სუფთა ელექტრომობილის სტრუქტურა და დიზაინი განსხვავდება ტრადიციული შიდა წვის ძრავით მომუშავე ავტომობილისგან. ის ასევე წარმოადგენს კომპლექსურ სისტემურ ინჟინერიას. ოპტიმალური მართვის პროცესის მისაღწევად, მას სჭირდება კვების ელემენტის ტექნოლოგიის, ძრავის ამძრავის ტექნოლოგიის, საავტომობილო ტექნოლოგიისა და თანამედროვე მართვის თეორიის ინტეგრირება. ელექტრომობილების მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარების გეგმაში ქვეყანა აგრძელებს „სამი ვერტიკალური და სამი ჰორიზონტალური“ კვლევისა და განვითარების განლაგების დაცვას და ასევე ხაზს უსვამს „სამი ჰორიზონტალური“ საერთო ძირითადი ტექნოლოგიების კვლევას „სუფთა ელექტრომობილის“ ტექნოლოგიური ტრანსფორმაციის სტრატეგიის შესაბამისად, ანუ კვლევას წამყვანი ძრავისა და მისი მართვის სისტემის, კვების ელემენტისა და მისი მართვის სისტემის, ასევე ძრავის მართვის სისტემის შესახებ. თითოეული მსხვილი მწარმოებელი აყალიბებს საკუთარ ბიზნესის განვითარების სტრატეგიას ეროვნული განვითარების სტრატეგიის შესაბამისად.
ავტორი აანალიზებს ახალი ენერგოძრავების შემუშავების პროცესში არსებულ ძირითად ტექნოლოგიებს, რაც უზრუნველყოფს თეორიულ საფუძველს და საცნობარო მასალას ძრავის დიზაინის, ტესტირებისა და წარმოებისათვის. გეგმა დაყოფილია სამ თავად, რათა გაანალიზდეს ელექტროძრავების ძრავის ძირითადი ტექნოლოგიები. დღეს ჩვენ თავდაპირველად გაგაცნობთ ელექტროძრავების ტექნოლოგიების პრინციპს და კლასიფიკაციას.
სურათი 1. ძრავის განვითარების ძირითადი რგოლები
ამჟამად, სუფთა ელექტრომობილების ძრავის ძირითადი ტექნოლოგიები მოიცავს შემდეგ ოთხ კატეგორიას:
სურათი 2. ძრავის ძირითადი ტექნოლოგიები
მამოძრავებელი საავტომობილო სისტემის განმარტება
ავტომობილის აკუმულატორის მდგომარეობისა და სიმძლავრის მოთხოვნების შესაბამისად, ის ბორტზე დამონტაჟებული ენერგიის დაგროვების გენერატორის მოწყობილობით გამომუშავებულ ელექტროენერგიას მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნის, რომელიც გადამცემი მოწყობილობის მეშვეობით გადაეცემა მამოძრავებელ ბორბლებს, ხოლო ავტომობილის მექანიკური ენერგიის ნაწილები ელექტროენერგიად გარდაიქმნება და მუხრუჭის დაკვრისას ენერგიის დაგროვების მოწყობილობას უბრუნდება. ელექტროძრავა მოიცავს ძრავას, ტრანსმისიის მექანიზმს, ძრავის კონტროლერს და სხვა კომპონენტებს. ელექტროენერგეტიკული მართვის სისტემის ტექნიკური პარამეტრების დიზაინი ძირითადად მოიცავს სიმძლავრეს, ბრუნვის მომენტს, სიჩქარეს, ძაბვას, გადაცემის კოეფიციენტს, კვების წყაროს ტევადობას, გამომავალ სიმძლავრეს, ძაბვას, დენს და ა.შ.
1) ძრავის კონტროლერი
ასევე ინვერტორს უწოდებენ და ის აკუმულატორის მიერ შემავალ მუდმივ დენს ცვლად დენად გარდაქმნის. ძირითადი კომპონენტები:
◎ IGBT: დენის ელექტრონული გადამრთველი, პრინციპი: კონტროლერის მეშვეობით, IGBT ხიდის მკლავის კონტროლი გარკვეული სიხშირისა და თანმიმდევრობის გადამრთველის დახურვისთვის სამფაზიანი ცვლადი დენის გენერირებისთვის. დენის ელექტრონული გადამრთველის დახურვის კონტროლით, შესაძლებელია ცვლადი ძაბვის გარდაქმნა. შემდეგ სამუშაო ციკლის კონტროლით წარმოიქმნება ცვლადი ძაბვა.
◎ ფირის ტევადობა: ფილტრაციის ფუნქცია; დენის სენსორი: სამფაზიანი გრაგნილის დენის აღმოჩენა.
2) მართვისა და მართვის წრე: კომპიუტერის მართვის დაფა, IGBT-ის მართვა
ძრავის კონტროლერის როლია მუდმივი დენის ცვლად დენად გარდაქმნა, თითოეული სიგნალის მიღება და შესაბამისი სიმძლავრისა და ბრუნვის მომენტის გამოტანა. ძირითადი კომპონენტები: დენის ელექტრონული გადამრთველი, ფირის კონდენსატორი, დენის სენსორი, მართვის წამყვანი წრე სხვადასხვა გადამრთველების გასახსნელად, სხვადასხვა მიმართულებით დენების წარმოქმნისთვის და ცვლადი ძაბვის გენერირებისთვის. ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია სინუსოიდური ცვლადი დენი მართკუთხედებად დავყოთ. მართკუთხედების ფართობი გარდაიქმნება იმავე სიმაღლის ძაბვად. X ღერძი ახორციელებს სიგრძის კონტროლს სამუშაო ციკლის კონტროლით და საბოლოოდ ახორციელებს ფართობის ეკვივალენტურ გარდაქმნას. ამ გზით, მუდმივი დენის კონტროლი შესაძლებელია IGBT ხიდის მკლავის გარკვეული სიხშირისა და თანმიმდევრობის გადამრთველის დახურვისთვის კონტროლერის მეშვეობით, რათა წარმოიქმნას სამფაზიანი ცვლადი დენის დენა.
ამჟამად, ამძრავი წრედის ძირითადი კომპონენტები იმპორტზეა დამოკიდებული: კონდენსატორები, IGBT/MOSFET გადამრთველები, ციფრული სქემები, ელექტრონული ჩიპები და ინტეგრირებული სქემები, რომელთა დამოუკიდებლად წარმოება შესაძლებელია, მაგრამ სუსტი სიმძლავრის მქონეა; სპეციალური სქემები, სენსორები, კონექტორები, რომელთა დამოუკიდებლად წარმოება შესაძლებელია: კვების წყაროები, დიოდები, ინდუქტორები, მრავალშრიანი მიკროსქემების დაფები, იზოლირებული მავთულები, რადიატორები.
3) ძრავა: სამფაზიანი ცვლადი დენის გარდაქმნა მანქანა-დანადგარებად
◎ სტრუქტურა: წინა და უკანა ბოლოები, ჭურვები, ლილვები და საკისრები
◎ მაგნიტური წრედი: სტატორის ბირთვი, როტორის ბირთვი
◎ წრედი: სტატორის გრაგნილი, როტორის გამტარი
4) გადამცემი მოწყობილობა
გადაცემათა კოლოფი ან რედუქტორი ძრავის მიერ გამომუშავებულ ბრუნვის ბრუნვის სიჩქარეს გარდაქმნის მთელი ავტომობილის მიერ მოთხოვნილ სიჩქარედ და ბრუნვის მომენტად.
წამყვანი ძრავის ტიპი
მამოძრავებელი ძრავები იყოფა შემდეგ ოთხ კატეგორიად. ამჟამად, ცვლადენოვანი ინდუქციური ძრავები და მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავები ახალი ენერგიის ელექტრომობილების ყველაზე გავრცელებული ტიპებია. ამიტომ, ჩვენ ყურადღებას ვამახვილებთ ცვლადენოვანი ინდუქციური ძრავის და მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის ტექნოლოგიაზე.
| მუდმივი დენის ძრავა | ცვლადი დენის ინდუქციური ძრავა | მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავა | გადართვადი უხალისობის ძრავა | |
| უპირატესობა | დაბალი ღირებულება, კონტროლის სისტემის დაბალი მოთხოვნები | დაბალი ღირებულება, ფართო სიმძლავრის დაფარვა, განვითარებული მართვის ტექნოლოგია, მაღალი საიმედოობა | მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივე, მაღალი ეფექტურობა, მცირე ზომა | მარტივი სტრუქტურა, კონტროლის სისტემის დაბალი მოთხოვნები |
| ნაკლი | მაღალი ტექნიკური მომსახურების მოთხოვნები, დაბალი სიჩქარე, დაბალი ბრუნვის მომენტი, მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობა | მცირე ეფექტური ფართობი, დაბალი სიმძლავრის სიმკვრივე | მაღალი ღირებულება; გარემოზე ცუდი ადაპტირება; | დიდი ბრუნვის მომენტის რყევა, მაღალი სამუშაო ხმაური |
| აპლიკაცია | მცირე ან მინი დაბალი სიჩქარით მოძრავი ელექტრომობილი | ელექტრო ბიზნეს ავტომობილი და მსუბუქი ავტომობილები | ელექტრო ბიზნეს ავტომობილი და მსუბუქი ავტომობილები | შერეული სიმძლავრის მქონე ავტომობილი |
1) ცვლადი დენის ინდუქციური ასინქრონული ძრავა
ცვლადი დენის ინდუქციური ასინქრონული ძრავის მუშაობის პრინციპი გულისხმობს, რომ გრაგნილი გაივლის სტატორის ჭრილსა და როტორს: ის დაწყობილია მაღალი მაგნიტური გამტარობის მქონე თხელი ფოლადის ფურცლებით. სამფაზიანი ელექტროენერგია გაივლის გრაგნილში. ფარადეის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის თანახმად, წარმოიქმნება მბრუნავი მაგნიტური ველი, რაც როტორის ბრუნვის მიზეზია. სტატორის სამი ხვეული დაკავშირებულია 120 გრადუსიანი ინტერვალით და დენის გამტარი მათ გარშემო წარმოქმნის მაგნიტურ ველებს. როდესაც ამ სპეციალურ მოწყობილობას მიეწოდება სამფაზიანი დენის წყარო, მაგნიტური ველები შეიცვლება სხვადასხვა მიმართულებით კონკრეტულ დროს ცვლადი დენის ცვლილებასთან ერთად, რაც წარმოქმნის ერთგვაროვანი ბრუნვის ინტენსივობის მაგნიტურ ველს. მაგნიტური ველის ბრუნვის სიჩქარეს სინქრონული სიჩქარე ეწოდება. დავუშვათ, რომ შიგნით მოთავსებულია დახურული გამტარი, ფარადეის კანონის თანახმად, რადგან მაგნიტური ველი ცვალებადია, მარყუჟი იგრძნობს ელექტრომამოძრავებელ ძალას, რომელიც მარყუჟში დენს წარმოქმნის. ეს სიტუაცია ზუსტად იგივეა, რაც მაგნიტურ ველში დენის გამტარი მარყუჟის შემთხვევაში, რომელიც მარყუჟზე ელექტრომაგნიტურ ძალას წარმოქმნის და ჰუან ჯიანგი იწყებს ბრუნვას. ციყვის გალიის მსგავსი რამის გამოყენებით, სამფაზიანი ცვლადი დენი სტატორის გავლით მბრუნავ მაგნიტურ ველს წარმოქმნის და დენი ინდუცირდება ციყვის გალიის ღეროში, რომელიც ბოლო რგოლით არის დამოკლებული, რის გამოც როტორი ბრუნვას იწყებს, რის გამოც ძრავას ინდუქციური ძრავა ეწოდება. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის დახმარებით, როტორთან პირდაპირ მიერთების ნაცვლად, როტორში ელექტროენერგიის ინდუცირებისთვის იზოლირებული რკინის ბირთვის ფანტელები ივსება ისე, რომ მცირე ზომის რკინა უზრუნველყოფს მინიმალურ ბრუნვით დენის დანაკარგს.
2) ცვლადი დენის სინქრონული ძრავა
სინქრონული ძრავის როტორი განსხვავდება ასინქრონული ძრავისგან. როტორზე დამონტაჟებულია მუდმივი მაგნიტი, რომელიც შეიძლება დაიყოს ზედაპირზე დასამონტაჟებელ და ჩაშენებულ ტიპებად. როტორი დამზადებულია სილიციუმის ფოლადის ფურცლისგან, ხოლო მუდმივი მაგნიტი ჩაშენებულია. სტატორი ასევე დაკავშირებულია 120 ფაზური სხვაობის მქონე ცვლად დენთან, რომელიც აკონტროლებს სინუსოიდული ცვლადი დენის ზომას და ფაზას, ისე, რომ სტატორის მიერ გენერირებული მაგნიტური ველი საპირისპიროა როტორის მიერ გენერირებულისა და მაგნიტური ველი ბრუნავს. ამ გზით, სტატორი იზიდავს მაგნიტს და ბრუნავს როტორთან ერთად. ციკლიდან ციკლი წარმოიქმნება სტატორისა და როტორის შთანთქმის შედეგად.
დასკვნა: ელექტრომობილების ძრავის ამძრავი ძირითადად მეინსტრიმად იქცა, თუმცა ის არ არის ერთიანი, არამედ დივერსიფიცირებული. თითოეულ ძრავის ამძრავ სისტემას აქვს საკუთარი ყოვლისმომცველი ინდექსი. თითოეული სისტემა გამოიყენება არსებულ ელექტრომობილების ამძრავში. მათი უმეტესობა ასინქრონული და მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავებია, ზოგი კი ცდილობს გადართვის რეზისტენტულ ძრავებს. აღსანიშნავია, რომ ძრავის ამძრავი აერთიანებს ელექტრონიკის ტექნოლოგიას, მიკროელექტრონიკის ტექნოლოგიას, ციფრულ ტექნოლოგიას, ავტომატური მართვის ტექნოლოგიას, მასალათმცოდნეობას და სხვა დისციპლინებს, რათა ასახოს მრავალი დისციპლინის ყოვლისმომცველი გამოყენებისა და განვითარების პერსპექტივები. ის ძლიერი კონკურენტია ელექტრომობილების ძრავებში. იმისათვის, რომ მომავალ ელექტრომობილებში ადგილი დაიკავოს, ყველა სახის ძრავას არა მხოლოდ ძრავის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია სჭირდება, არამედ მართვის სისტემის ინტელექტუალური და ციფრული ასპექტების მუდმივი შესწავლაც.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 30 იანვარი
