitatea de energie stocată în condensatorul 2 este în dependență pătratică de tensiunea acestuia.
La sfârșitul frânării, energia acumulată a condensatorului 2 este utilizată pentru mișcarea înainte a vehiculului.
Astfel, convertizorul controlat împreună cu înfășurările trifazate W1, W1 asigură transmiterea energiei electrice către motorul de antrenare 3 cu o tensiune redusă și recuperarea energiei electrice de la motorul de antrenare 3 atunci când acesta frânează cu o tensiune crescută. Aparatul are un randament ridicat, deoarece vă permite să recuperați cel puțin 70% din energia de frânare.
Performanța energetică ridicată a dispozitivului a fost atinsă în același timp simplificând designul, reducând costul acestuia și îmbunătățind greutatea și dimensiunile.
Eficiența ridicată, simplitatea designului și greutatea și dimensiunile bune ale acestui dispozitiv îl fac cel mai preferat în designul vehiculelor hibride și electrice.
Surse de informații luate în considerare
1. J. „AvtoMir” nr. 1, 2007, p.9.
2. J. „AvtoMir” Nr. 48, 2007, p.8.
Acționarea electrică a roților mașinii, care conține o sursă de alimentare, un motor electric trifazat de curent alternativ cu rotor cu magnet permanent și un convertor controlat care reglează funcționarea motorului electric, caracterizat prin aceea că convertorul controlat este format dintr-un trifazat. invertorul de punte și un redresor, ale căror fire de curent continuu sunt conectate la un condensator de stocare conectat la sursa de alimentare, iar bornele de fază ale înfășurărilor statorului ale motorului de curent alternativ sunt conectate la bornele de intrare CA ale invertorului, în timp ce o înfășurare suplimentară este conectat în serie cu fiecare dintre înfășurările statorului, iar punctele de conectare ale acestor înfășurări sunt conectate, respectiv, la bornele AC ale redresorului, a căror polaritate curentul bornelor DC este opusă polarității sursei de alimentare conectate la acestea. , în timp ce intrările de control ale unităților de control al invertorului și ale redresorului sunt conectate la dvs prin mișcările controlerului controlat, care, atunci când comanda „viteză” sau „frânare” este trimisă la intrarea sa de control, permite primirea semnalelor de control către invertor sau redresor cu blocarea simultană a impulsurilor de control către redresor sau invertor , respectiv.