מנוע 37kw בכלי רכב בדרום אפריקה
מנוע הוא מכונה הממירה אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. בדרך כלל, החלק העובד של המנוע עושה תנועה סיבובית. סוג זה של מנוע נקרא מנוע רוטור; יש גם תנועה ליניארית, הנקראת מנוע ליניארי. מנועים יכולים לספק מגוון רחב של הספק, מרמת מיליוואט לרמת 10000 קילוואט. השימוש והשליטה במנוע נוחים מאוד. יש לו יכולת התנעה עצמית, האצה, בלימה, נסיעה לאחור והחזקה, ויכול לעמוד בדרישות תפעול שונות; יעילות העבודה של המנוע גבוהה, אין עשן וריח, אין זיהום סביבתי ורעש נמוך. בגלל סדרת היתרונות שלו, הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור תעשייתי וחקלאי, תחבורה, הגנה לאומית, מכשירי חשמל וציוד ביתי, ציוד חשמלי רפואי וכן הלאה.
מבין כל סוגי המנועים, מנוע AC אסינכרוני (המכונה גם מנוע אינדוקציה) הוא הנפוץ ביותר. יש לו את היתרונות של שימוש נוח, פעולה אמינה, מחיר נמוך ומבנה יציב, אבל מקדם ההספק נמוך וויסות המהירות קשה. מנועים סינכרוניים משמשים בדרך כלל במכונות כוח בעלות קיבולת גדולה ומהירות נמוכה (ראה מנועים סינכרוניים). למנוע סינכרוני יש לא רק גורם כוח גבוה, אלא גם מהירותו אינה תלויה בעומס, אשר תלוי רק בתדר הרשת. העבודה יחסית יציבה. מנועי DC נמצאים בשימוש נרחב במקרים הדורשים ויסות מהירות טווח רחב. עם זאת, יש לו קומוטטור, בעל מבנה מורכב, מחיר גבוה ותחזוקה קשה. זה לא מתאים לסביבה קשה. מאז שנות ה-1970, עם התפתחות טכנולוגיית הכוח האלקטרונית, טכנולוגיית ויסות המהירות של מנוע AC התבגרה יותר ויותר, ומחיר הציוד ירד מיום ליום, אשר החל להיות מיושם. ההספק המכני המקסימלי שהמנוע יכול לשאת תחת מערכת העבודה שצוינה (מערכת פעולה רציפה, קצרת זמן, מערכת פעולה תקופתית לסירוגין) מבלי לגרום להתחממות יתר של המנוע נקראת ההספק המדורג שלו. שימו לב להוראות שעל לוחית השם בעת השימוש. כאשר המנוע פועל, שימו לב שמאפייני העומס שלו יהיו תואמים למאפייני המנוע כדי למנוע מעוף או עצירה. ישנן שיטות רבות של ויסות מהירות של מנוע, שיכולות לעמוד בדרישות של שינויי מהירות של מכונות ייצור שונות. בדרך כלל, הספק המוצא של המנוע ישתנה עם המהירות כאשר המנוע מותאם. מנקודת המבט של צריכת אנרגיה, ניתן לחלק באופן גס את ויסות המהירות לשני סוגים: ① שמור על עוצמת הקלט ללא שינוי. על ידי שינוי צריכת האנרגיה של התקן ויסות המהירות, הספק הפלט מותאם כדי להתאים את מהירות המנוע. ② שלוט בכוח הכניסה של המנוע כדי להתאים את מהירות המנוע.
למנוע AC חד פאזי יש רק פיתול אחד, והרוטור הוא מסוג כלוב סנאי. כאשר הזרם הסינוסואידי החד-פאזי עובר דרך פיתול הסטטור, המנוע יפיק שדה מגנטי לסירוגין. החוזק והכיוון של השדה המגנטי משתנים באופן סינוסואידי עם הזמן, אך הוא קבוע בכיוון מרחבי, ולכן הוא נקרא גם שדה מגנטי פועם מתחלף. שדה מגנטי פועם לסירוגין זה יכול להתפרק לשני שדות מגנטיים מסתובבים הפוכים זה לזה באותה מהירות וכיוון סיבוב. כאשר הרוטור נייח, שני השדות המגנטיים המסתובבים מייצרים שני מומנטים בגודל שווה ובכיוון הפוך ברוטור, מה שהופך את המומנט הסינטטי לאפס, כך שהמנוע לא יכול להסתובב. כאשר אנו משתמשים בכוח חיצוני כדי לגרום למנוע להסתובב בכיוון מסוים (כגון סיבוב בכיוון השעון), תנועת קו הכוח המגנטי החותך בין הרוטור לשדה המגנטי המסתובב בכיוון הסיבוב בכיוון השעון הופכת קטנה יותר; קו תנועת הכוח המגנטי החותך בין הרוטור לשדה המגנטי המסתובב בכיוון הסיבוב נגד כיוון השעון הופך גדול יותר. באופן זה, האיזון נשבר, המומנט האלקטרומגנטי הכולל שייצר הרוטור כבר לא יהיה אפס, והרוטור יסתובב בכיוון הנסיעה.
כדי לגרום למנוע החד-פאזי להסתובב אוטומטית, נוכל להוסיף פיתול מתחיל בסטטור. הפרש הרווח בין הפיתול ההתחלתי לפיתול הראשי הוא 90 מעלות. יש לחבר את פיתול ההתחלה עם קבל מתאים בסדרה, כך שהפרש הפאזות בין הזרם לפיתול הראשי הוא כ-90 מעלות, כלומר, מה שנקרא עקרון הפרדת הפאזות. בדרך זו מחברים שני זרמים בהפרש של 90 מעלות בזמן לשתי פיתולים בהפרש של 90 מעלות במרחב, שייצרו שדה מגנטי מסתובב (דו-פאזי) בחלל, כפי שמוצג באיור 2. מתחת. הפעולה של השדה המגנטי המסתובב הזה, הרוטור יכול להתחיל אוטומטית. לאחר ההפעלה, כאשר המהירות עולה לערך מסוים, מתפתלת ההתחלה מנותקת בעזרת מתג צנטריפוגלי או מכשיר בקרה אוטומטי אחר המותקן על הרוטור. רק הפיתול הראשי עובד בפעולה רגילה. לכן, ניתן להפוך את סלילה ההתחלה למצב עבודה קצר. עם זאת, ישנם מקרים רבים שבהם סלילה ההתחלה נפתחת ברציפות. אנו קוראים לסוג זה של מנוע קיבולי חד פאזי. כדי לשנות את כיוון המנוע הזה, נוכל לשנות את המיקום של חיבור סדרת קבלים.
מנוע 37kw בכלי רכב בדרום אפריקה
במנוע חד פאזי, שיטה נוספת ליצירת שדה מגנטי מסתובב נקראת שיטת קוטב מוצל, הידועה גם כמנוע קוטב מוצל חד-פאזי. הסטטור של סוג זה של מנוע עשוי מסוג מוט בולט, בעל שני קטבים וארבעה קטבים. כל קוטב מגנטי מסופק בחריץ קטן על משטח הקוטב המלא 1 / 3-1 / 4. כפי שמוצג באיור 3, הקוטב המגנטי מחולק לשני חלקים, וטבעת נחושת קצרת-מעגל מסומנת על החלק הקטן, כאילו חלק זה של הקוטב המגנטי מכוסה, אז זה נקרא מנוע קוטב מכוסה. הפיתול החד-פאזי שרוול על כל הקוטב המגנטי, והסלילים של כל קוטב מחוברים בסדרה. בעת חיבור, הקוטביות שנוצרת חייבת להיות מסודרת לפי N, s, N ו-s בתורו. כאשר פיתול הסטטור מופעל, השטף המגנטי העיקרי נוצר בקוטב המגנטי. על פי חוק לנץ, השטף המגנטי העיקרי העובר דרך טבעת הנחושת הקצרה מייצר זרם מושרה בטבעת הנחושת שנשאר בפאזה של 90 מעלות. השטף המגנטי שנוצר על ידי זרם זה מפגר גם הוא מאחורי השטף המגנטי הראשי בשלב. תפקידו שווה ערך לזו של פיתול ההתחלה של המנוע הקיבולי, כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב כדי לגרום למנוע להסתובב.
מנוע אסינכרוני, המכונה גם מנוע אינדוקציה, הוא מנוע AC המייצר מומנט אלקטרומגנטי על ידי האינטראקציה בין שדה מגנטי מסתובב מרווח אוויר וזרם המושרה בפיתול הרוטור, כדי לממש את ההמרה של אנרגיה אלקטרומכנית לאנרגיה מכנית. על פי מבנה הרוטור, מנועים אסינכרוניים מחולקים לשתי צורות: כלוב סנאי (מנוע אסינכרוני של כלוב סנאי) ומנוע אסינכרוני פצע
מנוע סינכרוני הוא מנוע AC נפוץ כמו מנוע אינדוקציה. המאפיין הוא שבמהלך הפעלה במצב יציב, הקשר בין מהירות הרוטור ותדר הרשת אינו הופך ל-n = ns = 60F / P, ו-NS הופך למהירות סינכרונית. אם התדר של רשת החשמל נשאר ללא שינוי, מהירות המנוע הסינכרוני במצב יציב קבועה ללא קשר לגודל העומס.
מנוע סינכרוני מחולק לגנרטור סינכרוני ולמנוע סינכרוני. מכונות ה-AC בתחנות כוח מודרניות הן בעיקר מנועים סינכרוניים.
עיקרון עבודה
◆ הקמת שדה מגנטי ראשי: פיתול העירור מחובר עם זרם עירור DC כדי לבסס את השדה המגנטי לעירור עם קוטביות פאזה לפאזה, כלומר, השדה המגנטי הראשי נוצר.
◆ מוליך נושא זרם: פיתול האבזור הסימטרי התלת-פאזי פועל כפיתול הכוח והופך לנושא של פוטנציאל מושרה או זרם מושרה.
◆ תנועת חיתוך: המניע העיקרי מניע את הרוטור להסתובב (מכניס אנרגיה מכנית למנוע), השדה המגנטי של העירור עם קוטביות מתחלפת מסתובב עם הציר וחותך כל פיתול פאזה של הסטטור ברצף (שווה ערך למוליך הפיתול חיתוך השדה המגנטי של העירור לאחור).
◆ יצירת פוטנציאל מתחלף: עקב תנועת החיתוך היחסית בין פיתול האבזור לשדה המגנטי הראשי, פיתול האבזור יגרום לפוטנציאל חילופין סימטרי תלת פאזי שגודלו וכיוונו משתנים מעת לעת. דרך הקו היוצא, ניתן לספק מתח AC.
◆ חילופין וסימטריה: עקב הקוטביות המתחלפת של השדה המגנטי המסתובב, הקוטביות של הפוטנציאל המושרה מתחלפת; בשל הסימטריה של פיתול האבזור, הסימטריה התלת-פאזית של הפוטנציאל המושרה מובטחת.
מנוע 37kw בכלי רכב בדרום אפריקה
◆ ישנם שלושה מצבי פעולה עיקריים של מנוע סינכרוני, כלומר כגנרטור, מנוע וכמפצה. ריצה כגנרטור היא מצב הפעולה העיקרי של מנוע סינכרוני, והפעלה כמנוע היא מצב פעולה חשוב נוסף של מנוע סינכרוני. ניתן להתאים את גורם ההספק של מנוע סינכרוני. כאשר אין צורך בוויסות מהירות, היישום של מנוע סינכרוני גדול יכול לשפר את יעילות הפעולה. בשנים האחרונות נעשה שימוש נרחב במנועים סינכרוניים קטנים במערכות ויסות מהירות בתדר משתנה. ניתן לחבר את המנוע הסינכרוני לרשת החשמל גם כמפצה סינכרוני. בשלב זה, המנוע אינו נושא כל עומס מכני ושולח את הכוח התגובתי האינדוקטיבי או הקיבולי הנדרש לרשת החשמל על ידי התאמת זרם העירור ברוטור, כדי לשפר את גורם ההספק של רשת החשמל או להתאים את המתח של רשת החשמל.
מנוע DC ללא מברשות הוא מוצר מכטרוניקה טיפוסי, המורכב מגוף מנוע ונהג.
סלילת הסטטור של המנוע עשויה לרוב לחיבור כוכב סימטרי תלת פאזי, הדומה מאוד למנוע אסינכרוני תלת פאזי. הרוטור של המנוע מודבק במגנט קבוע ממוגנט. על מנת לזהות את הקוטביות של רוטור המנוע, מותקן חיישן מיקום במנוע. הדרייבר מורכב ממכשירי חשמל ומעגלים משולבים. תפקידו הוא לקבל את אותות ההתנעה, העצירה והבלימה של המנוע כדי לשלוט על ההתנעה, העצירה והבלימה של המנוע; קבל את אות חיישן המיקום ואת אותות קדימה ואחורה כדי לשלוט בהפעלה-כיבוי של כל צינור כוח של גשר המהפך ויצירת מומנט מתמשך; קבל פקודת מהירות ואות משוב מהירות לשליטה והתאמת מהירות; לספק הגנה ותצוגה וכו'.
מכיוון שמנוע ה-DC ללא מברשות פועל במצב שליטה עצמית, הוא לא יוסיף פיתול התנעה על הרוטור כמו המנוע הסינכרוני שהתחיל בעומס כבד תחת ויסות מהירות תדר משתנה, וגם לא ייצור תנודה ויצא מהפסים כאשר העומס משתנה פִּתְאוֹם.
מנוע DC ללא מברשות Nd-b עם קיבולת מגנטית גבוהה של כדור הארץ נדיר עשוי כעת ממגנט קבוע nd-b. לכן, הנפח של מנוע ללא מברשות מגנט קבוע של אדמה נדירה הוא מספר מסגרת אחד קטן מזה של מנוע אסינכרוני תלת פאזי עם אותה קיבולת.
בשלושת העשורים האחרונים, המחקר על ויסות מהירות תדר משתנה של מנוע אסינכרוני הוא למצוא שיטה לשלוט במומנט של מנוע אסינכרוני. מנוע DC ללא מברשות מגנט קבוע של אדמה נדירה יראה את היתרונות שלו בתחום ויסות המהירות בגלל ויסות המהירות הרחב שלו, נפח קטן, יעילות גבוהה ושגיאת מהירות קטנה במצב יציב.
מנוע DC ללא מברשות ידוע גם כהמרת תדר DC מכיוון שיש לו את המאפיינים של מנוע DC ללא מברשות והוא גם מכשיר עם שינוי תדר. המונח הנפוץ הבינלאומי הוא BLDC יעילות ההפעלה, המומנט במהירות נמוכה ודיוק המהירות של מנוע DC ללא מברשות טובים יותר מאלה של ממיר תדרים בכל טכנולוגיית בקרה, כך שהוא ראוי לתשומת לב בתעשייה מוצר זה הפיק יותר מ-55kW ו יכול להיות מתוכנן ל-400KW, שיכול לענות על הצרכים של חיסכון בחשמל והנעה בעלת ביצועים גבוהים בתעשייה.
מנוע 37kw בכלי רכב בדרום אפריקה
השיטה המוצעת במאמר זה היא בעיקר לשפר את יציבות הטיפול, הרגישות וזווית ההחלקה של הרכב באמצעות שיפור חלוקת המומנט של הדיפרנציאל. ניתן לשפר את מאפייני ההחלקה באמצעות היגוי הקלט של דגם הנהג, כך שהרכב האמיתי יכול לשפר מאוד את הביצועים הקיימים באמצעות שיטת בקרה זו.
באמצעות המחקר של מאמר זה, אנו יכולים לדעת שרכב היברידי בעל הנעה ארבע גלגלים הוא מוקד המחקר כעת. מחקר של אנשים על זה מתמקד בעיקר בצריכת דלק ויציבות טיפול. סקירת ספרות זו מתמקדת בטיפול ביציבות, חלוקת כוח מניע וכוח מניע נגד החלקה. באמצעות קריאה זו של הספרות, למדנו על שיטת הבקרה המסורתית של חלוקת כוח הנעה ועל האלגוריתם המטושטש, האלגוריתם הלוגי ותנאי החומרה המעורבים בבקר באמצעות טכנולוגיה מודרנית, אשר מניחה בסיס מסוים לעבודת המחקר העתידית שלנו בתחום זה. במקביל, אנו מודים גם למר שו הונג על ההנחיה שלו אלינו.
מנוע 37kw בכלי רכב בדרום אפריקה
שליטה לוגית מטושטשת של זמן סטייה ישירה של רכב חשמלי בעל הנעה ארבע גלגלים [10]
במאמר זה, היעילות של מערכת הבקרה ושיפור יציבות הטיפול של הנעה על כל הגלגלים מתממשים באמצעות קלט הבקרה של בקרה מטושטשת. המודל שהוקם על ידי המחבר שולט על ארבעת מנועי הרכזת בהתאמה כדי לשפר את יציבות הטיפול על ידי שיפור זמן הסטייה של בקרת מטושטשת בזמן סיבוב ותנאי כביש רטובים. נכון לעכשיו, שיטות השיפור של ביצועי הרכב כוללות בקרת זמן סטייה ישירה, מערכת בלימה נגד נעילה (ABS), בקרת נגד החלקה בנהיגה (ASR), הידועה גם כמערכת בקרת כוח נסיעה (TCS), בקרת יציבות אלקטרונית (ESP), מה שיכול לשפר את ביצועי הטיפול. המבנה של מאמר זה הוא יצירת סטייה, בקרת קצב החלקה, מפעיל מהירות לשליטה על המהירות, ביסוס דגם הרכב, בחירת פרמטרי תצורת הרכב, והקמת מודל הצמיגים ההשעיה ואימוני נוירון. לאחר הקמת הדגם, התחל לבדוק את הרכב בתנאים שונים, וודא שניתן לשפר את הביצועים על ידי התאמת פרמטרי הבקרה.
המחבר מסכם את הדרישות של בקרה מטושטשת. א. לפתח בקר לא ליניארי ב. הצורך לטפל ביותר ויותר חיישנים ומידע ג. להפחית את זמן העיבוד ד. להפחית עלויות באמצעות שיתוף פעולה טכני [10]. בתחילת העבודה, המחבר מחפש את שיטת מדידת ההיסט, ואז פשוט מודד את ההיסט של הרכב, ולאחר מכן קובע את אסטרטגיית הבקרה באמצעות אימון יחידת הרשת העצבית לשיפור הביצועים שלה. שליטה מטושטשת וזמן סטייה ישירה שולטים בזווית הסיבוב של כל גלגל. באמצעות ניסויים, מאומת כי החלקת הצמיגים של המכונית על כביש הקרח והשלג שופרה מאוד.
מחקר על וקטור מומנט של הנעה על כל הגלגלים של רכב חשמלי [12]
מאמר זה מציע מודל בקרת מומנט דיפרנציאלי חדש המבוסס על מזעור זווית החלקה. הדגמים במאמר זה הם בעיקר דיפרנציאל פתוח קדמי ואחורי ודיפרנציאל פיר ביניים (פתוח משמאל). באמצעות הניסוי של דגם רכב בכביש דיפרנציאלי, נקבעות התאוצה וההאטה של הרכב וזמן הסטייה הישירה והסטייה במהלך הנהיגה, ונלמדת יכולת התמרון. במאמר זה, נקבע מודל של שבע דרגות חופש לרכב, כולל ניתוח דרגת חופש, מודל אווירודינמי, כוח אנכי של הצמיג, ניתוח כוח הצמיג וניתוח רכבת הכוח. הקלט של כמות הבקרה הוא בעיקר בקרת מהירות הרכב ופתיחת המצערת על בסיס בקרת PI [12]. באמצעות ניסוי הרכב האמיתי, מאמר זה בוחן בעיקר את השפעת הדיפרנציאל הבין-סרני והדיפרנציאל הבין-גלגלי על זווית החלקת הרכב בתנאים רגילים. בהתבסס על זווית ההחלקה הממוזערת, כניסת מהירות הרכב ובקרת המצערת נשלטת, ופרמטרי בקרת ה-PI מותאמים כדי להשיג את חלוקת המומנט הסבירה ביותר ולשפר את יציבות הטיפול.
