Условия и номинальные режимы работы тяговых двигателей

Расчет параметров диаграмм на горизонтальном участке с уклоном +0,5%

Сила сопротивления движению трамвая
на участке:

Угол
уклона  равен:

.

 Н·м.

 Н·м.

 Н·м.

 Н·м.

Принимаем
номинальный момент

;

;

;

;

;

;

;

.

Момент
двигателя:

Если
суммарная сила сопротивления движению положительна (Fсопр>0), то
момент двигателя считается по формуле:

.

Если
суммарная сила сопротивления движению отрицательна (Fсопр<0), то
момент двигателя считается по формуле:

.

 Н·м;

 Н·м;

 Н·м.

Рассчитаем
параметры приближенной скоростной диаграммы на горизонтальном участке:

разгон:

Время
разгона

 с.

Путь
разгона

 м.

выбег:

Если
суммарная сила сопротивления движению положительна (Fсопр>0), то
выбег осуществляется до скорости

.

Сила
сопротивления при этом составит:

Если
суммарная сила сопротивления движению отрицательна (Fсопр<0), то
выбег осуществляется до скорости

.

Сила
сопротивления при этом составит:

Путь
выбега определим из выражения:

Время
выбега найдем из выражения:

торможение:

Принимаем
конечную скорость торможения  м/с.

Тогда
время торможения:

 с.

Путь
торможения:

 м.

дотягивание:

Принимаем
путь дотягивания  м и скорость  м/с.

Тогда
время дотягивания:

 с.

остановка:

Принимаем
начальную скорость торможения  м/с.

Принимаем
конечную скорость торможения (остановка) м/с.

Тогда
время торможения:

 с.

Путь
торможения:

 м.

тяга:

Принимаем
расстояние между остановками 500 м.

Тогда
путь тяги

 м.

Время
тяги

 с.

По
рассчитанным параметрам строим приближенную скоростную (рисунок 1), и
нагрузочную (рисунок 3) диаграммы и диаграмму пути (рисунок 2) на
горизонтальном участке с уклоном +0,5%.

Рисунок
1 — Скоростная диаграмма на горизонтальном участке с уклоном +0,5%

Рисунок
2 — Диаграмма пути на горизонтальном участке с уклоном +0,5%

Рисунок
3 — Нагрузочная диаграмма на горизонтальном участке с уклоном +0,5%

Тяговые электродвигатели

Тяговые электродвигатели (ТЭД) классифицируются по назначению, конструктивному исполнению, по приводу на ось, способу питания электроэнергией и роду тока, режиму работы, способу охлаждения, степени защиты, климатическому исполнению. Отличие ТЭД от общепромышленных заключается в предельной интенсивности использования электротехнических материалов. Эти требования вызваны работой двигателей в ограниченных габаритах, при низких весовых показателях и высокой переменной механической и электрической нагрузке на конструкции, в условиях повышенного попадания вовнутрь пыли и влаги (в том числе с образованием инея и при низких температурах), а также длительным сроком службы. На условия эксплуатации ТЭД на ж.-д. транспорте РФ разработаны
ГОСТ 2582-81 и ГОСТ 15150-69, по которым допускаются одиночные удары с ускорением до 280 м/с2 при опорно-осевом подвешивании двигателя, работа при температуре окружающего воздуха от минус 50 «С (иногда от минус 60 °С) до плюс 40 °С. При работе в зоне умеренного или умеренно-холодного климата
регламентирована относительная влажность воздуха — 80%, среднегодовая абсолютная влажность -11 г-м2; допустима эксплуатация на высоте 1200 м — иногда до 1400 м от уровня моря; срок службы 25-30 лет. Резкое изменение механической нагрузки, температуры и влажности провоцирует образование трещин
в конструкциях, изоляционных материалах, антикоррозионном покрытии.

ТЭД может, преобразуя электрическую энергию в механическую, приводить во вращение одну ось — индивидуальный привод, несколько осей — групповой привод. ТЭД может работать в режиме реверсирования (изменять направление вращения), а также работать в режиме генератора (при электрическом торможении). По конструктивному исполнению различают коллекторные тяговые электродвигатели и бесколлекторные тяговые электродвигатели. В качестве ТЭД на специальном высокоскоростном электроподвижном составе используются линейные электродвигатели.

Расчет параметров диаграмм на подъеме 3%

Расчет ведется по методике, описанной в п. 2.1. Результаты расчета сведем
в таблицу 7.

Таблица 7- Расчет параметров на подъеме 3%

Сила сопротивления на
участке, Н

Момент двигателя, Н∙м

Время, с

Путь, м

на участке

суммарное

на участке

суммарный

Разгон

3144,2

8,3

8,3

34,7

34,7

Установившееся движение

1309

50,8

59,1

423,1

457,8

Выбег

2

61,1

14,95

472,55

Торможение

-526,2

5,7

68,4

21,75

494,50

Дотягивание

1309

5,00

73,4

5,00

499,50

Остановка

1,00

74,4

0,50

500,00

По данным таблицы 7 строим приближенную скоростную (рисунок 22) и
нагрузочную (рисунок 24) диаграммы и диаграмму пути (рисунок 23) на подъеме 3%.

Рисунок 22 — Скоростная диаграмма на подъеме 3%

Рисунок 23 — Диаграмма пути на подъеме 3%

Рисунок 24- Нагрузочная диаграмма на подъеме 3%

4. Предварительный выбор тягового электродвигателя

Выбор тягового электродвигателя производиться по потребной мощности,
которая определяется по формуле:

где
— средний момент ТЭД, Н·м;

 —
номинальная угловая скорость вращения якоря ТЭД, рад/с.

Средний момент ТЭД определяется по формуле:

где
Mэкв i — эквивалентный момент на каждом участке пути, Н·м;i —
количество участков с одинаковыми уклонами.

Эквивалентные
моменты для всех участков рассчитываются по следующей формуле:

где
Mразг, Mуст, Mторм, Mдот — момент ТЭД при разгоне, при установившемся движении,
при торможении, при дотягивании соответственно, Н·м;

tразг, tуст,
tвыб, tторм, tдот, tост — время разгона, установившегося движения, выбега,
торможения дотягивания и остановки соответственно, с.

Продолжительность
включения определяется по формуле:

Рассчитаем
эквивалентные моменты и продолжительность включения ТЭД для всех участков по
формулам приведенным выше:

1.  Горизонтальный участок с уклоном +0.5%:

.
Горизонтальный участок с уклоном -0.5%:

3.
Подъём с уклоном +4%:

4.
Спуск с уклоном -4%:

.
Подъем с уклоном 5%:

.
Спуск с уклоном -5%:

.
Подъем с уклоном 3%:

.
Спуск с уклоном -3%:

Определим
средний момент ТЭД:

Определим
среднюю величину продолжительности включения:

Тогда
потребная мощность ТЭД:

Рассчитаем
мощность необходимую для режима S3 с учётом продолжительности включения:

Так как у нас 4 двигателя в
трамваи, то мощность делим на 4 и находим мощность одного двигателя.

По
мощности выбираем двигатель ДК-259 Г3 , параметры которого приведены
в таблице 8:

Таблица 8- Параметры двигателя ДК-259 Г3

Тип возбуждения

независимое

Номинальная
мощность, кВт

45

Номинальное
напряжение, В

275

Ток часового
режима, А

190

Номинальная частота
вращения, об/мин

1500

Максимальная
частота вращения, об/мин

4060

Момент инерции, кг/м2

3,2

Определим КПД электродвигателя по формуле:

где
 — номинальное напряжение электродвигателя, ;


номинальный ток электродвигателя, .

. Проверка двигателя по тягово-тормозной диаграмме

Для построения тягово-скоростной диаграммы необходимо определить
располагаемый момент ТЭД, а также необходимо построить механическую
характеристику.

Располагаемый момент определяется по формуле:

где
Mном — номинальный момент ТЭД, Н·м;

ωном, ω- номинальная
и текущая угловая скорость
соответственно, рад/с.

Однако
допускается следующее:

Определим
номинальный момент ТЭД по формуле:

Определяем сопротивление якорной цепи по формуле:

,

где

Примем
сопротивление якорной цепи

.

Определим
номинальный момент ТЭД:

В
пределах угловой скорости от нуля до номинальной граница зоны располагаемых
значений момента будет представлять собой вертикальную прямую из точки со
значением предельного момента (момент тяги и тормозной момент).

Располагаемый
момент тяги будет равен:

Предельный
тормозной момент будет меньше предельного момента тяги на величину суммарных
потерь и приблизительно равен:

Для
построения границы в диапазоне от номинальной до максимальной скорости
воспользуемся формулой:

Подставляя
в неё значения номинального момента, номинальной угловой скорости и значения
текущих угловых скоростей в диапазоне от номинальной до максимальной.
Результаты расчёта сведены в таблице 9.

Таблица 9- Значения располагаемых моментов в диапазоне угловых скоростей
от номинальной до максимальной

v, км/ч

ω,
рад/c

Мрасп тяг, Н·м

Мрасп торм, Н·м

30

157,00

1615

-1285

34

177,93

1418

-1134

38

198,87

1268

-1015

42

219,80

1148

-918

46

240,73

1048

-838

50

261,67

964

-771

54

282,60

893

-714

58

303,53

831

-665

62

324,47

777

-622

66

345,40

730

-584

Строим зону располагаемых значений момента ТЭД (рисунок 25) в диапазоне
угловых скоростей от номинальной до максимальной.

Рисунок 25- Зона допустимых значений момента ТЭД

Якорь и коллектор

В состав якоря входит вал, сердечник, обмотки и коллектор. Конфигурация сердечника выполнена в форме цилиндра, а сам он изготовлен из тонких штампованных листов электротехнической стали. Для изоляции листов используется лак или бумага. В сжатом виде после сборки сердечник фиксируется нажимными шайбами. Благодаря устройству сердечника, удается компенсировать влияние вихревых токов и снизить в нем утечку электроэнергии. Охлаждение ТЭД выполняется за счет специальных каналов вентиляции, устроенных в сердечнике.

Для якорных обмоток используется медный проводник круглого или прямоугольного сечения. Он закладывается в выемки сердечника и качественно изолируется от него. Вся обмотка делится на секции, концы каждой из них соединяются с коллектором путем пайки.

В конструкцию каждого коллектора входит активная составляющая и система крепления. Изоляция медных коллекторных пластинок (7) выполняется с помощью специальных прокладок. Провода якорной обмотки припаиваются к выступу в конце элемента (5). Край пластин, расположенный снизу (6) после сборки зажимается с помощью двух нажимных колец (3). Эти кольца также изолируются, а сама изоляция утапливается на 1,5 мм внутрь скользящей поверхности коллектора.

Координирование и скоростные показатели

Точно так же, как и в случае с поездами, данный транспорт имеет собственную службу отслеживания исполнения трафика и правильности маршрутов. Диспетчеры занимаются оперативным корректированием графика, если случилась любая непредвиденная ситуация на линии. Также данная служба отвечает за выпуск на маршруты резервных трамваев или автобусов для замены.

Правила движения в городских условиях могут отличаться в разных странах. К примеру, в России расчетная скорость трамвая лежит в диапазоне от 45 до 70 км/ч, а для систем с эксплуатационной скоростью от 75 до 120 км/ч строительные нормы предписывают приставку «скоростные».

Расчет параметров диаграмм на спуске -5%

Расчет ведется по методике, описанной в п. 2.1. Результаты расчета сведем
в таблицу 5.

Таблица 5 — Расчет параметров на спуске -5%

Сила сопротивления на
участке, Н

-3115,76

Момент двигателя, Н∙м

Время, с

Путь, м

на участке

суммарное

на участке

суммарный

Разгон

781,15

8,3

8,3

34,7

34,7

Установившееся движение

-1054

49,15

57,45

409,45

444,15

Выбег

3,12

60,57

28,6

472,75

Торможение

-2889,2

5,7

66,27

21,75

494,50

Дотягивание

-1054

5,00

71,27

5,00

499,50

Остановка

1,00

72,27

0,50

500,00

По данным таблицы 5 строим приближенную скоростную (рисунок 16) и
нагрузочную (рисунок 18) диаграммы и диаграмму пути (рисунок 17) на спуске -5%.

Рисунок 16 — Скоростная диаграмма на спуске -5%

Рисунок 17- Диаграмма пути на спуске -5%

Рисунок 18 — Нагрузочная диаграмма на спуске -5%

Расчет параметров диаграмм на горизонтальном участке с уклоном -0,5%

Расчет ведется по методике, описанной в п. 2.1. Результаты расчета сведем
в таблицу 1.

Таблица 1 — Расчет параметров на горизонтальном участке с уклоном -0,5%

Сила сопротивления на
участке, Н

5052,878

Момент двигателя, Н∙м

Время, с

Путь, м

на участке

суммарное

на участке

суммарный

Разгон

2110,78

8,3

8,3

34,7

34,7

Установившееся движение

275,6

44,8

53,2

373,45

408,15

Выбег

7,1

60,2

64,6

472,75

Торможение

-1559,5

5,7

65,9

21,75

495

Дотягивание

275,61

5

70,9

5

499,5

Остановка

1

71,9

0,5

500,00

По данным таблицы 1 строим приближенную скоростную (рисунок 4) и нагрузочную (рисунок 6) диаграммы и диграмма пути (риунок 5) на горизонтальном участке с уклоном
-0,5%.

Рисунок 4 — Скоростная диаграмма на горизонтальном участке с уклоном
-0,5%

Рисунок 5 — Диаграмма пути на горизонтальном участке с уклоном -0,5%

Рисунок 6 — Нагрузочная диаграмма на горизонтальном участке с уклоном
-0,5%

Возможно, вам также будет интересно

Введение Сектор электропривода малой мощности является самым емким на рынке электроприводов. Анализ рынка промышленного электропривода показывает, что наибольшим спросом пользуется привод малой (до 3,7 кВт) и средней (до 37 кВт) мощности. Причем на долю электроприводов мощностью до 3,7 кВт приходится около 75% всего рынка. Этот же диапазон мощностей характерен и для приводов бытовой техники: холодильников,

Однотактный прямоходовой мостовой конвертер (далее ОПМК, в зарубежной литературе — double-ended forward converter, two-switch forward converter) впервые был описан в материалах фирмы Philips и впоследствии вошел в число наиболее применяемых и распространенных типов DC/DC-конвертеров (рис. 1) . Широкое применение ОПМК объясняется совокупностью его положительных свойств: Напряжение на закрытых транзисторах VT1 и VT2 не превышает

Компания VPG Foil Resistors, подразделение Vishay Precision Group, представила серию 303337 сверхвысокоточных резисторов для поверхностного монтажа мощностью 3 Вт космического класса надежности.
Использование резисторов серии 303337 позволяет получить высокоточное значение напряжения, прямо пропорциональное измеряемому уровню тока. Резисторы обладают сниженной чувствительностью к колебаниям измеряемой мощности и тепловым значениям сопротивления. Уникальная конструкция Bulk Metal Z Foil резисторов 303337 основана на технологии изготовления резисторов собственной разработки компании VPG, …

Характеристики ТЭД

Характеристики ТЭД делятся на электромеханические, тепловые и аэродинамические. К электромеханическим характеристикам относят зависимости частоты
вращения якоря n, вращающего момента двигателя М и кпд на его валу ηд от силы тока якоря Iа, а также отношения напряжения в обмотках якоря (эдс) к частоте вращения Е/n в зависимости от силы тока возбуждения Iв. Последняя зависимость нелинейна из-за насыщения магнитной цепи машины при большом токе возбуждения (рис. 5.57).

Основные расчетные зависимости для любой электрической машины постоянного тока следующие:

Рэ = Elа= 1,028 Мэ*n; Е=с*Ф8n; U = Е + IаR; η=Р2/Р1,

где Рэ, Мэ — электромагнитная мощность и момент (в воздушном зазоре), Р1 = U*Iа, Р2 = Р1-ΣΔP -мощность на выводах (зажимах) и валу, U — напряжение на выводах машины.

Расчет параметров диаграмм на подъёме 4%

Расчет ведется по методике, описанной в п. 2.1. Результаты расчета сведем
в таблицу 2.

Таблица 2- Расчет параметров на подъеме +4%

Сила сопротивления на
участке, Н

29398,2

Момент двигателя, Н∙м

Время, с

Путь, м

на участке

суммарное

на участке

суммарный

Разгон

3438,7

8,3

8,3

34,7

34,7

Установившееся движение

1603,5

51,1

59,4

425,6

460,3

Выбег

1,65

61,05

12,45

472,75

Торможение

-231,62

5,7

68,35

21,75

494,50

Дотягивание

1603,5

5

73,35

5

499,50

Остановка

1

74,35

0,5

500,00

По данным таблицы 2 строим приближенную скоростную (рисунок 7) и
нагрузочную (рисунок 9) диаграммы и диграмма пути (риунок 8) на подъеме с уклоном +4%.

Рисунок 7 — Скоростная диаграмма на подъеме с уклоном +4%

Рисунок 8 — Диграмма пути на подъеме с уклоном +4%

Рисунок 9- Нагрузочная диаграмма на подъеме с уклоном +4%

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии .

  • Электродвигатели используются повсеместно, основные области применения:
  • промышленность: насосы, вентиляторы, компрессоры, конвейеры, движущая сила для других машин и др.
  • строительство: насосы, вентиляторы, конвейеры, лифты, системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха и др.
  • потребительские устройства: холодильники, кондиционеры, персональные компьютеры и ноутбуки (жесткие диски, вентиляторы), пылесосы, стиральные машинки, миксеры и др.
ЭД1 Функции Области применения
Вращающиеся электродвигатели Насосы Системы водоснабжения и водоотведения
Системы перекачки охлажденной или нагретой воды, системы отопления, ОВК2, системы полива
Системы канализации
Перекачка нефтепродуктов
Вентиляторы Приточно-вытяжная вентиляция, ОВК2, вентиляторы
Компрессоры Системы вентиляции, холодильные и морозильные установки, ОВК2
Накопление и распределение сжатого воздуха, пневматические системы
Системы сжижения газа, системы перекачки природного газа
Вращение, смешивание, движение Прокатный стан, станки: обработка металла, камня, пластика
Прессовое оборудование: обработка алюминия, пластиков
Обработка текстиля: ткачество, стирка, сушка
Смешивание, взбалтывание: еда, краски, пластики
Транспорт Пассажирские лифты, эскалаторы, конвейеры
Грузовые лифты, подъемные краны, подъемники, конвейеры, лебедки
Транспортные средства: поезда, трамваи, троллейбусы, автомобили, электромобили, автобусы, мотоциклы, велосипеды, зубчатая железная дорога, канатная дорога
Угловые перемещения (шаговые двигатели, серводвигатели) Вентили (открыть/закрыть)
Серво (установка положения)
Линейные электродвигатели Открыть/закрыть Вентили
Сортировка Производство
Хватать и перемещать Роботы

Примечание:

  1. ЭД — электродвигатель
  2. ОВК — системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха

ТЭД пульсирующего тока

ТЭД пульсирующего тока питается от однофазного выпрямителя ЭПС; пульсация тока частотой 100 Гц при номинальной нагрузке 20-30%. Номинальное напряжение на коллекторе 750-1000 В, максимальное 1200 В. На электровозах сила тока ТЭД — до 1200 А, мощность — до 1000 кВт, на моторных вагонах — до 400-600 А и 300 кВт. Напряжение ТЭД регулируется переключением обмоток тягового трансформатора или изменением угла открытия тиристоров (при питании от управляемого выпрямителя).

Недостатком любых конструкций коллекторных ТЭД является ненадежный в работе коллекторно-щеточный узел, ограничивающий мощность и частоту вращения (допустимая линейная скорость на поверхности коллектора 50-60 м/с) и требующий регулярного обслуживания при эксплуатации. Основные технические данные ТЭД, применяемых на ЭПС локомотивного парка России и других стран СНГ, приведены в таблице.

Количество колес у трамвая

Чрезвычайно распространены сегодня низкопольные вариации этого транспортного средства. Особенности конструкции не дают возможности сделать независимую подвеску для каждого колеса, из-за чего требуется устанавливать специальные колесные пары. Также применяются и альтернативные решения данной проблемы. Количество колес зависит от конкретного варианта исполнения конструкции трамвая и — в большей степени — от числа секций.

Кроме того, различается и компоновка. Большинство многосекционных трамваев оснащается приводными колесными парами (у которых есть мотор) и бесприводными. Для повышения поворотливости обычно увеличивают и число отсеков. Если заинтересоваться тем, сколько колес у трамвая, можно найти следующую информацию:

  1. Одна секция. Две или четыре приводные либо две приводные и одна бесприводная пара колес.
  2. Две секции. Четыре приводных и две бесприводных или восемь приводных пар колес.
  3. Три секции. По четыре приводных и бесприводных пар колес в разных комбинациях.
  4. Пять секций. Шесть приводных пар колес. Идут по две штуки через одну секцию начиная с первой.

Производители электродвигателей

Российские производители электродвигателей

Регион Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Краснодарский край Армавирский электротехнический завод
Свердловская область Баранчинский электромеханический завод
Владимир Владимирский электромоторный завод
Санкт-Петербург ВНИТИ ЭМ
Москва ЗВИМосковский электромеханический завод имени Владимира Ильича
Пермь ИОЛЛА
Республика Марий Эл Красногорский завод «Электродвигатель»
Воронеж МЭЛ
Новочеркасск Новочеркасский электровозостроительный завод
Санкт-Петербург НПО «Электрические машины»
Томская область НПО Сибэлектромотор
Новосибирск НПО Элсиб
Удмуртская республика Сарапульский электрогенераторный завод
Киров Электромашиностроительный завод Лепсе
Санкт-Петербург Ленинградский электромашиностроительный завод
Псков Псковский электромашиностроительный завод
Ярославль Ярославский электромашиностроительный завод

Аббревиатура:

  • АДКР —
  • АДФР —
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
  • СДПМ — синхронный двигатель с постоянными магнитами
  • СРД — синхронный реактивный двигатель
  • СГД — синхронный гистерезисный двигатель
  • УД — универсальный двигатель
  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • КДПТ ОВ —
  • КДПТ ПМ —

Производители электродвигателей ближнего зарубежья

Страна Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Беларусь Могилевский завод «Электродвигатель»
Беларусь Полесьеэлектромаш
Украина Харьковский электротехнический завод «Укрэлектромаш»
Молдова Электромаш
Украина Электромашина
Украина Электромотор
Украина Электротяжмаш

Производители электродвигателей дальнего зарубежья

Страна Производитель Асинхронный двигатель Синхронный двигатель УД КДПТ
СДОВ СДПМ, серво СРД, СГД Шаговый
Швейцария ABB Limited
США Allied Motion Technologies Inc.
США Ametek Inc.
США Anaheim automation
США Arc System Inc.
Германия Baumueller
Словения Domel
США Emerson Electric Corporation
США General Electric
США Johnson Electric Holdings Limited
Германия Liebherr
Швейцария Maxon motor
Япония Nidec Corporation
Германия Nord
США Regal Beloit Corporation
Германия Rexroth Bosch Group
Германия Siemens AG
Бразилия WEG

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

Особенности, плюсы и минусы автомобильных ТЭД

Прорыв в сфере производства тяговых аккумуляторов существенно повысил спрос на электрокары, приводимые в движение тяговыми электромоторами переменного тока.

В большинстве случаев это асинхронные двигатели, у которых частота вращения ротора не соответствует частоте изменения потенциала напряжения и, соответственно, магнитного поля. Достаточно сказать, что Tesla S и Х оснащаются именно трёхфазными асинхронными тяговыми электромоторами. Их ещё называют индукционными, поскольку электромагнитная сила у них индуцируется в роторе по закону Ленца. Индукционные моторы устанавливаются на БЕЛАЗ-549 грузоподъёмностью 75т.

Синхронные электродвигатели в автомобилестроении используются реже, хотя в целом они достаточно востребованы. Например, климатическая техника и многие насосные системы базируются на синхронных моторах.

Но есть моменты, в которых синхронные ТЭД лучше асинхронных аналогов. В частности, они лучше используют энергию торможения автомобиля в целях рекуперации, и такие транспортные средства вполне безопасно буксировать, чего не скажешь о машине с асинхронным мотором.

Пример использования синхронного ТЭД – модель Renault Zoe. Здесь на электромагниты поступает постоянный ток, а электродвижущая сила возникает за счет изменения полярности магнитов статора (у ротора она неизменная).

Разговоры о том, что за электрокарами будущее, не лишены основания. Большинство технических сложностей успешно преодолено, инфраструктура подзарядки аккумуляторов развивается быстрыми темпами, конструкция самих двигателей постоянно совершенствуется.

Преимущества автомобильных электродвигателей

Рассмотрим, чем ТЭД лучше бензиновых/дизельных моторов:

  • в отличие от ДВС, в тяговом электромоторе не требуется раскрутка вала по мере возрастания числа оборотов: максимальный крутящий момент возникает сразу после включения электрического мотора. Так что чистому электрокару не нужен стартер, да и сцепление тоже, а двигатель внутреннего сгорания без них работать не сможет;
  • второй момент – простота реализации реверса в тяговом электромоторе. Чтобы включить задний ход, достаточно поменять полярность подключения тягового электродвигателя. И никаких коробок передач;
  • у авто с электромотором КПД достигает 95%, что даже теоретически недостижимо для ДВС;
  • автомобильный тяговый электропривод во много раз компактнее и легче двигателя внутреннего сгорания, что в наш век миниатюризации весомый плюс;
  • у машин, оснащённых двигателем на бензине или дизтопливе, при торможении вся кинетическая энергия расходуется даже не попусту, а во вред, нагревая колодки и способствуя их более быстрому износу. Возможность использования электромотора как генератора в режиме рекуперации идёт во благо, поскольку при торможении электроэнергия не тратится, а преобразуется в форму, способную подпитывать тяговой аккумулятор. Особенно сильно этот эффект проявляется в гористой местности;
  • для зарядки батарей тягового мотора требуется меньше денег, чем тратится на углеводородное топливо, и эта тенденция со временем будет только усиливаться;
  • электромотор работает практически бесшумно;
  • принудительное охлаждение тягового электродвигателя в большинстве случаев не востребовано, хотя допускается;
  • нельзя не упомянуть и экологический фактор, который многими преподносится как основной.

Недостатки

Хотя история электрокаров насчитает не одно десятилетие, их массовое распространение сдерживалось несовершенством аккумуляторов – их требовалось много, что увеличивало вес автомобиля, садились они быстро и подзаряжались медленно.

Но технологии производства автомобильных гелевых аккумуляторных батарей постоянно совершенствовались, и нынешнее поколение вполне может обеспечить суммарный пробег в районе 150-200 тысяч километров. Что касается мощности электромоторов, то они уже давно не аутсайдеры и практически не уступают по этому показателю ДВС.

На сегодня главным минусом электрокаров считается недостаточно развитая инфраструктура подзарядки аккумуляторов, но в США, странах Скандинавии и многих государствах Западной Европы она уже де-факто решена.

В странах бывшего СССР с этим дела обстоят гораздо хуже. Даже троекратное увеличение количества таких заправок в России за два года, с 2018 по 2020, ситуацию не изменило. И если в Москве подзарядить аккумуляторную батарею уже сегодня не проблема, то даже в других городах-миллионниках это сделать намного сложнее, не говоря о регионах.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Химия движения
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: