Synchronmotor Testfahrt: wat heescht et?

Elektroautoe ginn nach ëmmer vun der Batterie Entwécklung iwwerholl

Déi séier Entwécklung vu Hybrid-Dreifwierker an en onbekannte Fortschrëtt an de leschte Joren am Feld vun elektresche Gefierer sinn den Haaptfokus vun der Entwécklung vun der Batterietechnologie. Si erfuerderen maximal Ressourcen vun Entwéckler a sinn déi gréissten Erausfuerderung fir Designer. Allerdéngs däerf een net de Fakt ënnerschätzen datt de Fortschrëtt an der Entwécklung vu fortgeschrattem Lithium-Ion Technologie begleet gëtt vu bedeitende Fortschrëtter am Feld vun der Kraaftreguléierung vun elektresche Stréimungen an Elektromotoren. Et huet sech erausgestallt datt och wann Elektromotoren héich Effizienz hunn, awer e seriéist Feld fir Entwécklung hunn.

Designers erwaarden datt dës Industrie extrem héich wuesse wäert, net nëmme well elektresch Gefierer ëmmer méi heefeg ginn, awer och well d'Elektrifizéierung vu Verbrennungsmotorgefierer e wichtegt Element vun den Emissiounsniveauen an der Europäescher Unioun ass.

Och wann den Elektromotor eng antik Geschicht huet, stellen haut Designer nei Erausfuerderungen. Elektromotoren, ofhängeg vum Zweck, kënnen e schmuele Design hunn an e groussen Duerchmiesser oder e klengen Duerchmiesser an e laange Kierper. Hiert Verhalen a reinen elektresche Gefierer ënnerscheet sech vun deem an Hybriden, wou d'Hëtzt, déi vum Verbrennungsmotor generéiert muss berécksiichtegt ginn. Fir elektresch Gefierer ass d'Geschwindegkeetsbereich méi breet, an déi an engem parallellen Hybrid System an der Boîte installéiert musse optiméiert sinn fir am Geschwindegkeetsberäich vum Verbrennungsmotor ze bedreiwen. Déi meescht Maschinne bedreiwen op Héichspannung, awer elektresch Maschinne mat 48 Volt ugedriwwe ginn ëmmer méi populär.

Firwat AC Motoren

Trotz der Tatsaach datt d'Quell vun Elektrizitéit an der Persoun vun der Batterie Gläichstroum ass, denken d'elektresch Systemdesigner den Ament net drun d'DC-Motoren ze benotzen. Och wann Dir Konversiounsverloschter berécksiichtegt, AC Eenheeten, besonnesch Synchrone, iwwerleeën DC Eenheeten. Awer wat heescht e synchronen oder asynchrone Motor eigentlech? Mir stellen Iech dësen Deel vun der Automobilwelt vir, well wärend Elektroautoe scho laang an Autoen a Form vu Start- an Alternatoren existéieren, sinn nei Technologien viru kuerzem an dësem Beräich agefouert ginn.

Toyota, GM a BMW sinn elo e puer vun de puer Hiersteller déi d'Entwécklung an d'Produktioun vun Elektromotoren selwer iwwerholl hunn. Och dem Toyota seng Duechtergesellschaft Lexus liwwert dës Apparater un eng aner Firma, dem Japaneschen Aisin. Déi meescht Firme vertrauen op Liwweranten wéi ZF Sachs, Siemens, Bosch, Zytec oder chinesesch Firmen. Natierlech erlaabt déi séier Entwécklung vun dësem Geschäft esou Firmen aus Partnerschaften mat Autofabrikanten ze profitéieren. Wat déi technologesch Säit ugeet, hautdesdaags, fir d'Bedierfnesser vun elektresche Gefierer an Hybriden, ginn AC Synchronmotoren mat engem externen oder internen Rotor haaptsächlech benotzt.

D'Fäegkeet effizient DC Batterien an Dräi-Phase AC ëmzesetzen a vice versa ass haaptsächlech duerch Fortschrëtter a Kontrolltechnologie. Wéi och ëmmer, aktuell Niveauen a Kraaftelektronik erreechen Niveauen dacks méi héich wéi déi an engem elektreschen Hausnetz fonnt, an dacks méi wéi 150 Ampere. Dëst generéiert vill Hëtzt mat där Kraaftelektronik ze kämpfen huet. Momentan ass de Volume vun elektronesche Kontrollgeräter nach ëmmer grouss, well elektronesch Halbleiter Kontrollgeräter kënnen net mat engem Zauberstaf reduzéiert ginn.

Béid Synchron- an asynchron Motore sinn eng Aart vu rotéierende Magnéitfeld elektresch Maschinnen déi eng méi héich Kraaftdicht hunn. Am Allgemengen besteet de Rotor vun engem Induktiounsmotor aus engem einfache Package vu festen Blieder mat kuerzen Circuitwindungen. De Stroum fléisst an de Statorwindungen a Géigendeel Puer, mat Stroum vun enger vun den dräi Phasen déi an all Paar fléisst. Well a jiddereng vun hinnen an der Phase ëm 120 Grad relativ zu deem aneren verréckelt ass, gëtt dat sougenannt rotativ Magnéitfeld kritt. Dëst, am Tour, induzéiert e Magnéitfeld am Rotor, an d'Interaktioun tëscht zwee Magnéitfelder - rotéierend am Stator an dem Magnéitfeld vum Rotor, féiert zu der Entrainment vun der leschter a spéider Rotatioun. Wéi och ëmmer, an dëser Aart vun Elektromotor bleift de Rotor ëmmer hannert dem Feld, well wann et keng relativ Bewegung tëscht dem Feld an dem Rotor gëtt, wäert et kee Magnéitfeld am Rotor induzéieren. Also gëtt den Niveau vun der maximaler Geschwindegkeet vun der Frequenz vum Versuergungsstroum an der Belaaschtung bestëmmt. Wéi och ëmmer, wéinst der méi héijer Effizienz vu Synchronmotoren, halen déi meescht Hiersteller mat hinnen.

Synchronmotoren

Dës Eenheeten hunn eng däitlech méi héich Effizienz a Kraaftdicht. E wesentlechen Ënnerscheed vun engem Induktiounsmotor ass datt d'Magnéitfeld am Rotor net duerch Interaktioun mat dem Stator entsteet, awer d'Resultat ass entweder vum Stroum deen duerch déi zousätzlech Wécklungen dran leeft oder permanent Magnéiten. Dofir ass de Feld am Rotor an de Feld am Stator synchron, an déi maximal Motorgeschwindegkeet hänkt och vun der Rotatioun vum Feld of, respektiv vun der Frequenz vum Stroum an der Belaaschtung. Fir de Besoin fir zousätzlech Stroumversuergung zu de Wécklungen ze vermeiden, wat de Stroumverbrauch erhéicht an déi aktuell Reguléierung a modernen Elektrogefierer an Hybrid Modeller komplizéiert, ginn Elektromotore mat sougenannter konstanter Erregung benotzt, d.h. mat permanente Magnéiten. Wéi scho gesot, bal all Hiersteller vun esou Autoen benotze momentan Eenheete vun dësem Typ, dofir, no villen Experten, gëtt et nach ëmmer e Problem mat engem Manktem u deieren seltenen Äerdelementer Neodym an Dysprosium. Synchron Motore sinn a verschiddenen Zorten a gemëschtentechnologesch Léisunge wéi BMW oder GM, awer mir soen Iech méi iwwer se.

Konstruktioun

Reng elektresch Gefiermotoren ginn normalerweis direkt un d'Differenzial vun der Fuertachs gekoppelt a Kraaft gëtt op d'Rieder iwwer Achswellen transferéiert, wat mechanesch Iwwerdroungsverloschter reduzéiert. Mat dësem Layout ënner dem Buedem gëtt de Schwéierpunkt reduzéiert an de Gesamtblockdesign gëtt méi kompakt. D'Situatioun ass komplett anescht mam Layout vun Hybridmodeller. Fir voll Hybriden wéi Single Modus (Toyota a Lexus) an Dual Modus (Chevrolet Tahoe), sinn d'Elektromotoren op iergendeng Manéier mat de planetareschen Gears am Hybrid Drivetrain verbonnen, an deem Fall Kompaktheet erfuerdert datt hiren Design méi laang a méi kleng ass. Duerchmiesser. A klassesch parallel Hybriden bedeit kompakt Ufuerderungen datt d'Versammlung, déi tëscht dem Schwéngrad an der Gearbox passt, e méi groussen Duerchmiesser huet an zimlech flaach ass, mat Hiersteller wéi Bosch an ZF Sachs souguer op e disc-förmleche Rotor-Design. Et ginn och Variatiounen vum Rotor - wärend am Lexus LS 600h d'Rotatiounselement dobannen ass, an e puer Mercedes Modeller ass de rotéierende Rotor dobaussen. Déi lescht Design ass och extrem bequem an de Fäll wou d'Elektromotoren an de Radhubben installéiert sinn.

Text: Georgy Kolev