Электродвигатели для авто: Делаем гибридный автомобиль своими руками примерная стоимость

Меняем ДВС на электромотор сами — такого тюнинга еще не было! — журнал За рулем

Американские специалисты разработали электромотор в форме обычного ДВС V8. Таким образом, умельцы смогут сами переделать свой автомобиль в электрокар.

Материалы по теме

Американская компания Electric GT в последние три года приобрела широкую известность. Летом 2016 года калифорнийцы представили Ferrari 308, переделанный в электрокар. Спорткар получил мощность 246 кВт/335 л.с., три электродвигателя и батарею на 46 киловатт*часов, и это помимо спортивной подвески, современных тормозов и нового дизайна интерьера. С 0 до 96,6 км/ч электроспорткар разгоняется за 5 секунд, а его максимальная скорость составляет 290 км/ч, максимальный пробег на одной зарядке — 209 км. После этого в компании электрифицировали Fiat 124 Spider и взялись за Toyota Land Cruiser серий FJ40 и FJ60.

Теперь у Electric GT возникла идея сделать электродвигатель и его периферию похожими на двигатель внутреннего сгорания, чтобы он занял место полноценного V-образного мотора с восемью или более цилиндрами.

Американцы обещают, что электрифицировать автомобиль по силам «среднему механику» или умелому автолюбителю, и эту электроустановку легко приспособить для многих моделей автомобилей. Например, классических Ford Mustang и Bronco.

Электрический V-образный двигатель, который печатают на 3D-принтере, соответствует практически всем техническим требованиям к двигателю, контроллерам, зарядному устройству, датчикам, реле и компьютерным системам. Пока отсутствуют монтажные кронштейны для различных моделей, но некоторые уже находятся в разработке у Electric GT, а наиболее редкие компания обязуется сделать под заказ. По словам производителя, двигатель «предварительно спроектирован, предварительно изготовлен и предварительно испытан».

Однако монтаж электродвигателя и соединение его с коробкой передач — задача самого клиента, на нем также лежит ответственность за подбор аккумулятора. Впрочем, Electric GT прилагает подробную пошаговую инструкцию. Если кратко, то после установки и сопряжения мотора с коробкой следует развести жгуты проводов и подсоединить водяную помпу и радиатор. После чего все должно заработать.

Кстати, Electric GT рекомендует подключить двигатель именно к механической коробке передач и уже предлагает переходники для этой цели. Конечно, выбирая коробку, следует убедиться, что она рассчитана на высокий крутящий момент электропривода. Агрегатировать с автоматом в компании не советуют, это гораздо сложнее и потребует большей переделки.

Фото: auto-motor-und-sport.de

Новый прорыв в создании двигателей для электромобилей

В связи с популярностью и экологичностью электромобилей, электроскутеров, промышленных квадрокоптеров и других электрических машин рынок электродвигателей в двадцать первом веке быстро растет. На конец 2019 года только на внутреннем рынке Китая насчитывается больше 400 производителей электромобилей. На рынок приходят новые технологии производства электродвигателей и аккумуляторных батарей – такой прорыв делает электротранспорт всё более доступным.

 

Класcика

 

Казалось бы, что можно придумать новое, отличное от существующего? Ведь работа современного электродвигателя основана на известном принципе электромагнитной индукции, в основе которого лежит получение электродвижущей силы в замкнутом контуре с изменением магнитного потока. Традиционно агрегат состоит из недвижимого элемента – статора, и вращающегося – ротора. Статор имеет ряд обмоток, на которые поступает электрический ток, что приводит к появлению магнитного поля, за счет которого и вращается ротор. Скоростные показатели ротора определяются частотой, с которой происходит переключение тока с одной обмотки статора на другую. Технология не нова, однако современные достижения науки и техники позволили развить ее до невероятных высот

Анализ существующих отечественных и зарубежных разработок

 

Анализ существующих отечественных и зарубежных разработок показал, что практическое применение в электромобилях получили электроприводы следующих типов: вентильные электродвигатели, асинхронные частотно-управляемые, электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением и электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Сопоставление достоинств и недостатков этих двигателей с учетом эксплуатационных требований дает следующие результаты. Наиболее высокий КПД имеют вентильные электродвигатели. КПД электродвигателей постоянного тока и асинхронных электродвигателей примерно равны, однако в последнее время асинхронные частотно-управляемые двигатели, имеющие электрические машины с малым скольжением и более точное электронное управление на основе специализированных быстродействующих микроконтроллеров с набором соответствующих датчиков (векторное управление), достигают КПД, сравнимый с КПД вентильных электродвигателей.

 

 

Что имеем

 

На сегодняшний день наиболее популярным из существующих электродвигателей для электромобилей остается асинхронный двигатель, созданный ещё в XIX веке. Его конструкция оказалась гениально простой и настолько удачной, что все дальнейшие преобразования не касались принципа действия, затрагивая лишь технологию изготовления тех или иных деталей. Например, модифицироваться могли подшипники, на которых крепился вал двигателя, менялась форма обмоток ротора и статора, однако принцип работы асинхронного двигателя оставался прежним.

К преимуществам двигателей такого типа относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

 

Если говорить о недостатках асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то их несколько. При включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального. В основном этот недостаток как и проблема регулировки оборотов, преодолевается применением частотного преобразователя, позволяющего плавно повышать обороты, и таким образом обеспечить достаточно высокий пусковой момент.

Это достигается тем, что скорость вращения такого электродвигателя зависит от частоты переменного тока, т. е. изменив частоту тока, можно изменить скорость вращения ведущих колёс, что позволяет легко контролировать скорость электромобиля.

Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность данной электрической системы в целом.

 

Сам электродвигатель — это достаточно совершенное устройство, но, поскольку стремительное развитие отрасли экоавтомобилей только входит в начальную стадию, кардинального изменения принципа работы, улучшение показателей (удельной мощности и экономичности) и его устройства можно ожидать уже в ближайшее время.

 

Традиционно электродвигатели для автомобилей должны отвечать следующим требованиям:

• иметь безопасное и удобное для эксплуатации устройство;
• обладать высокой удельной мощностью и экономичностью;
• обладать высокой надежностью и безопасностью при длительной эксплуатации;
• иметь компактные габариты;
• работать в широком диапазоне частот вращения с высокими показателями, что позволит электромобилю обходиться без коробки передач.

Новый прорыв

 

Для электромобиля важна надёжность конструкции и ещё более – высокий кпд электродвигателя. От эффективности работы электродвигателя зависит величина расстояния пробега электромобиля от одной зарядки аккумуляторов, поэтому: чем выше кпд, — тем лучше.

 

Мировой рынок сбыта электродвигателей стремительно развивается. Согласно новому отчету Grand View Research, Inc. к 2025 году, как ожидается, он достигнет 214,5 млрд. долларов США. Именно быстрые технологические достижения являются основным драйвером роста рынка.

 

С целью достижения высоких технико-экономических показателей электродвигателя, прежде всего получения максимальной мощности и крутящего момента, при минимальном потреблении энергии необходимо уменьшить ее внутренние потери.

 

 

В России запатентован высокопроизводительный оригинальный электродвигатель американской компании Buddha Energy Inc. Примечателен тот факт, что автор электродвигателя является россиянином. В США электродвигатели продаются под торговой маркой HELV Motors. Компания Buddha Energy Inc. занимается разработкой инновационных электронных контроллеров и электродвигателей. Компания имеет патенты на разработку в крупнейших индустриальных странах. Их разработки ориентированы на зеленые технологии и охрану окружающей среды, сокращение использования природных ресурсов.

Особенностью электродвигателя HELV является его форма. Он спроектирован в виде шара таким образом, что полная площадь магнитного поля статора взаимодействует с полной площадью магнитного ротора при минимальном рассеивании магнитного поля, что дает высокий крутящий момент при небольшом размере двигателя.

 

В ходе стендовых испытаний, сила на валу тестового двигателя массой 2,8 кг и диаметром 119 мм  составила 80 Нм. Примечательно, что сам двигатель может развить и большую мощность, но на текущий момент контроллер для его управления рассчитан только на 6 кВт. Таким образом при напряжении в 60 вольт и токе 100 ампер, двигатель показал статический крутящий момент в 80 Ньютон метров при оборотах 3900 об/м. Максимальная мощность двигателя может быть увеличена в несколько раз. Компания работает над созданием контроллера на 22 кВт.

 

Обычно с целью уменьшения воздействия токов Фуко на металл электродвигателя, а, соответственно, уменьшения потерь на нагрев, статоры синхронных и асинхронных электрических машин изготовлены из набора изолированных между собой пластин из тонкого железа. На электродвигателях марки «HELV Motors» компании Buddha  Energy Inc. корпус статора выполнен из композитов, что позволило уменьшить его вес и максимально сократить потери от эффекта токов Фуко. В двигателях HELV не используются металлические сердечники, это позволяет значительно снизить вес двигателя без потери мощности. Особенно это важно для квадрокоптеров и вертолетов.

 

Благодаря специальному корпусу (крышке) диамагнитного статора все магнитные поля ротора и катушек концентрируются на небольшой площади и не выходят за пределы двигателя, что позволяет создавать высокую мощность при низком потреблении электроэнергии.

 

Композит статора дает возможность легко придавать ему нужную форму без использования дорогостоящего оборудования для обработки металла. Это позволит дополнительно снизить стоимость готовых электродвигателей.

Статор изготовлен таким образом, что двигатель может быть установлен как вертикально, так и горизонтально.

 

К преимуществам электродвигателя HELV следует также отнести:

• небольшие габариты и малый вес;
• максимальный крутящий момент, который доступен с момента включения (при нулевых оборотах) двигателя;
• возможность получения рекуперативной энергии;
• экологически чистая работа;
• минимум движущихся деталей, требующих замены или ремонта;
• отсутствие необходимости в коробке передач автомобиля.

Компания Buddha Energy Inc. предлагает ряд высокоэффективных низковольтных электродвигателей нового поколения на основе оригинально расположенных магнитных полей под торговой маркой «HELV Motors» мощностью от 5,6 кВт до 75 кВт

 

Так электродвигатель HELV мощностью 5,6 кВт при макс. 5600 об / мин, требует напряжения 75 В и потребляет ток до 100 А, в зависимости от нагрузки. В зависимости от модели двигателя обороты составляют от 65 до 75 оборотов на Вольт.

 

В целом к преимуществам электродвигателей компании «HELV Motors» следует отнести: малый вес и компактный размер, низкое потребление напряжения, умеренный нагрев при работе и большой крутящий момент вала в сравнении с низким энергопотреблением. Сферические катушки статора имеют низкое сопротивление, что позволяет создавать сильные магнитные поля внутри катушек при низком напряжении.

 

По имеющейся информации можно предположить, что авторы разработки изобрели нечто уникальное, которое может осуществить новый виток в энергетике, в понимании использования сил природы на благо человечества.

 

 

В целом изобретателям удалось решить сложную техническую задачу — смоделировать точное взаимодействие магнитных полей в пространстве, в том числе внутри композитов. Они также проверили магнитные взаимодействия полей на практике. С этой целью на 3D принтере был напечатан лабораторный стенд для проверки взаимодействия магнитных полей ротора и статора. После проверки нескольких десятков вариантов обмоток статора был найден вариант, при котором взаимодействие полей статора и ротора происходило наилучшим образом. Всё остальное было делом техники. На этом же принципе сконструирован шарообразный электродвигатель HELV.

 

Как утверждают авторы разработки, моторы HELV с их соотношением размеров и мощности — это нечто фантастическое. Реализация данного изобретения стала возможной благодаря новым доступным материалам и новым идеям, которые стали ключевым фактором успеха прорывного эксперимента — изобрести что-то новое, что-то важное. При доводке конструкции синхронизировать контроллер с электродвигателем HELV было достаточно непросто. Контролировать его на высоких нагрузках еще сложнее. Но на сегодняшний день изделие почти готово к массовому производству.

 

Компания утверждает, что двигатель рассчитанный на мощность 40 кВт будет весить не больше 9,7 кг, а диаметр будет не больше 22 сантиметров. Такие характеристики дадут возможность устанавливать данный двигатель на электрические автомобили, лодки, электромотоциклы и квадрокоптеры. В 2019 году компания заявила, что скорость вращения топовой модификации двигателя составляет 30 000 оборотов в минуту при напряжении в 400 вольт, а пиковая мощность электродвигателя в линейке продукции составляет 95 кВт. Данная модель еще не представлена в линейке продукции компании.

 

Таким образом, произведен прорыв в создание самых современных и эффективных электродвигателей. Остаётся только правильно подобрать его мощность для достижения заданных технических характеристик автомобиля. Требуемая мощность, во многом зависит от типа трансмиссии. Если электродвигатель будет подключен к колёсам через коробку передач, — то достаточно и небольшой мощности, а если напрямую к дифференциалу, – тогда потребуется двигатель более мощный.

 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ОРИОН-18 для электротранспорта

Наше предприятие «Орион-мотор» специализируется на инновационных проектах в области систем электропривода, технологии и автоматизации производства   (разработка и изготовление).

У нас имеются новые технические решения по линейным и роторным синхронным моторам на постоянных магнитах (прямой привод), по энергосберегающим и регулируемым асинхронным двигателям, а также по координатным системам, электроприводам и оборудованию для различных отраслей промышленности, в том числе для станкостроения, электроники, металлургии и электротранспорта.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ «ОРИОН-18» 
 

Синхронный электродвигатель «Орион-18-1-06» (45 кВт)

Скачать видеоролик с двигателем «Орион-18-1-06» 

1. Электродвигатели выполнены в виде параметрического ряда по габаритам моторов (типоразмерные ряды «ОРИОН-18»).

2. За основу принят синхронный магнитно-реактивный электродвигатель с постоянными магнитами на роторе.

3. Двигатели предназначены для работы в режиме вентильного двигателя совместно с частотными инверторами  или в режиме синхронного генератора.

4. Диапазон двигателей по мощности — от 7,5 кВт до 1035 кВт. Режимы работы — S1, S3.

5. Двигатели имеют 3 фазы, исполнения по способу охлаждения и по напряжению питания.

6. Компоновка двигателя - традиционное корпусное исполнение или бескорпусное (кассетное) исполнение.

Особенности конструкции и рабочих режимов.

— Воздушное охлаждение — основное исполнение, (варианты — воздушное принудительное или водяное охлаждение).
— Используются температурные датчики для тепловой защиты обмоток двигателя (линейные или пороговые).

— Расчетные значения параметров двигателей «ОРИОН-18» приведены в таблицах.                   

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-1» (7,5-225 кВт),

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-2» (34-340 кВт)

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-2M» (52-520 кВт)

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-3» (45-450 кВт)

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-3M» (70-690 кВт)

 Скачать типоразмерный ряд «ОРИОН-18-4M» (104-1035 кВт)

Электродвигатели «ОРИОН-18» предназначены для применения в технологическом оборудовании, в электромобиле, троллейбусе, дизель-электрическом автобусе, трамвае, метро, гибридном автомобиле и в лифтовом оборудовании.

Характеристики и стоимость тяговых двигателей «ОРИОН-18» приведены в PDF-файле. Стоимость двигателей зависит от серийности. Мощность двигателей «ОРИОН-18» в режиме S1 в дальнейшем может быть увеличена примерно в 1,5-2 раза (значение удельной мощности на уровне ≈ 1,5 кВт/кг).

Скачать PDF-файл

Параметры, особенности конструкции и технологии электродвигателя «ОРИОН-18-1-12» (160 кВт, масса — 230 кг), а также графики сравнения мощности и момента синхронных и асинхронных двигателей приведены в PDF-файле:

Скачать PDF-файл

Здесь представлены тяговые двигатели для троллейбуса мощностью      225 кВт и 240 кВт.

Перспективы развития  тяговых двигателей «ОРИОН-18» на примере двигателя «ОРИОН-18-1-04» представлены в таблице:

Скачать PDF-файл

Выбор тягового двигателя для гибридного легкового автомобиля на 30 кВт:

Скачать PDF-файл

Выбор тягового двигателя и генератора для электромеханического привода на 180 кВт:

Скачать PDF-файл

Перспективы развития электропривода гибридных автомобилей:

Скачать PDF-файл

Вариант структурной схемы дизель-электрической трансмиссии (трактор, автобус):

Скачать PDF-файл

Здесь приведены  сравнительные характеристики тяговых двигателей для автобусов и троллейбусов:

Скачать PDF-файл

На базе синхронных тяговых электродвигателей «ОРИОН-18-2М» разработан унифицированный с этими электродвигателями типоразмерный ряд асинхронных тяговых электродвигателей «ОРИОН-22-2М» (42-414 кВт) для троллейбуса и дизель-электрического автобуса.

Скачать PDF-файл

 

Электромобили: меняем ДВС на электрическую тягу, стоит ли овчинка выделки?

Сегодня никого не удивишь автомобилем, использующего в качестве топлива сжиженный газ, а не традиционные бензин или дизель. Переоборудование машин с ДВС на потребление газа особенно популярным стало в Украине в последние годы. Основной причиной таких трансформаций владельцы авто называют погоню за экономичностью. И это совсем не удивительно, поскольку на данный момент газ дешевле бензина примерно вдвое. Споры о выгодах такого переоборудования идут до сих пор, но если учесть цену на электроэнергию, которая в разы ниже даже природного газа на котором так пытаются сэкономить. Почему сразу же не переоборудовать автомобиль на работу от электрической тяги?

Снимаем все лишнее

Любое горючее топливо сгорает в цилиндрах двигателя по одинаковому принципу. Поэтому установка систем газобаллонного оборудования не является особой проблемой. Принцип работы электродвигателя другой, поэтому для переоборудования требуются более существенные изменения в устройстве автомобиля. Несмотря на сложность, все же — это реально. Прежде всего, нужно демонтировать несколько основных частей, которые электромобилю не понадобятся.

Двигатель внутреннего сгорания. Для работы электромобиля он совершенно не нужен, тем больше занимает довольно много пространства под капотом и значительно увеличивает массу автомобиля. Стоит сразу отметить, что вес является критическим параметром для электромобиля, и поэтому этому пункту уделяется много внимания.

Система охлаждения. Электромотор не выделяет такое количество тепла, как ДВС, поэтому его также нужно демонтировать по той причине, что охлаждать будет просто нечего. С другой стороны, отсутствие привычной печки добавит проблем с комфортом в салоне в холодное время года.

Коробка передач. По этому элементу возможны варианты: иногда ее оставляют, иногда снимают. В некоторых случаях КПП не демонтируют, но устраняют механизм сцепления с коробкой.

Выхлопная труба, как и система забора и очистки воздуха и другое вспомогательное оборудование двигателя внутреннего сгорания, тоже не понадобится.

Устанавливаем необходимое

Начать «преобразование» в электромобиль стоит с подбора электродвигателя, обеспечивающего достаточную скорость движения и ускорения. Необходимая мощность прямо пропорционально зависит от массы кузова. При схеме прямого подключения электропривода к ведущему мосту, чтобы сдвинуть авто с места понадобится мотор мощностью от 15 кВт. Но если в трансмиссии оставить коробку переключения передач и подать крутящий момент к ней через переходную плиту, то для такой схемы может хватить даже двигателя мощностью 5-10 кВт. Причем, если это будет небольшой автомобиль типа «Таврии» или «Матиз», можно развить максимальную скорость до 70-80 км / ч.

Стоит отметить, что максимальная мощность электродвигателя не влияет на расход, а влияет только мощность, используемую в определенный момент времени. Другими словами, если два одинаковых по параметрам автомобиля будут двигаться с одинаковой скоростью от двигателей с мощностями 10 и 20 кВт соответственно, то их аккумуляторные батареи разрядятся на приблизительно одинаковую величину. Это означает, что максимальная мощность двигателя не влияет на расстояние максимального пробега. Поэтому, при подборе электромотора специалисты советуют, по возможности, взять модель хотя бы с небольшим запасом мощности. Это позволит уменьшить риск его перегрева в напряженных режимах и увеличить рабочий ресурс.

Максимальная дальность поездки электромобиля, в первую очередь, определяется емкостью аккумуляторных батарей. Поэтому при их выборе следует учитывать километраж, необходимый водителю для езды в течение дня без подзарядки. На сегодня самыми дешевыми являются свинцовые аккумуляторы, но они вряд ли смогут обеспечить величину пробега более 80-90 км, так как дальнейшее повышение их мощности приведет к такому увеличению собственной массы автомобиля, что вся полезная нагрузка ограничится только одним водителем.

В отличие от свинцовых, соответствующее количество литий-ионных аккумуляторов может обеспечить 200, 300, а в таких электромобилях, как Tesla даже превысить 400 км без подзарядки. К тому же срок их эксплуатации значительно больше — они могут служить до 5-8 лет. Оптимальную емкость аккумуляторов нужно подбирать так, чтобы в конце маршрута они не разряжались полностью, а оставляли некоторый запас емкости. Глубокий разряд литий-ионных батарей приводит к ускорению «старения» и последующего выхода из строя. Главным препятствием увеличения количества ячеек в аккумуляторах такого типа является их высокая стоимость.

По теме: Киевский пенсионер-конструктор создает дешевые электромобили за $4000

Для согласования работы двигателя и батареи электрокара необходим контроллер. Это тоже является одним из главных моментов, поскольку это устройство регулирует величину тока, поступающего в электродвигатель, а также меняет полярность постоянного тока от АКБ к электродвигателю, требующего питания переменным током. Также к контроллеру подключают педаль акселератора, которая является аналогом педали газа в традиционном авто. Она управляет потенциометром, который регулирует величину тока, поступающего в двигатель, таким образом увеличивая мощность, количество оборотов в минуту и, как следствие, скорость движения автомобиля. Контроллер нужно выбирать в зависимости от мощностей электромотора и аккумуляторов.

Зимой эксплуатировать электромобиль значительно сложнее — он становится уязвимым в среде с низкой температурой воздуха. Так как система охлаждения ДВС подвергается демонтажу вместе с привычной «печкой», то нужно позаботиться о подогреве воздуха в салоне. Среди возможных вариантов — электрический обогреватель мощностью от 1,5 кВт, который существенно уменьшит дальность пробега. Альтернативой может стать использование автономного бензинового отопителя, недостатком которого является все та же потребность в топливе.

Но это еще не все: для качественной работы аккумуляторам необходима постоянная температура: в морозы напряжение может «проседать», что напрямую влияет на мощность двигателя и скорость разрядки, а в жару — опасность перегрева. Поэтому необходимо установить систему для контроля за температурой батареи, а также обеспечить ее герметичность и изоляцию контактов, поскольку существует риск короткого замыкания при попадании влаги.

Переоборудовать или купить новый?

Все вышеуказанные проблемы решаются. Большое количество переоборудованных, а также сделанных собственными руками народных умельцев электромобилей уже ездит по дорогам Украины и всего мира. В интернете можно найти много видеороликов, начиная от электрических «Таврий» и «Лад», заканчивая электроверсиями своих моделей от крупнейших автоконцернов — Ford Focus EV, Nissan Leaf, Volkswagen e-Golf, Renault Fluence ZE и др. Но прежде всего, желающим отказаться таким образом от углеводородного топлива нужно определиться: с какой целью? Если основной целью является получение экологически чистого транспорта, то в этом случае — безальтернативное «да». Если же целью ставить экономию средств, то однозначный ответ дать, на сегодняшний день, невозможно.

Людям, которые имеют определенный опыт ремонта техники, вполне по силам приобрести комплектующие и собственноручно переоборудовать свой автомобиль на электропривод. Качество результата и выгода будут зависеть от правильности расчетов и технического исполнения. Однако, уже существует не одно коммерческое предприятие, где можно заказать такую ​​услугу. Позволит ли это сэкономить? Опять же, ответ индивидуален для каждого владельца, поскольку стоимость переоборудования может начинаться от 10 000 долларов для бюджетных автомобилей и переваливать за отметку в 50 000 долларов для суперкаров. А на эту сумму в Соединенных Штатах можно приобрести почти два новых (!) Nissan Leaf. Поэтому возникает вопрос, а не дешевле ли будет купить уже готовый, новый электромобиль?

Тем не менее будущее транспорта за электрической энергией – с этим вряд ли кто-то решится поспорить. Цены на электрокары будут только опускаться, осталось только немного подождать или … Решать Вам.

Источник shooter. ua

Читайте также: Водородный автомобиль Toyota Mirai может проехать без дозаправки 500 км (видео)

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Трёхфазный бесколлекторный двигатель

1. Двигатель стиральной машины с прямым приводом

Пожалуй уже каждый слышал о стиральных машинах с прямым приводом барабана. Но до сих пор, даже не все специалисты по ремонту стиральных машин знают как устроен и как работает двигатель в такой машине.

Сама идея конечно не новая, ведь за основу взят шаговый двигатель, который уже давно получил распространение во многих электротехнических устройствах. А вот первое применение его в конструкции стиральной машины в качестве привода барабана, принадлежит корейскому концерну LG. С середины 2005 года, компания LG начала активно продвигать свою продукцию, заявляя о 10-ти летней гарантии на двигатель для стиральных машин с прямым приводом.

Сегодня, помимо LG, компании Samsung, Haier и Whirpool в ряде моделей стиральных машин стали применять подобные двигатели. Забегая вперёд, можно сказать, что компания LG не просчиталась и двигатель для прямого привода барабана действительно довольно надёжный и имеет преимущество по сравнению с более традиционным и распространённым коллекторным двигателем.

2. Устройство двигателя

Двигатель стиральной машины с прямым приводом, представляет собой трёхфазный бесколлекторный двигатель постоянного тока, отчасти похожий на шаговый двигатель, но это не совсем так. В иностранной литературе его ещё часто называют BLDC (Brushless Direct Current Motor — бесщёточный мотор постоянного тока), для удобства мы тоже будем применять эту аббревиатуру.

Такой двигатель состоит из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками. Различают два вида подобных двигателей:

Inrunner, у которых магниты ротора находятся внутри статора с обмотками, и Outrunner, у которых магниты расположены снаружи и вращаются вокруг неподвижного статора с обмотками. В стиральных машинах с прямым приводом применяется Outrunner тип двигателя.

В этой статье мы ознакомим с устройством двигателя от стиральной машины LG.

3. Ротор

Рис.2 Ротор двигателя стиральной машины LG с прямым приводом

Ротор BLDC — вращающаяся часть двигателя (Рис.2) По форме напоминает чашу, к внутренней стороне которой специальным клеем крепятся магниты прямоугольной формы. Магниты всегда имеют чётное количество и установлены с чередованием полюсов. В нашем случае установлено 12 магнитов, размер которых зависит от геометрии двигателя и характеристик мотора. Чем сильнее применяемые магниты, тем выше момент силы, развиваемый двигателем на валу. В центре ротора есть специальное посадочное отверстие с насечками, что позволяет, при помощи болта или гайки, закрепить ротор напрямую к валу барабана. С внешней стороны ротора, продавлено 10 щелей образующих на обратной его стороне небольшие лопасти для охлаждения обмоток статора.

4. Статор

Рис.3 Статор двигателя стиральной машины LG с прямым приводом

Статор BLDC — неподвижная часть двигателя и крепится к задней части бака стиральной машины (Рис.3) Статор состоит из нескольких листов магнитопроводящей стали заключённый в пластиковый каркас, который служит изолятором. В целом, каркас статора напоминает круг с прямоугольными зубьями. На каждый зуб статора наматывается катушка.

Обмотка трёхфазного бесколлекторного двигателя изготовлена из медной проволоки толщиной 1 мм. Классическая обмотка выполняется одним проводом для одной фазы, то есть все обмотки на зубьях одной фазы соединены последовательно. В данном случае статор имеет 36 зубьев — это значит по 12 зубьев на одну фазу. Сопротивление обмотки каждой фазы порядка 10 Ом.
Как известно, в трёхфазных двигателях, обмотки соединяют по схеме звезда или треугольник.
В нашем случае, обмотки статора соединены по схеме звезда, т.е. концы фаз имеют общую точку (Рис. 4)

Поскольку в каждый момент времени работают только две фазы (при включении звездой), магнитные силы воздействуют на ротор неравномерно по всей окружности (Рис.5).

Силы, воздействующие на ротор, стараются его перекосить, что приводит к увеличению вибраций. Для устранения этого эффекта статор делают с большим количеством зубьев, а обмотку распределяют по зубьям всей окружности статора как можно равномернее (Рис.6)

Рис.4 Соединение обмоток по схеме «звезда»

Рис.5 Воздействие магнитных сил на ротор

Рис.6 Распределение магнитных сил в обмотке с несколькими зубьями

В двигателе стиральной машины LG, распределение фазных обмоток, а также относительное положение ротора и статора можно увидеть ниже (см. Рис.7). На схеме производителя, фазные обмотки обозначают буквами : V, W, U

Рис. 7 Трёхфазный двигатель постоянного тока (BLDC) стиральной машины LG (общий вид)

Для контроля положения ротора применяется датчик работающий на эффекте Холла. Датчик реагирует на магнитное поле и поэтому его располагают на статоре таким образом, чтобы магниты ротора воздействовали на него.

5. Система управления трёхфазным двигателем (BLDC)

Стоит отметить, что система управления двигателем BLDC и схема её реализации аналогична схеме управления трёхфазным асинхронным двигателем описанной в другой нашей статье. Что бы в точности не повторяться, поясним всё же немного по другому.

Управление двигателем с прямым приводом построено на инверторе напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Инвертор — (от лат. inverto — поворачивать, переворачивать) — элемент вычислительной схемы, осуществляющий определённые преобразования сигнала изменяемой амплитуды и частоты. К примеру, в инверторе, сетевое напряжение 220 вольт с частотой 50 Гц, преобразуется в постоянное напряжение, а параметры питания обмоток статора двигателя могут колебаться от 0 до 120 вольт с частотой до 300 Гц.

Двигатель постоянного тока имеет три вывода (т.е. три фазы), на которые в разный момент времени подаётся «+» и «-» питания. Это реализуется при помощи IGBT (биполярных транзисторов с изолированным затвором) представляющие электронные силовые ключи, включённые по мостовой схеме (Рис.8)

Рис.8 Условная схема силовой части инвертора и обмоток двигателя подключённых по схеме «звезда»

Замыкая ключ SW1 подаётся «+» на фазу V, а замыкая SW6 подаётся «-» на фазу U. Таким образом, ток потечет от «+» выпрямителя через фазы V и U. Для обеспечения обратного направления, открывается SW5 и SW2. В этом случае ток потечет от «+» выпрямителя через фазы U и V в обратном направлении. При работе двигателя одновременно д

Электромоторы и аккумуляторы | HowStuffWorks

Электромобили могут использовать двигатели переменного или постоянного тока:

• Если это двигатель постоянного тока , то он может работать от напряжения от 96 до 192 вольт. Многие двигатели постоянного тока, используемые в электромобилях, производятся в вилочных электропогрузчиках.
• Если это электродвигатель переменного тока , то, вероятно, это трехфазный электродвигатель переменного тока, работающий от напряжения переменного тока 240 В с аккумулятором на 300 В.

Установки

постоянного тока обычно проще и дешевле.Типичный двигатель будет иметь диапазон от 20 000 до 30 000 ватт. Типичный контроллер будет иметь диапазон от 40 000 до 60 000 ватт (например, 96-вольтный контроллер будет выдавать максимум 400 или 600 ампер). У двигателей постоянного тока есть хорошая особенность: вы можете на перегрузить их (с коэффициентом 10: 1) на короткие периоды времени. То есть двигатель мощностью 20000 Вт будет принимать 100000 Вт в течение короткого периода времени и обеспечивать мощность в 5 раз превышающую номинальную. Это отлично подходит для кратковременных ускорений.Единственное ограничение — это перегрев двигателя. Слишком сильная перегрузка — и двигатель нагревается до точки самоуничтожения.

Объявление

Установки

переменного тока позволяют использовать практически любой промышленный трехфазный двигатель переменного тока, что может облегчить поиск двигателя определенного размера, формы или номинальной мощности. Двигатели и контроллеры переменного тока часто имеют функцию regen . Во время торможения двигатель превращается в генератор и возвращает энергию аккумуляторам.

В настоящее время слабым звеном любого электромобиля являются аккумуляторные батареи. Существуют как минимум шесть серьезных проблем с современной технологией свинцово-кислотных аккумуляторов:

• Они тяжелые (типичный свинцово-кислотный аккумуляторный блок весит 1000 фунтов и более).
• Они громоздкие (машина, которую мы здесь рассматриваем, имеет 50 свинцово-кислотных аккумуляторов, каждая размером примерно 6 x 8 дюймов на 6 дюймов).
• Они имеют ограниченную емкость (типичный свинцово-кислотный аккумуляторный блок может вмещать 12 до 15 киловатт-часов электроэнергии, что дает автомобилю запас хода всего 50 миль или около того).
• Они медленно заряжаются (типичное время перезарядки свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от четырех до 10 часов для полной зарядки, в зависимости от технологии аккумуляторов и зарядного устройства).
• У них короткий срок службы (от трех до четырех лет, возможно, 200 полных циклов зарядки / разрядки).
• Они дорогие (возможно, 2000 долларов за аккумулятор, показанный в образце автомобиля).

В следующем разделе мы рассмотрим больше проблем с аккумуляторной технологией.

Строительство тяговых электродвигателей

| Строительство автомобилей

Тяговый двигатель — это электродвигатель, используемый для приведения в движение электромобиля . Кроме того, современные электромобили использовали системы , регенерирующие энергию — обеспечивая замедление, а также повышая общую эффективность за счет зарядки аккумуляторной батареи .

Хорошо, поговорим о конструкции тягового электродвигателя и попробуем ответить на вопрос «Как работает тяговый электродвигатель».

Типы тяговых электродвигателей

Полностью электрические транспортные средства оснащены тяговым электродвигателем, который может приводить автомобиль в движение на чистой электроэнергии. Существует два основных типа тяговых электродвигателей:

• Двигатели синхронные с постоянными магнитами (ПСМ) — частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадают ;
• Асинхронные двигатели (ASM) — скорость вращения магнитного поля статора выше, чем скорость вращения ротора .

Электрический тяговый двигатель — это устройство, преобразующее электричество в механическую энергию.Работает по принципу электромагнитной индукции. В последнее время он стал все более популярен на автомобильном рынке как перспективное направление развития автомобильной промышленности. Поэтому имеет смысл познакомиться с устройством электромобиля .

Конструкция электрического тягового двигателя

Электродвигатель состоит из статора и ротора. Вращающееся магнитное поле в статоре действует на обмотку ротора, и индукционный ток перетекает в нее, поэтому возникает вращающий момент, который приводит к движению ротора.Электроэнергия, подводимая к обмоткам двигателя, преобразуется в механическую энергию вращения.

Перед этими типами электродвигателей стоит одна задача: как наилучшим образом оптимизировать удельную мощность и общий КПД. Этот тяговый двигатель подходит для различных транспортных средств, от легковых автомобилей среднего размера до легких коммерческих автомобилей .

Конструкция системы электрического тягового привода

Компактный высокопроизводительный электроприводный агрегат состоит из:

• Трехфазная синхронная машина с постоянными магнитами;
• Управляющая электроника;
• Встроенный концентрический редуктор.

В трансмиссия предназначена для использования в электрических и гибридных транспортных средствах с использованием транспортного средства контроллер, высоковольтная батарея и другие дополнительные системы, поставляемые клиент.

Открытые двигатели | Модульный электромобиль для MaaS и логистики, замена батарей

Привет всем, я Тин, основатель и генеральный директор Open Motors.

Нашу компанию поддерживает Y Combinator, и мы базируемся в Кремниевой долине. А теперь еще и в Китае. Мы создаем новые электромобили с технологией замены батарей только для таких сервисов, как Uber и DiDi.

Мы не продаем конечным потребителям и можем разместить несколько конфигураций ИИ.

Даже если я не выгляжу на самом деле, я итальянец. Да уж. И, как и мои соучредители, все мы приехали из города под названием Турин, который славится шоколадом, таким как Nutella. Ферреро Роше также известен футболом. Криштиану Роналду играет за мой город.

И, конечно же, автомобили. На самом деле, мы все пришли из автомобилестроения. Мы делали модные красивые автомобили, такие как Ferrari, Lamborghinis, EBS, а также внедорожники для китайского рынка.Некоторые бренды принимали непосредственное участие. И только несколько городов в мире действительно обладают ноу-хау для производства автомобилей, отличных автомобилей от нуля до одного и от одного до миллиона в глобальном масштабе.

Но на самом деле это очень традиционный и старый рынок. Фактически, Bloomberg сказал, что, вероятно, мы запомним этот год как пиковый автомобиль, пик производства и пик продаж конечным потребителям. И это уже происходит в Китае. двузначные потери везде.

Итак, новый рынок на самом деле называется MaaS (мобильность как услуга), и очевидно, что он будет огромным.В Китае более 7 триллионов долларов, что на самом деле будет доминировать даже больше, чем рынок общественного транспорта и частных автомобилей вместе взятые.

Согласно исследованию McKinsey о том, как сделать отрасль электромобилей прибыльной, поскольку все компании сейчас теряют деньги, они предлагают решение. И это решение фактически предназначено для целевых клиентов автопарка с большой категорией пробега и ориентирована на совокупную стоимость владения.

TCO означает полную стоимость владения, что является самой большой проблемой для автопарков.На самом деле, настоящие автомобили очень плохо сказываются на генеральном директоре, потому что мы знаем, что делаем, что все автомобили спроектированы для частных пользователей.

Итак, наша цель — это фактически вы покупаете машину, начальные затраты и на обслуживание, ремонт, страховку все, что вы можете здесь увидеть.

Итак, цель — оптимизировать совокупную стоимость владения, и мы сделали это с помощью одного интегрированного решения, транспортного средства и революционной технологии замены аккумуляторов.

Это машина под названием EDIT. И вы можете представить, как самолет от Airbus, сделанный как городской автомобиль, сверхпрочный, с отличной заменяемостью и легкостью модернизации.А вот видео:

• Представляя будущее автомобильной промышленности,
• — готовый к эксплуатации дорожно-правовой автомобиль, разработанный и спроектированный в Европе.
• С полностью модульной платформой,
• позволяет автомобилям адаптироваться к любой ситуации
• Любая локация, любая потребность.
• По-настоящему адаптируемый автомобиль
• разработан и спроектирован для обслуживания
• модульная платформа для автомобилей будущего, готовая легко ремонтировать, восстанавливать и модернизировать любую необходимую деталь
• с возможностью выбора даже до пятого уровня. Полное автономное вождение. Парк беспилотных автомобилей
.
• автомобилей с настоящей маркировкой могут работать до 24 часов каждый день, обеспечивая максимальную эффективность
• А поскольку вся платформа построена на модульной архитектуре, автопарк может прослужить в 10 раз дольше, настраиваемый, модульный и обновляемый, рассчитанный на длительный срок службы и предназначенный для развития.

Итак, недавно мы также представили новую революционную технологию замены батарей. На самом деле, если честно, технология очень похожа на Tesla NIO и Aulton из Шанхая.

Единственное, что не сравнимо, это цена, которая у нас в разы чаще доступна. Итак, в двух словах, в этом разница между нами и нашими конкурентами. Мы сосредотачиваемся на деталях, которые необходимы для служб, и мы говорим с DiDi Uber, хорошо.

И мы чрезвычайно сосредоточены на оптимизации затрат.

Мы продвинулись так далеко, что достигли замечательных результатов:

• Совокупная стоимость владения нашего автомобиля в два раза ниже, чем у любого другого автомобиля
• Мы можем продлить срок службы батареи срок службы батареи до трех раз больше
• Фактически стоимость станции в среднем в 10 раз ниже.
• И время: мы сравниваем 60 минут быстрой зарядки, которая не такая быстрая, всего две с половиной минуты на замену аккумулятора.

Бизнес-модель очень проста, мы предоставляем поставщикам услуг: автомобили, аккумуляторы, замену и энергию.

Мы уже получили интересы от замечательных компаний, занимающихся перевозкой людей и товаров, а также недавно от компаний из списка Global Fortune 500 в области энергетики и инфраструктуры.