Роль электродвигателей в автомобилестроении, страница 5

            Основные требования:

            - плавное регулирование числа обротов во всём диапазоне;

            - высокий КПД;

            - возможсность рекуперации при торможении;

            - защита от перегрузок и перегрева;

            - высокий момент на старте;

            - возможность реверса.

            В приводах постоянного тока используются традиционные коллекторные электродвигатели с последовательным возбуждением. Обороты регулируются с помощью импульсных преобразователей постоянного напряжения. В бесколлекторных двигателях постоянного тока необходимость в обслуживании значительно уменьшена, они могут конкурировать по своим характеристикам с двигателями переменного тока.

            Представителем группы самых простых тяговых электроприводов электромобилей является варинат с электродвигателем постоянного тока последовательного возбуждения и контакторным переключателем секций тяговых батарей, применявшейся к примеру в электромобилях "Энфильд-8000", и с некоторыми изменениями в автомобилях "Маратон C-300". Производство этих автомобилей оказалось не рентабельным и их выпустили небольшой серией, так как помимо невысоких характеристик управления элетроприводом и его низкой стабильности, например при изменении напряжения тяговой батареи из-за её разряда, низкой экономичности тягового электропривода, плохого использования двигателя из-за бросков тока при пуске, значительным недостатком схемы электропривода является низкая надёжность большого числа контакторов, имеющих к тому же высокую частоты срабатывания. При этом требуются контакторы с высоким ресурсом главных котнакторов, обеспечивающих коммутацию пусковых токов двигателя.

            Особенностью таких приводов является то, что при трогании момент на валу двигателя с последовательным возбуждением имеет большое значение и уменьшается по кривой с ростом оборотов. Трудностью является смена полосы, так как может потребоваться движение с ускорением, которого электродвигатель обеспечить не может. Поэтому на некоторых электромобилях других серий используются электродвигатели со смешанным возбуждением.

            Эффективность двигателей постоянного двигателя возрастает, если ротор с щёточно-коллекторным аппаратом заменить на ротор с постоянными магнитами, такие электродвигатели называются бесколлекторными. Эллектронный коммутатор поочерёдно возбуждает секции обмоток так, чтобы возникающее магнитное постоянно приводило в движение ротор с магнитами. Позиция ротора определяется системой управления датчика положения ротора. Бесколлекторные электродвигатели особенно эффективны при езде с высокой остоянной скоростью, поэтому большинство гоночных электромобилей оснащены именно такими двигателями.

            Двигатели переменного тока недороги, практически не нуждаются в обслуждивании, лучше, чем двигатели постоянного тока, подходят для массового производства. Для их уравления нужны сложные трёхфазные инверторы, формирующие напряжение переменной частоты. Последние достижения в области силой электроники удешевляют электропривод переменного тока.

            Самое частое применение в приводах переменного тока получил асинхронный электродвигатель, за счёт его простоты, дешевизны и возможности массового выпуска.

            Простейшим является электропривод переменного тока с асинхронных двигателем с короткозамкнутым ротором. Обороты двигателя которого регулируются с помощью контроллера частоты питающего напряжения. Такая конструкция практически не требует обслуживания.

            Момент на валу изменяется при коммутации обмоток статора с тругольника на звезду и обратно. При соединении обмоток статора в треугольник двигатель развивает большие обороты, что необходимо при движении по шоссе, при соеднинении в звезду увеличивается момент на валу - это нужно при ускорении или во время движения на подъём. Переключение обмоток звезда-треугольник аналогично переключению скоростей в коробке передач. Современный трёхфазный двигатель электромобиля GM EV1 развивает мощность 137 л.с. в диапазоне 7000...13000 об/мин, имеет момент на валу 150 н*м в диапазоне 0...7000 об/мин.