Какой электродвигатель выбрать для электромобиля: Электромобиль своими руками

Содержание

Калькулятор параметров электромобиля | Сайт об электромобилях

Итак, выполняя намеченные планы, мы можем продолжить тестирование предварительной версии калькулятора электромобилей. Часть возможностей можно применять для расчета параметров автомобиля. На данный момент вы сможете потестировать предварительную версию калькулятора. Для получения возможности проводить вычисления в вашем браузере должна быть включена поддержка JavaScript. При введении дробных величин используйте дробную точку как разделитель.

  • 12.12.12 - уточнен расчет пиковой мощности электродвигателя
  • 21.04.17 - добавлены электромоторы Golden Motor

Теперь для самодельщиков появился интернет-магазин комплектующих для малого электротранпорта - ecovel.ru - аккумуляторные батареи, электродвигатели, колеса, велокомпьютеры, амортизаторы, контроллеры, аксессуары - все что нужно для творчества прямо от производителя по достойной цене.

Калькулятор параметров электромобиля v0. 81
Параметры шасси для расчетов
Полная масса автомобиля с нагрузкой, m (кг)
Коэффициент сопротивления воздуха для кузова шасси, Cx (Н*с24)
Лобовая площадь кузова шасси, S (м2)
Радиус ведущего колеса, r (м)
Передаточное число коробки передач, uкп
Передаточное число главной передачи, uгп
Коэффициент трения качения, ƒ
Угол уклона дороги, α (°)
Требуемая скорость, ν (км/ч)
Время разгона до скорости ν, t (сек)
Рассчитать параметры двигателя

Параметры двигателя

Частота вращения вала двигателя, n (об/мин)
Номинальный крутящий момент, Н*м
Пиковый крутящий момент, Н*м
Номинальная мощность, Вт
Пиковая мощность, Вт

Выберите автомобиль - донор1969 Volkswagen BeetleЗАЗ 968М1983 Volkswagen Rabbit GTI1986 Mazda RX-7 GXL1986 Porshe 911 Carrera1992 Ford Festiva GL'1995 Mazda Protege ES1997 Hyundai Tiburon1998 Mazda Miata2003 Honda Insight 5spd2004 Toyota Prius

Описание донора . ..

Передаточные числа коробки передач

1 2345

Предупреждение:

  • параметр радиуса ведущих колес вам нужно вводить в соответствующее поле самостоятельно.
  • вес электромобиля с нагрузкой необходимо скорректировать
Перевод л.с. в КВт
Л.с.
↓Перевести л.с. в КВт
↑Перевести КВт в л.с.
КВт
Расчет крутящего момента электродвигателя
Мощность (Вт)
Частота вращения (об/мин)
Рассчитать крутящий момент
Крутящий момент (Н*м)

Подбор реального электромотора(ов)

Выберите электромоторPerm-Motor PMG-132LEMCO LEM-200Brushless EtekPerm-Motor PMS-156ADC #203-06-4001AADC FB1-4001Golden Motor HPM3000BGolden Motor HPM5000BGolden Motor HPM-10KWGolden Motor HPM-20KW

Количество (шт. )
Описание электромотора...

Подсказка о подходящих конфигурациях движка

--------------------------------

Параметры контроллера электродвигателя

КПД (%)
Подбор аккумулятора для батареи

Выберите аккумулятор для батареиTS-IC24v90

Номинальное напряжение, U (В)
Емкость при 20 часовом разряде, C (А*ч)
Внутреннее сопротивление, r (Ом)
Экспонента Пекерта
Емкость Пекерта
Глубина разряда DoD, φ (%)
Количество рабочих циклов
Масса (кг)
Стоимость (USD)
Конечные результаты расчета электромобиля. ..

Пересчитать

Copyright © Дмитрий Спицын, 2007-2017.

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!

какие они бывают (electric motor)


В этой статье будет небольшой обзор по разным типам электродвигателей с фотографиями и примерами применений. Почему в пылесос ставятся одни двигатели, а в вентилятор вытяжки другие? Какие двигатели стоят в сегвее? А какие двигают поезд метро?
Каждый электродвигатель обладает некоторыми отличительными свойствами, которые обуславливают его область применения, в которой он наиболее выгоден. Синхронные, асинхронные, постоянного тока, коллекторные, бесколлекторные, вентильно-индукторные, шаговые… Почему бы, как в случае с двигателями внутреннего сгорания, не изобрести пару типов, довести их до совершенства и ставить их и только их во все применения? Давайте пройдемся по всем типам электродвигателей, а в конце обсудим, зачем же их столько и какой двигатель "самый лучший".

Двигатель постоянного тока (ДПТ)

С этим двигателем все должны быть знакомы с детства, потому что именно этот тип двигателя стоит в большинстве старых игрушек. Батарейка, два проводка на контакты и звук знакомого жужжания, вдохновляющего на дальнейшие конструкторские подвиги. Все ведь так делали? Надеюсь. Иначе эта статья, скорее всего, не будет вам интересна. Внутри такого двигателя на валу установлен контактный узел – коллектор, переключающий обмотки на роторе в зависимости от положения ротора. Постоянный ток, подводимый к двигателю, протекает то по одним, то по другим частям обмотки, создавая вращающий момент. Кстати, не уходя далеко, всех ведь, наверное, интересовало – что за желтые штучки стояли на некоторых ДПТ из игрушек, прямо на контактах (как на фото сверху)? Это конденсаторы – при работе коллектора из-за коммутаций потребление тока импульсное, напряжение может также меняться скачками, из-за чего двигатель создает много помех. Они особенно мешают, если ДПТ установлен в радиоуправляемой игрушке. Конденсаторы как раз гасят такие высокочастотные пульсации и, соответственно, убирают помехи.
Двигатели постоянного тока бывают как очень маленького размера ("вибра" в телефоне), так и довольно большого – обычно до мегаватта. Например, на фото ниже показан тяговый электродвигатель электровоза мощностью 810 кВт и напряжением 1500 В. 

Почему ДПТ не делают мощнее? Главная проблема всех ДПТ, а в особенности ДПТ большой мощности – это коллекторный узел. Скользящий контакт сам по себе является не очень хорошей затеей, а скользящий контакт на киловольты и килоамперы – и подавно. Поэтому конструирование коллекторного узла для мощных ДПТ – целое искусство, а на мощности выше мегаватта сделать надежный коллектор становится слишком сложно (рекорд — 12,5 МВт). В потребительском качестве ДПТ хорош своей простотой с точки зрения управляемости. Его момент прямо пропорционален току якоря, а частота вращения (по крайней мере холостой ход) прямо пропорциональна приложенному напряжению. Поэтому до наступления эры микроконтроллеров, силовой электроники и частотного регулируемого привода переменного тока именно ДПТ был самым популярным электродвигателем для задач, где требуется регулировать частоту вращения или момент.
Также нужно упомянуть, как именно в ДПТ формируется магнитный поток возбуждения, с которым взаимодействует якорь (ротор) и за счет этого возникает вращающий момент. Этот поток может делаться двумя способами: постоянными магнитами и обмоткой возбуждения. В небольших двигателях чаще всего ставят постоянные магниты, в больших – обмотку возбуждения. Обмотка возбуждения – это еще один канал регулирования. При увеличении тока обмотки возбуждения увеличивается её магнитный поток. Этот магнитный поток входит как в формулу момента двигателя, так и в формулу ЭДС. Чем выше магнитный поток возбуждения, тем выше развиваемый момент при том же токе якоря. Но тем выше и ЭДС машины, а значит при том же самом напряжении питания частота вращения холостого хода двигателя будет ниже. Зато если уменьшить магнитный поток, то при том же напряжении питания частота холостого хода будет выше, уходя в бесконечность при уменьшении потока возбуждения до нуля. Это очень важное свойство ДПТ.

Универсальный коллекторный двигатель

Как ни странно, это самый распространенный в быту электродвигатель, название которого наименее известно. Почему так получилось? Его конструкция и характеристики такие же, как у двигателя постоянного тока, поэтому упоминание о нем в учебниках по приводу обычно помещается в самый конец главы про ДПТ. При этом ассоциация коллектор = ДПТ так прочно заседает в голове, что не всем приходит на ум, что двигатель постоянного тока, в названии которого присутствует "постоянный ток", теоретически можно включать в сеть переменного тока. Давайте разберемся.
Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока? Это знают все, надо сменить полярность питания якоря. А ещё? А еще можно сменить полярность питания обмотки возбуждения, если возбуждение сделано обмоткой, а не магнитами. А если полярность сменить и у якоря, и у обмотки возбуждения? Правильно, направление вращения не изменится. Так что же мы ждем? Соединяем обмотки якоря и возбуждения последовательно или параллельно, чтобы полярность изменялась одинаково и там и там, после чего вставляем в однофазную сеть переменного тока! Готово, двигатель будет крутиться. Есть один только маленький штрих, который надо сделать: так как по обмотке возбуждения протекает переменный ток, её магнитопровод, в отличие от истинного ДПТ, надо изготовить шихтованным, чтобы снизить потери от вихревых токов. И вот мы и получили так называемый "универсальный коллекторный двигатель", который по конструкции является подвидом ДПТ, но… прекрасно работает как от переменного, так и от постоянного тока.
Этот тип двигателей наиболее широко распространен в бытовой технике, где требуется регулировать частоту вращения: дрели, стиральные машины (не с "прямым приводом"), пылесосы и т.п. Почему именно он так популярен? Из-за простоты регулирования. Как и в ДПТ, его можно регулировать уровнем напряжения, что для сети переменного тока делается симистором (двунаправленным тиристором). Схема регулирования может быть так проста, что помещается, например, прямо в "курке" электроинструмента и не требует ни микроконтроллера, ни ШИМ, ни датчика положения ротора.

Асинхронный электродвигатель

Еще более распространенным, чем коллекторные двигатели, является асинхронный двигатель. Только распространен он в основном в промышленности – где присутствует трехфазная сеть. Если кратко, то его статор – это распределенная двухфазная или трехфазная (реже многофазная) обмотка. Она подключается к источнику переменного напряжения и создает вращающееся магнитное поле. Ротор можно представлять себе в виде медного или алюминиевого цилиндра, внутри которого находится железо магнитопровода. К ротору в явном виде напряжение не подводится, но оно индуцируется там за счет переменного поля статора (поэтому двигатель на английском языке называют индукционным). Возникающие вихревые токи в короткозамкнутом роторе взаимодействуют с полем статора, в результате чего образуется вращающий момент.
Почему асинхронный двигатель так популярен? У него нет скользящего контакта, как у коллекторного двигателя, а поэтому он более надежен и требует меньше обслуживания. Кроме того, такой двигатель может пускаться от сети переменного тока "прямым пуском" – его можно включить коммутатором "на сеть", в результате чего двигатель запустится (с большим пусковым током 5-7 крат, но допустимым). ДПТ относительно большой мощности так включать нельзя, от пускового тока погорит коллектор. Также асинхронные привода, в отличие от ДПТ, можно делать гораздо большей мощности – десятки мегаватт, тоже благодаря отсутствию коллектора. При этом асинхронный двигатель относительно прост и дешев.
Асинхронный двигатель применяется и в быту: в тех устройствах, где не нужно регулировать частоту вращения. Чаще всего это так называемые "конденсаторные" двигатели, или, что тоже самое, "однофазные" асинхронники. Хотя на самом деле с точки зрения электродвигателя правильнее говорить "двухфазные", просто одна фаза двигателя подключается в сеть напрямую, а вторая через конденсатор. Конденсатор делает фазовый сдвиг напряжения во второй обмотке, что позволяет создать вращающееся эллиптическое магнитное поле. Обычно такие двигатели применяются в вытяжных вентиляторах, холодильниках, небольших насосах и т.п.
Минус асинхронного двигателя по сравнению с ДПТ в том, что его сложно регулировать. Асинхронный электродвигатель – это двигатель переменного тока. Если асинхронному двигателю просто понизить напряжение, не понизив частоту, то он несколько снизит скорость, да. Но у него увеличится так называемое скольжение (отставание частоты вращения от частоты поля статора), увеличатся потери в роторе, из-за чего он может перегреться и сгореть. Можно представлять это себе как регулирование скорости движения легкового автомобиля исключительно сцеплением, подав полный газ и включив четвертую передачу. Чтобы правильно регулировать частоту вращения асинхронного двигателя нужно пропорционально регулировать и частоту, и напряжение. А лучше и вовсе организовать векторное управление. Но для этого нужен преобразователь частоты – целый прибор с инвертором, микроконтроллером, датчиками и т.п. До эры силовой полупроводниковой электроники и микропроцессорной техники (в прошлом веке) регулирование частотой было экзотикой – его не на чем было делать. Но сегодня регулируемый асинхронный электропривод на базе преобразователя частоты – это уже стандарт-де-факто.

Синхронный электродвигатель

Синхронных приводов бывает несколько подвидов – с магнитами (PMSM) и без (с обмоткой возбуждения и контактными кольцами), с синусоидальной ЭДС или с трапецеидальной (бесколлекторные двигатели постоянного тока, BLDC). Сюда же можно отнести некоторые шаговые двигатели. До эры силовой полупроводниковой электроники уделом синхронных машин было применение в качестве генераторов (почти все генераторы всех электростанций – синхронные машины), а также в качестве мощных приводов для какой-либо серьезной нагрузки в промышленности. Все эти машины выполнялись с контактными кольцами, о возбуждении от постоянных магнитов при таких мощностях речи, конечно же, не идет. При этом у синхронного двигателя, в отличие от асинхронного, большие проблемы с пуском. Если включить мощную синхронную машину напрямую на трехфазную сеть, то всё будет плохо. Так как машина синхронная, она должна вращаться строго с частотой сети. Но за время 1/50 секунды ротор, конечно же, разогнаться с нуля до частоты сети не успеет, а поэтому он будет просто дергаться туда-сюда, так как момент получится знакопеременный. Это называется "синхронный двигатель не вошел в синхронизм". Поэтому в реальных синхронных машинах применяют асинхронный пуск – делают внутри синхронной машины небольшую асинхронную пусковую обмотку и закорачивают обмотку возбуждения, имитируя "беличью клетку" асинхронника, чтобы разогнать машину до частоты, примерно равной частоте вращения поля, а уже после этого включается возбуждение постоянным током и машина втягивается в синхронизм. И если у асинхронного двигателя регулировать частоту ротора без изменения частоты поля хоть как-то можно, то у синхронного двигателя нельзя никак. Он или крутится с частой поля, или выпадает из синхронизма и с отвратительными переходными процессами останавливается. Кроме того, у синхронного двигателя без магнитов есть контактные кольца – скользящий контакт, чтобы передавать энергию на обмотку возбуждения в роторе. С точки зрения сложности, это, конечно, не коллектор ДПТ, но всё равно лучше бы было без скользящего контакта. Именно поэтому в промышленности для нерегулируемой нагрузки применяют в основном менее капризные асинхронные привода.
Но все изменилось с появлением силовой полупроводниковой электроники и микроконтроллеров. Они позволили сформировать для синхронной машины любую нужную частоту поля, привязанную через датчик положения к ротору двигателя: организовать вентильный режим работы двигателя (автокоммутацию) или векторное управление. При этом характеристики привода целиком (синхронная машина + инвертор) получились такими, какими они получаются у двигателя постоянного тока: синхронные двигатели заиграли совсем другими красками. Поэтому начиная где-то с 2000 года начался "бум" синхронных двигателей с постоянными магнитами. Сначала они робко вылезали в вентиляторах кулеров как маленькие BLDC двигатели, потом добрались до авиамоделей, потом забрались в стиральные машины как прямой привод, в электротягу (сегвей, Тойота приус и т.п.), всё больше вытесняя классический в таких задачах коллекторный двигатель. Сегодня синхронные двигатели с постоянными магнитами захватывают всё больше применений и идут семимильными шагами. И все это – благодаря электронике. Но чем же лучше синхронный двигатель асинхронного, если сравнивать комплект преобразователь+двигатель? И чем хуже? Этот вопрос будет рассматриваться в конце статьи, а сейчас давайте пройдемся еще по нескольким типам электродвигателей.

Вентильно-индукторный двигатель с самовозбуждением (ВИД СВ, SRM)

У него много названий. Обычно его коротко называют вентильно-индукторный двигатель (ВИД) или вентильно-индукторная машина (ВИМ) или привод (ВИП). В английской терминологии это switched reluctance drive (SRD) или motor (SRM), что переводится как машина с переключаемым магнитным сопротивлением. Но чуть ниже будет рассматриваться другой подвид этого двигателя, отличающийся по принципу действия. Чтобы не путать их друг с другом, "обычный" ВИД, который рассмотрен в этом разделе, мы называем "вентильно-индукторный двигатель с самовозбуждением" или коротко ВИД СВ, что подчеркивает принцип возбуждения и отличает его от машины, рассмотренной далее. Но другие исследователи его также называют ВИД с самоподмагничиванием, иногда реактивный ВИД (что отражает суть образования вращающего момента).Конструктивно это самый простой двигатель и по принципу действия похож на некоторые шаговые двигатели. Ротор – зубчатая железка. Статор – тоже зубчатый, но с другим числом зубцов. Проще всего принцип работы поясняет вот эта анимация:
Подавая постоянный ток в фазы в соответствии с текущим положением ротора можно заставить двигатель вращаться. Фаз может быть разное количество. Форма тока реального привода для трех фаз показа на рисунке (токоограничение 600А):

Однако за простоту двигателя приходится платить. Так как двигатель питается однополярными импульсами тока, напрямую "на сеть" его включать нельзя. Обязательно требуется преобразователь и датчик положения ротора. Причем преобразователь не классический (типа шестиключевой инвертор): для каждой фазы у преобразователя для SRD должны быть полумосты, как на фото в начале этого раздела. Проблема в том, что для удешевления комплектующих и улучшения компоновки преобразователей силовые ключи и диоды часто не изготавливаются отдельно: обычно применяются готовые модули, содержащие одновременно два ключа и два диода – так называемые стойки. И именно их чаще всего и приходится ставить в преобразователь для ВИД СВ, половину силовых ключей просто оставляя незадействованной: получается избыточный преобразователь. Хотя в последние годы некоторые производители IGBT модулей выпустили изделия, предназначенные именно для SRD.
Следующая проблема – это пульсации вращающего момента. В силу зубчатой структуры и импульсного тока момент редко получается стабильным – чаще всего он пульсирует. Это несколько ограничивает применимость двигателей для транспорта – кому хочется иметь пульсирующий момент на колесах? Кроме того, от таких импульсов тянущего усилия не очень хорошо себя чувствуют подшипники двигателя. Проблема несколько решается специальным профилированием формы тока фазы, а также увеличением количества фаз.
Однако даже при этих недостатках двигатели остаются перспективными в качестве регулируемого привода. Благодаря их простоте сам двигатель получается дешевле классического асинхронного двигателя. Кроме того, двигатель легко сделать многофазным и многосекционным, разделив управление одним двигателем на несколько независимых преобразователей, которые работают параллельно. Это позволяет повысить надежность привода – отключение, скажем, одного из четырех преобразователей не приведет к остановке привода в целом – трое соседей будут какое-то время работать с небольшой перегрузкой. Для асинхронного двигателя такой фокус выполнить так просто не получается, так как невозможно сделать несвязанные друг с другом фазы статора, которые бы управлялись отдельным преобразователем полностью независимо от других. Кроме того, ВИД очень хорошо регулируются "вверх" от основной частоты. Железку ротора можно раскручивать без проблем до очень высоких частот.

Вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением (ВИД НВ)

Это совсем другой тип двигателя, отличающийся по принципу действия от обычного ВИД. Исторически известны и широко используются вентильно-индукторные генераторы такого типа, применяемые на самолетах, кораблях, железнодорожном транспорте, а вот именно двигателями такого типа почему-то занимаются мало.
На рисунке схематично показана геометрия ротора и магнитный поток обмотки возбуждения, а также изображено взаимодействие магнитных потоков статора и ротора, при этом ротор на рисунке установлен в согласованное положение (момент равен нулю).
Ротор собран из двух пакетов (из двух половинок), между которыми установлена обмотка возбуждения (на рисунке показана как четыре витка медного провода). Несмотря на то, что обмотка висит "посередине" между половинками ротора, крепится она к статору и не вращается. Ротор и статор выполнены из шихтованного железа, постоянные магниты отсутствуют. Обмотка статора распределенная трехфазная – как у обычного асинхронного или синхронного двигателя. Хотя существуют варианты такого типа машин с сосредоточенной обмоткой: зубцами на статоре, как у SRD или BLDC двигателя. Витки обмотки статора охватывают сразу оба пакета ротора.
Упрощенно принцип работы можно описать следующим образом: ротор стремится повернуться в такое положение, при котором направления магнитного потока в статоре (от токов статора) и роторе (от тока возбуждения) совпадут. При этом половина электромагнитного момента образуется в одном пакете, а половина – в другом. Со стороны статора машина подразумевает разнополярное синусоидальное питание (ЭДС синусоидальна), электромагнитный момент активный (полярность зависит от знака тока) и образован за счет взаимодействия поля, созданного током обмотки возбуждения с полем, созданного обмотками статора. По принципу работы эта машина отлична от классических шаговых и SRD двигателей, в которых момент реактивный (когда металлическая болванка притягивается к электромагниту и знак усилия не зависит от знака тока электромагнита).
С точки зрения управления ВИД НВ оказывается эквивалентен синхронной машине с контактными кольцами. То есть, если вы не знаете конструкцию этой машины и используете её как "черный ящик", то она ведет себя практически неотличимо от синхронной машины с обмоткой возбуждения. Можно сделать векторное управление или автокоммутацию, можно ослаблять поток возбуждения для повышения частоты вращения, можно усиливать его для создания большего момента – всё так, как будто это классическая синхронная машина с регулируемым возбуждением. Только ВИД НВ не имеет скользящего контакта. И не имеет магнитов. И ротор в виде дешевой железной болванки. И момент не пульсирует, в отличие от SRD. Вот, например, синусоидальные токи ВИД НВ при работе векторного управления:

Кроме того, ВИД НВ можно создавать многофазным и многосекционным, аналогично тому, как это делается в ВИД СВ. При этом фазы оказываются несвязанными друг с другом магнитными потоками и могут работать независимо. Т.е. получается как будто бы несколько трехфазных машин в одной, к каждой из которых присоединяется свой независимый инвертор с векторным управлением, а результирующая мощность просто суммируется. Координации между преобразователями при этом не требуется никакой – только общее задание частоты вращения.
Минусы этого двигателя тоже есть: напрямую от сети он крутиться не может, так как, в отличие от классических синхронных машин, ВИД НВ не имеет асинхронной пусковой обмотки на роторе. Кроме того, он сложнее по конструкции, чем обычный ВИД СВ (SRD).

Заключение: какой же электродвигатель самый лучший?

К сожалению, двумя словами здесь не обойтись. И общими выводами про то, что у каждого двигателя свои достоинства и недостатки – тоже. Потому что не рассмотрены самые главные качества – массогабаритные показатели каждого и типов машин, цена, а также их механические характеристики и перегрузочная способность. Оставим нерегулируемый асинхронный привод крутить свои насосы напрямую от сети, тут ему конкурентов нет. Оставим коллекторные машины крутить дрели и пылесосы, тут с ними в простоте регулирования тоже потягаться сложно.
Давайте рассмотрим регулируемый электропривод, режим работы которого – длительный. Коллекторные машины здесь сразу исключаются из конкуренции по причине ненадежности коллекторного узла. Но остались еще четыре – синхронный, асинхронный, и два типа вентильно-индукторных. Если мы говорим о приводе насоса, вентилятора и чего-то похожего, что используется в промышленности и где масса и габариты особо не важны, то здесь из конкуренции выпадают синхронные машины. Для обмотки возбуждения требуются контактные кольца, что является капризным элементом, а постоянные магниты очень дороги. Конкурирующими вариантами остаются асинхронный привод и вентильно-индукторные двигатели обоих типов.
Как показывает опыт, все три типа машин успешно применяются. Но – асинхронный привод невозможно (или очень сложно) секционировать, т.е. разбить мощную машину на несколько маломощных. Поэтому для обеспечения большой мощности асинхронного преобразователя требуется делать его высоковольтным: ведь мощность – это, если грубо, произведение напряжения на ток. Если для секционируемого привода мы можем взять низковольтный преобразователь и наставить их несколько, каждый на небольшой ток, то для асинхронного привода преобразователь должен быть один. Но не делать же преобразователь на 500В и ток 3 килоампера? Это провода нужны с руку толщиной. Поэтому для увеличения мощности повышают напряжение и снижают ток. А высоковольтный преобразователь – это совсем другой класс задачи. Нельзя просто так взять силовые ключи на 10кВ и сделать из них классический инвертор на 6 ключей, как раньше: и нет таких ключей, а если есть, они очень дороги. Инвертор делают многоуровневым, на низковольтных ключах, соединенных последовательно в сложных комбинациях. Такой инвертор иногда тянет за собой специализированный трансформатор, оптические каналы управления ключами, сложную распределенную систему управления, работающую как одно целое… В общем, сложно всё у мощного асинхронного привода. При этом вентильно-индукторный привод за счет секционирования может "отсрочить" переход на высоковольтный инвертор, позволяя сделать привода до единиц мегаватт от низковольтного питания, выполненные по классической схеме. В этом плане ВИПы становятся интереснее асинхронного привода, да еще и обеспечивают резервирование. С другой стороны, асинхронные привода работают уже сотни лет, двигатели доказали свою надежность. ВИПы же только пробивают себе дорогу. Так что здесь надо взвесить много факторов, чтобы выбрать для конкретной задачи наиболее оптимальный привод.Но всё становится еще интереснее, когда речь заходит о транспорте или о малогабаритных устройствах. Там уже нельзя беспечно относиться к массе и габаритам электропривода. И вот там уже нужно смотреть на синхронные машины с постоянными магнитами. Если посмотреть только на параметр мощности деленной на массу (или размер), то синхронные машины с постоянными магнитами вне конкуренции. Отдельные экземпляры могут быть в разы меньше и легче, чем любой другой "безмагнитный" привод переменного тока. Но здесь есть одно опасное заблуждение, которое я сейчас постараюсь развеять.
Если синхронная машина в три раза меньше и легче – это не значит, что для электротяги она подходит лучше. Всё дело в отсутствии регулировки потока постоянных магнитов. Поток магнитов определяет ЭДС машины. На определенной частоте вращения ЭДС машины достигает напряжения питания инвертора и дальнейшее повышение частоты вращения становится затруднительно. Тоже самое касается и повышения момента. Если нужно реализовать больший момент, в синхронной машине нужно повышать ток статора – момент возрастет пропорционально. Но более эффективно было бы повысить и поток возбуждения – тогда и магнитное насыщение железа было бы более гармоничным, а потери были бы ниже. Но опять же поток магнитов повышать мы не можем. Более того, в некоторых конструкциях синхронных машин и ток статора нельзя повышать сверх определенной величины – магниты могут размагнититься. Что же получается? Синхронная машина хороша, но только лишь в одной единственной точке – в номинальной. С номинальной частотой вращения и номинальным моментом. Выше и ниже – всё плохо. Если это нарисовать, то получится вот такая характеристика частоты от момента (красным):

На рисунке по горизонтальной оси отложен момент двигателя, по вертикальной – частота вращения. Звездочкой отмечена точка номинального режима, например, пусть это будет 60 кВт. Заштрихованный прямоугольник – это диапазон, где возможно регулирование синхронной машины без проблем – т.е. "вниз" по моменту и "вниз" по частоте от номинала. Красной линией отмечено, что можно выжать из синхронной машины сверх номинала – небольшое повышение частоты вращения за счет так называемого ослабления поля (на самом деле это создание лишнего реактивного тока по оси d двигателя в векторном управлении), а также показана некоторая возможная форсировка по моменту, чтобы было безопасно для магнитов. Всё. А теперь давайте поставим эту машину в легковое транспортное средство без коробки передач, где батарея рассчитана на отдачу 60 кВт. Желаемая тяговая характеристика изображена синим. Т.е. начиная с самой низкой скорости, скажем, с 10 км/ч привод должен развивать свои 60 кВт и продолжать их развивать вплоть до максимальной скорости, скажем 150 км/ч. Синхронная машина и близко не лежала: её момента не хватит даже чтобы заехать на бордюр у подъезда (или на поребрик у парадной, для полит. корректности), а разогнаться машина сможет лишь до 50-60 км/ч.
Что же это значит? Синхронная машина не подходит для электротяги без коробки передач? Подходит, конечно же, просто надо по-другому её выбрать. Вот так:
Надо выбрать такую синхронную машину, чтобы требуемый тяговый диапазон регулирования был весь внутри её механической характеристики. Т.е. чтобы машина одновременно могла развить и большой момент, и работать на большой частоте вращения. Как вы видите из рисунка… установленная мощность такой машины будет уже не 60 кВт, а 540 кВт (можно посчитать по делениям). Т.е. в электромобиль с батареей на 60 кВт придется установить синхронную машину и инвертор на 540 кВт, просто чтобы "пройти" по требуемому моменту и частоте вращения.
Конечно же, так как описано, никто не делает. Никто не ставит машину на 540 кВт вместо 60 кВт. Синхронную машину модернизируют, пытаясь "размазать" её механическую характеристику из оптимума в одной точке вверх по скорости и вниз по моменту. Например, прячут магниты в железо ротора (делают инкорпорированными), это позволяет не бояться размагнитить магниты и ослаблять поле смелее, а также перегружать по току побольше. Но от таких модификаций синхронная машина набирает вес, габариты и становится уже не такой легкой и красивой, какой она была раньше. Появляются новые проблемы, такие как "что делать, если в режиме ослабления поля инвертор отключился". ЭДС машины может "накачать" звено постоянного тока инвертора и выжечь всё. Или что делать, если инвертор на ходу пробился — синхронная машина замкнется и может токами короткого замыкания убить и себя, и водителя, и всю оставшуюся живой электронику — нужны схемы защиты и т.п.
Поэтому синхронная машина хороша там, где большого диапазона регулирования не требуется. Например, в сегвее, где скорость с точки зрения безопасности может быть ограничена на 30 км/ч (или сколько там у него?). А еще синхронная машина идеальна для вентиляторов: у вентилятора сравнительно мало изменяется частота вращения, от силы раза в два – больше особо нет смысла, так как воздушный поток ослабевает пропорционально квадрату скорости (примерно). Поэтому для небольших пропеллеров и вентиляторов синхронная машина – это то, что нужно. И как раз она туда, собственно, успешно ставится.
Тяговую кривую, изображенную на рисунке синим цветом, испокон веков реализуют двигатели постоянного тока с регулируемым возбуждением: когда ток обмотки возбуждения изменяют в зависимости от тока статора и частоты вращения. При увеличении частоты вращения уменьшается и ток возбуждения, позволяя машине разгоняться выше и выше. Поэтому ДПТ с независимым (или смешанным) управлением возбуждением классически стоял и до сих пор стоит в большинстве тяговых применений (метро, трамваи и т.п.). Какая же электрическая машина переменного тока может с ним поспорить?
К такой характеристике (постоянства мощности) могут лучше приблизиться двигатели, у которых регулируется возбуждение. Это асинхронный двигатель и оба типа ВИПов. Но у асинхронного двигателя есть две проблемы: во-первых, его естественная механическая характеристика – это не кривая постоянства мощности. Потому что возбуждение асинхронного двигателя осуществляется через статор. А поэтому в зоне ослабления поля при постоянстве напряжения (когда на инверторе оно закончилось) подъем частоты в два раза приводит к падению тока возбуждения в два раза и моментоообразующего тока тоже в два раза. А так как момент на двигателе – это произведение тока на поток, то момент падает в 4 раза, а мощность, соответственно, в два. Вторая проблема – это потери в роторе при перегрузке с большим моментом. В асинхронном двигателе половина потерь выделяется в роторе, половина в статоре. Для уменьшения массогабаритных показателей на транспорте часто применяется жидкостное охлаждение. Но водяная рубашка эффективно охладит лишь статор, за счет явления теплопроводности. От вращающегося ротора тепло отвести значительно сложнее – путь отвода тепла через "теплопроводность" отрезан, ротор не касается статора (подшипники не в счет). Остается воздушное охлаждение путем перемешивая воздуха внутри пространства двигателя или излучение тепла ротором. Поэтому ротор асинхронного двигателя получается своеобразным "термосом" - единожды перегрузив его (сделав динамичный разгон на машине), требуется долгое время ждать остывания ротора. А ведь его температуру еще и не измерить… приходится только предсказывать по модели.
Здесь нужно отметить, как мастерски обе проблемы асинхронного двигателя обошли в Тесла в своей Model S. Проблему с отводом тепла из ротора они решили… заведя во вращающийся ротор жидкость (у них есть соответствующий патент, где вал ротора полый и он омывается внутри жидкостью, но достоверно я не знаю, применяют ли они это). А вторую проблему с резким уменьшением момента при ослаблении поля… они не решали. Они поставили двигатель с тяговой характеристикой, почти как у меня нарисована для "избыточного" синхронного двигателя на рисунке выше, только у них не 540 кВт, а 300 кВт. Зона ослабления поля в Тесле очень маленькая, где-то два крата. Т.е. они поставили "избыточный" для легкового автомобиля двигатель, сделав вместо бюджетного седана по сути спорт-кар с огромной мощностью. Недостаток асинхронного двигателя обратили в достоинство. Но если бы они попытались сделать менее "производительный" седан, мощностью 100 кВт или меньше, то асинхронный двигатель, скорее всего, был бы точно таким же (на 300 кВт), просто его искусственно задушили электроникой бы под возможности батареи.
А теперь ВИПы. Что могут они? Какая тяговая характеристика у них? Про ВИД СВ я точно сказать не могу – это по своему принципу работы нелинейный двигатель, и от проекта к проекту его механическая характеристика может сильно меняться. Но в целом он скорее всего лучше асинхронного двигателя в плане приближения к желаемой тяговой характеристике с постоянством мощности. А вот про ВИД НВ я могу сказать подробнее. Видите вон ту желаемую тяговую характеристику на рисунке выше, которая нарисована синим цветом, к которой мы хотим стремиться? Это на самом деле не просто желаемая характеристика. Это реальная тяговая характеристика, которую по точкам по датчику момента сняли для одного из ВИД НВ. Так как ВИД НВ имеет независимое внешнее возбуждение, то его качества наиболее приближены к ДПТ НВ, который тоже может сформировать такую тяговую характеристику за счет регулирования возбуждения.
Так что же? ВИД НВ – идеальная машина для тяги без единой проблемы? На самом деле нет. Проблем у него тоже куча. Например, его обмотка возбуждения, которая "висит" между пакетами статора. Хоть она и не вращается, от неё тоже сложно отводить тепло – получается ситуация почти как ротором асинхронника, лишь немного получше. Можно, в случае надобности, "кинуть" трубку охлаждения со статора. Вторая проблема – это завышенные массогабаритные показатели. Глядя на рисунок ротора ВИД НВ, можно видеть, что пространство внутри двигателя используется не очень эффективно – "работают" только начало и конец ротора, а середина занята обмоткой возбуждения. В асинхронном двигателе, например, вся длина ротора, всё железо "работает". Сложность сборки – засунуть обмотку возбуждения внутрь пакетов ротора надо еще суметь (ротор делается разборным, соответственно, есть проблемы с балансировкой). Ну и просто массогабаритные характеристики пока получаются не очень-то выдающимися по сравнению с теми же асинхронными двигателями Тесла, если накладывать тяговые характеристики друг на друга.
А также есть еще общая проблема обоих типов ВИД. Их ротор – пароходное колесо. И на высоких частотах вращения (а высокая частота нужна, так высокочастотные машины при той же мощности меньше тихоходных) потери от перемешивания воздуха внутри становятся очень значительными. Если до 5000-7000 об/мин ВИД еще можно сделать, то на 20000 об/мин это получится большой миксер. А вот асинхронный двигатель на такие частоты и гораздо выше сделать вполне можно за счет гладкого статора.
Так что же лучше всего в итоге для электротяги? Какой двигатель самый лучший?
Понятия не имею. Все плохие. Надо изобретать дальше. Но мораль статьи такова – если вы хотите сравнить между собой разные типы регулируемого электропривода, то нужно сравнивать на конкретной задаче с конкретной требуемой механической характеристикой по всем-всем параметрам, а не просто по мощности. Также в этой статье не рассмотрены еще куча нюансов сравнения. Например, такой параметр как длительность работы в каждой из точек механической характеристики. На максимальном моменте обычно ни одна машина не может работать долго – это режим перегрузки, а на максимальной скорости очень плохо себя чувствуют синхронные машины с магнитами – там у них огромные потери в стали. А еще интересный параметр для электротяги – потери при движении выбегом, когда водитель отпустил газ. Если ВИПы и асинхронные двигатели будут крутиться как болванки, то у синхронной машины с постоянными магнитами останутся почти номинальные потери в стали из-за магнитов. И так далее, и так далее…
Поэтому нельзя вот так просто взять и выбрать лучший электропривод.

Самодельный электромобиль — всё не так, как думаешь / Хабр

Всем привет. Учась в университете я собрал маленький электромобильчик, ну или карт. Его фишкой было то, что всё управление электроприводом, включая тормоза было отдано самодельному контроллеру. И именно о том, как я делал этот маленький автомобильчик, и с какими подводными камнями столкнулся при постройке — хотелось бы рассказать в данном материале. Материал не претендует на уникальность, но для меня это был большой и интересный опыт.



Тема рассказа стоит на стыке аппаратного и программного аспектов. И в прошивке для контроллера я имел дело не с какими-то абстрактными понятиями или данными, а со вполне реальными «физическими» устройствами: реле, электродвигателем, транзисторами итп. Так что приведу кратенькую характеристику технической части, тот состав который был на момент всех танцев с бубном.

Основные узлы


Тяговый двигатель — коллекторный универсальный. Может работать как от постоянного, так и от переменного тока. Рабочее напряжение 220 вольт.

Аккумуляторная батарея — 25 свинцово-кислотных ячеек по 6 вольт фирмы Casil, соединённых последовательно, по итогу получаем батарею 150-160 вольт. Она установлена сзади и перемотана синей изолентой, всё как положено 🙂

Двигатель приводил колёса в движение через червячный редуктор с передаточным числом i=10. На фото видно, что двигатель сочленен с редуктором с помощью небольшого валика, он был выточен специально.

Системы торможения, то есть тормозного диска с суппортом не было в принципе. Поставить физический тормоз на тот момент не получалось. Поэтому торможение двигателем оставалось единственным реальным вариантом, так что управление торможением машины тоже пришлось брать на себя контроллеру.

Контроллер для блока управления


В принципе простой контроллер для электромобиля можно собрать и на «рассыпухе». Но хотелось бы, чтоб была возможность всё красиво настраивать с помощью программы, 21 век всё-таки. Путём долгих высоконаучных рассуждений за ужином я решил, что за основу контроллера стоит взять чип фирмы Microchip — pic16f877a, вот его краткие характеристики:

На тот момент я не очень шарил в электронике, и изначально хотел делать схему до безобразия тупой — двигатель включён или двигатель отключен, но вместо реле поставить транзисторный ключ, дабы ничего не щёлкало и не горело. Но решил, что риск оправдан, я ничего не терял да и просто хотелось сделать что-то стоящее. Так что остановился на связке микроконтроллер + силовой полевой транзистор в качестве ключа. Ручку газа и кнопку реверса вывел на руль.

Особенности схемы


При выборе транзистора я не скупился и выбрал IRFP4227PBF — N-канальный полевой транзистор (открывается положительным импульсом) на напряжение 200 вольт и максимальный ток 130 ампер. Корпус TO-247AC. Но, забегая вперед скажу — я смог сжечь и его.

PWM — что это такое и с чем её едят


Раз я использовал микроконтроллер в связке с полевым транзистором, то грех было не попробовать использование pwm/шим в схеме. Что такое шим? Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора. — спасибо Википедии.

Достоинство такого способа управления транзистором: он во время работы находится в двух состояниях — либо полностью закрыт, тока нет и ничего не греется, либо он полностью открыт и сопротивление его составляет несколько милиом, соответственно в тепло на самом транзисторе рассеиваются какие-то доли ватта тепла, ну или единицы ватт, схема едва тёплая при таком режиме работы. И такой процесс — отрыть/закрыть происходит тысячи раз в секунду. Это называется частотой шим. Так же есть такая вещь, которая называется «скважность». Переводя на человеческий язык — эта цифра показывает какую долю времени открыт транзистор. Если чуть углубиться — допустим у нас частота ШИМ-синала 1000 герц. Значит транзистор открывается и закрывается 1000 раз за секунду, и процесс переключения между включено и выключено 1/1000 доля секунды. Величина 1/1000 — это период частоты. А с помощью скважности мы показываем какую часть времени от периода транзистор открыт и через него течет ток. Для примера: в программе скважность 255 — это максимальная мощность, 127 — 50%, 0 — транзистор закрыт.

Для генерации такой частоты применялся встроенный в чип «физический» контроллер, хотя есть возможность программной реализации, но в этом случае контроллер только и будет делать, что генерировать на выводе частоту с заданным периодом и скважностью. А с использованием контрллера из переферии МК можно было и генерировать сигнал, и чтоб программа делала что-то ещё.

Чем дальше в лес, тем злее волки — от частоты ШИМ зависит и то, насколько будет эффективно работать электропривод. Я пробовал разные частоты, от 2 до 15 килогерц, каждый раз это менялось программно. Честно говоря особой разницы не успел заметить, но уверен что она есть. К сожалению данных по этому вопросу не удалось получить в достаточном количестве. Единственное, что заметил — с разной частотой пищала машина во время работы. Кстати, если кто-то замечал в метро, электробусах и поездах, что во время старта слышно гул, писк, завывание — это как-раз таки пищат обмотки двигателя из-за работы на частотах контроллера. Очень это заметно на поезде «Ласточка», который по МЦК ходит, во время старта.

Подводные камни в алгоритме работы


Следующая проблема была с реверсом двигателя. Двигатель коллекторный, у него две обмотки — неподвижная — статор, на корпусе, и вращающаяся — ротор. Для изменения направления вращения необходимо развернуть направление тока в одной из обмоток, не меня направления в другой. Для этого использовались два реле, срабатывали они одновременно, «перекидывая» схему на реверс при подаче на них питания. Но в первом варианте прошивки была ошибка — реле переключились под нагрузкой. Как итог теста под нагрузкой — два сгоревших реле, так как двигатель — индуктивная нагрузка и на контактах реле была нехилая такая дуга, контакты просто расплавились и сгорели во время переключения.

Выход из ситуации — вводим в программу условие, что перед переключением снимаем нагрузку выкручивая скважность PWM-сигнала на 0, перекидываем реле, и опять включаем мощность на заданный уровень. Именно так и работали тормоза на машине — реверсом. Только хардкор — никаких датчиков и энкодеров, ничего. А вот и фото релюшки, это вроде как реле стартера от жигулей. Если переключать их не под нагрузкой, то вполне работают и с высокими напряжениями, 160 вольт при 15 амперах держали, но допускаю, что контакты грелись ввиду малого сечения.

После я допилил прошивку и мощность поднималась плавно до заданного уровня. А это уже исключает удары в трансмиссии и нагрузку на узлы. Вот так одна строчка в программе может увеличить срок службы агрегата.

Соединяем контроллер с транзистором правильно


Оставалось только правильно сочленить транзистор с контроллером. Сделал я это несколько не правильно, через оптическую пару, напрямую. Но эта схема прокатывает при работе с низкими напряжениями, при высоких рабочих напряжениях постоянно сгорал затвор транзистора, да и для управления нужен двухтактный драйвер. Нормальная схема приведена ниже. Но тем не менее на один раз схемы с оптической парой хватило, каким-то чудом на тест драйве она работала, а выгорать начала сразу после него. Вот схема «правильного» драйвера, только в моём варианте ещё была развязка оптикой от контроллера. Картинка взята с Drive2:

Несколько интересных моментов


  • При старте электродвигатель потребляет в разы больше электричества даже без нагрузки. А при заторможенном во время старта роторе графитовые щётки начинали дымиться.
  • В тот момент, когда на машине сгорает транзистор — она начинает ехать сама, ибо батарею от двигателя отделяет только транзистор. Так что введение схем защиты оправдано, если не хочешь бежать за машиной и молиться, чтоб она никого не сбила.
  • Двигатель, который я использовал, взят из стиральной машинки. Обороты без нагрузки у него заявлены 14000 — верится слабо, но на шильдике была именно эта цифра. Хотя он прекрасно тянет «с низов».
  • Напряжение на батарее проседает, без нагрузки у меня оно было около 150 вольт, под нагрузкой спокойно может быть 140. А если батарея подсевшая то и 130, из-за этого на свежих батареях первые несколько минут машина могла ехать очень хорошо, потом когда батареи тратили где-то 20-30% энергии, то начинался более менее рабочий режим, машина ехала медленнее, медленнее разгонялась, но это было не так заметно. Когда батареи съедали примерно 70% заряда, то езда превращалась в черепаший ход.
  • У меня получилось сжечь даже довольно мощный транзистор из-за перенапряжения на его затворе. Для защиты от этого нужно зашунтировать затвор транзистора диодом на + источника питания драйвера транзистора.
  • Реле подключались к МК с помощью маломощных транзисторных ключей на небольших полевичках.

В конце концов получилось то, что на видео



Вообще мои опыты с электроприводом начались ещё в школе и я испробовал много разных конструкций, но это самая удачная схема на тот момент. Если материал понравится, то напишу отдельный пост про всю эпопею.

UPD: Изменил ошибки в статье, спасибо всем, кто откликнулся

Как выбрать детский электромобиль: форма, технические характеристики, производитель

Желая сделать ребёнку подарок, который доставит максимум удовольствия и запомнится на всю жизнь, чаще всего друзья, родители или другие близкие люди решаются купить детский электромобиль. Получая в дар такой сюрприз, дети приходят в восторг, а красивая и навороченная машина с набором интерактивных функций, работающая от аккумулятора, становится их любимой игрушкой на несколько лет.

Когда дарить ребёнку первый электромобиль

По заявлению производителей, они производят модели детских электромобилей, рассчитанных на разные возрастные категории. В модельном ряду большинства известных производителей, присутствуют электромобили, рассчитанные на катание одного или двух детей, возрастом от 1 года. Поэтому, если родители располагают достаточным бюджетом, они могут порадовать ребёнка фантастической игрушкой уже на втором году, после его рождения.

Такой подарок имеет сразу несколько положительных сторон:

  • имея собственный электромобиль, ребёнок почувствует себя взрослее;
  • множество функций позволит не только кататься, но и придумывать разнообразные игры с
  • участием транспортного средства;
  • игрушка с электродвигателем развивает чувство равновесия (при покупке электромотоцикла), координацию движений;
  • у ребёнка развивается чувство ответственности, особенно он катается вместе с друзьями;
  • во время езды, родители могут в игровой форме познакомить малыша с правилами дорожного движения, а также обучить первичным навыкам вождения;
  • малыши, которые имеют проблемы, связанные с общением со сверстниками, смогут привлечь внимание других детей, повысит коммуникабельность, прибавить уверенности в себе, завести новые знакомства и, быть может, найти лучшего друга на всю жизнь;
  • по сравнению, с количеством денег, которые родители отдают владельцам прокатов детских авто, покупка детского электромобиля обойдётся совсем недорого.

Конечно, не каждый способен купить детский электромобиль поэтому делая такой подарок своему ребёнку, необходимо объяснять, что игрушка не повод зазнаваться и вести себя надменно.

Классификация автомобилей с электродвигателем для детей

Принцип работы 90% детских электромобилей, представленных на отечественном рынке одинаков, он не зависит от возраста. Автомобили для детей как от 1 года, так и8 лет имеют общий принцип работы: старт осуществляется путём нажатия педали, а когда её отпускаешь — транспортное средство начинает тормозить вплоть до полной остановки.

Главное отличие транспортных средств заключается в форме, технических характеристиках, наличии дополнительного оборудования и функциональных особенностей. В целом, детские электромобили классифицируются по следующим категориям:

По мощности двигателя и расходу аккумулятора

Перед тем как купить детский электромобиль следует уточнить время его автономной работы, ёмкость аккумуляторных батарей, сколько они будут заряжаться, количество и мощность двигателей. Будет обидно, если автомобиль будет маломощным, позволять кататься менее часа на одном заряде и не соответствовать ожиданиям ребёнка.

При выборе авто следует исходить из следующих правил:

  • для самых маленьких достаточно одного аккумулятора на 6 V;
  • для детей от 3 до 7 лет следует выбрать машину, где установлена одна 12-вольтовая или две 6-вольтовые батареи;
  • ребёнок в возрасте от 8 до 10 хочет кататься дольше и быстрее, что могут обеспечить аккумуляторные батареи мощностью 24 V.

Возрастная категория

Детский электромобиль рекомендуется выбирать исходя из возраста ребёнка. Маленькие дети требуют усиленной опеки и повышенной безопасности, а взрослые хотят мощный и быстрый электромобиль, что и следует учитывать перед покупкой.

1-2 года

Чаще всего в таком возрасте покупают автомобиль-каталку, в который встроен аккумулятор. Маленький водитель располагается сверху и управляет транспортным средством при помощи руля и педалей. Во время движения его действия контролируются взрослым при помощи пульта дистанционного управления, подключаемого по радиоканалу либо посредством Bluetooth.

Электромобиль для самых маленьких имеет один двигатель, передающий тягу только на передний или задний мост. Такое авто плавно трогается, имеет ограничитель скорости (до 2 км/час). Плавное торможение происходит, когда ребёнок отпускает педаль газа. Машина имеет лёгкий вес (до 10 кг), компактные габариты (высота до 50 см) и рассчитана на посадку одного или двух детей общей массой не более 20 кг.

Производители устанавливают довольно простой электропакет, достаточный для детей такого возраста: светящиеся фары, сигнал, систему имитации звука работы двигателя.

От 3 до 7 лет

В таком возрасте можно покупать аккумуляторный электромобиль не только на четырёх, но и на трёх и даже двух колёсах. Большинство моделей данного возрастного сегмента могут разгоняться до скорости 4-7 км/час, имеют клаксон, светодиодную подсветку, встроенную магнитолу и возможность движения не только вперёд, но и назад.

В электромобилях, стилизованных под квадроцикл или мотоцикл, вместо педали газа предусмотрена рукоять акселератора, вынесенная на руль, как в настоящем мотоцикле. Детские аккумуляторные автомобили для детей от 3 до 7 лет способны брать на борт ребёнка весом до 30 кг.

От 8 до 10 лет

Малыши в таком возрасте считают себя взрослыми и хотят подражать им во всём. Поэтому и детские электромобили для детей от 8 до 10 лет максимально стилизованы под взрослые. Некоторые производители чтобы достичь реалистичности, заключают лицензионные договора с такими известными брендами как BMW, Mercedes, Audi, Hummer, Jeep, Lamborghini, Maserati, Nissan, Porsche, Range Rover и других. Такой договор позволяет выпускать точные копии реальных моделей, которые соответствуют не только по дизайну, но и по скоростным характеристикам. Разработка новых модификаций производится под контролем дизайнеров инженеров автогигантов, что позволяет предлагать продукцию высокого качества. Ребёнок, мечтающий о настоящем BMW или Jeep, будет в восторге, если ему подарят точную копию реального авто.

Для управления таким автомобилем уже требуются первичные навыки, некоторые транспортные средства оборудованы многоступенчатой коробкой передач, что позволяет регулировать мощность, что позволяет менять динамику разгона, кататься по пересечённой местности и форсировать препятствия и уклоны. В кабине располагается панель приборов, предусмотрена магнитола, две педали (газ и тормоз). В зависимости от модели, может устанавливаться от одного до четырёх электродвигателей, передающих крутящий момент на два или 4 колеса.

Такой автомобиль надёжный и мощный, на нём могут кататься дети весом до 50 кг.

Разновидности автомобилей по форме и производителю

Детские электромобили бывают абсолютно разных цветов и форм, поэтому родители гарантировано смогут подобрать и вариант, который идеально подходит ребёнку по всем параметрам. В модельном ряду каждого производителя представлены:

В зависимости от того любит малыш смотреть гонки или предпочитает играть в строителя, пожарного или полицейского, вы сможете подобрать ему электромобиль соответствующего форм-фактора. Помимо моделей для мальчиков, существует целая линейка детских автомобилей на аккумуляторе для маленьких автоледи. Такие авто отличаются характерной раскраской интерьера и экстерьера и часто декорированы наклейками с популярными персонажами из мультфильмов.

На что стоит обратить внимание перед покупкой авто с электродвигателем

К выбору детского электротранспорта следует отнестись со всей серьёзностью. Неправильный выбор модели, цвета и технических характеристик может доставить неудобства как малышу, так и родителям, что не позволит достигнуть запланированного позитивного эффекта от подарка.

Габариты и грузоподъёмность

Несущая конструкция и жёсткость — важные параметры, влияющие не только на безопасность малыша, но и на грузоподъёмность и общий срок эксплуатации. Каркас кузова берёт на себя все типы нагрузки как статические (масса механизмов деталей, вес ребёнка), так и динамические (контакт с препятствиями, резкая посадка в салон).

При покупке детского электромобиля стоит обращать внимание не только на размеры кузова, салона, а также заявленную производителем грузоподъёмность, но и на материал, из которого сделан каркас. Наличие цельнометаллической рамы, на которую закрепляется ударопрочный кузов является оптимальным вариантом. Такой автомобиль способен защитить ребёнка при попадании в мини-ДТП, а также прослужит долгие годы, и может быть передарен друзьям или знакомым, когда ребёнок из него вырастет.

Ёмкость аккумулятора и особенности его установки

В зависимости от возрастной категории, грузоподъёмности, габаритов, мощности электродвигателя и встроенных дополнительных опций, автомобиль потребляет разное количество энергии. Стремясь сделать электромобиль максимально автономным, производители устанавливают аккумуляторные батареи двух типов: интегрированные, съёмные. Согласно мнению экспертов, считается оптимальным, когда машина способна функционировать в активном режиме в течение 60-90 минут, а время заряда не превышает 8 часов. Преимуществом съёмной батареи является возможность значительно увеличить время катания, за счёт покупки дополнительных аккумуляторов. Такое решение станет оптимальным для семей, где растёт несколько детей или если электромобиль покупается для садика, проката.

Качество корпуса

Как правило, чем дороже детское авто, тем качественней материалы, из которых производятся кузовные элементы и отделывается салон. Люксовые авто производятся из ударопрочного пластика, окрашенного автомобильной краской, покрытой несколькими слоями лака, что делает электромобиль максимально похожим на настоящее транспортное средство. Салон премиум-автомобиля может быть отделан натуральной кожей, а качеству отделки позавидуют многие владельцы взрослых отечественных авто.

Клиренс

Размер просвета между днищем электромобиля и дорожным покрытием напрямую влияет на целый ряд характеристик:

  • высокий клиренс, как на джипах, позволяет кататься по пересечённой местности, форсируя ямы и броды;
  • низким просветом могут похвастаться спортивные модели. За счёт маленького клиренса увеличивается прижимная сила, что положительно влияет н управляемость автомобиля на высоких скоростях.

Учитывая состояние пешеходных дорожек, расположенных во дворах и парках (места, где чаще всего катаются дети), высокий клиренс — это дополнительная защита днища и выступающих деталей от механических повреждений.

Наличие ремней безопасности

Несмотря на то что детский электромобиль проходит процедуру обязательной сертификации в государственных органах контроля, он является средством повышенной опасности. Чтобы максимально защитить ребёнка, рекомендуется покупка авто со встроенными пятиточечными ремнями безопасности, которые надёжно фиксируют водителя и пассажира в эргономичном кресле. При попадании в аварию ребёнок не вылетит из авто, и останется цел либо получит минимальные повреждения.

Пульт дистанционного управления

Детский электромобиль с ПДУ позволяет развлекаться не только детям, но и взрослым. Каждый взрослый в душе ребёнок и мечтает о собственной радиоуправляемой машине. Купив детский электромобиль, он сможет играть вместе с чадом, контролируя при этом его маршрут и скорость поездки. Особенно актуальным является наличие данной опции вэлектромобилях для детей до 3 лет. В таком возрасте малыши не всегда умеют самостоятельно управлять транспортным средством и им требуется невидимая помощь. Ваш ребёнок будет чувствовать себя уверенно за рулём болида, даже если он не совсем умеет им управлять. Как правило, производители предлагают модели с пультами двух типов:

Система амортизации

Как правило, детские электромобили предназначены для катания по гладкой и ровной поверхности, поэтому не комплектуются амортизаторами колёс. Система амортизации зачастую устанавливается на подростковые модели либо аккумуляторные машины премиум-класса (чаще всего на внедорожники). Наличие амортизаторов позволяет комфортно кататься по песку, гравию и камням, что актуально для дачных посёлков и загородных домов.

Покрышки

Недорогие модели электромобилей обычно комплектуются пластиковыми цельнолитыми колёсами, которые быстро изнашиваются и требует замены уже через два сезона катания. Более дорогие модели продаются с резиновыми съёмными шинами, имеющими специальный протектор, улучшающие показатели проходимости и управляемости. Замену таких шин можно произвести самостоятельно, а срок их службы, обычно, значительно превышает цельнолитые.

Дополнительные аксессуары и функции

Стараясь привлечь внимание ребёнка на длительное время и сделать игровой процесс максимально интересным, производители комплектуют детские электромобили дополнительными опциями, среди которых:

  • светодиодная подсветка фар и габаритов;
  • панель приборов с индикатором заряда батареи;
  • указатели поворотов;
  • вместительный багажник, предназначенный для хранения личных вещей;
  • система звуковых эффектов, имитирующих работу двигателя;
  • клаксон, громкоговоритель и сирену;
  • мультимедийную магнитолу громкими колонками, возможностью проигрывания Mp3, радио и входом, предназначенным для подключения внешних устройств таких как
  • мобильный телефон или плеер;
  • открывающиеся двери и капот.

Дети приходят в восторг, когда получают электромобиль, нафаршированный по последнему слову техники.

Выбор производителя

На отечественном рынке представлена продукция итальянских, китайских, тайваньских и других производителей. Итальянцы славятся высоким качеством, что напрямую сказывается на цене детских электромобилей. Модели из Тайваня и Китая имеют привлекательную цену и неплохое качество сборки. В список проверенных производителей детских авто с электромотором входят:

Как показывает опыт эксплуатации, цена и качество детского электроавтомобиля — связанные компоненты. Чем дешевле авто, тем выше вероятность его поломки, ниже моторесурс и скуднее набор опций.

Сервис и обслуживание

Чтобы детский автотранспорт радовал маленького владельца долгие годы, необходимо следовать следующим правилам:

  • не перегружать автомобиль;
  • кататься только по асфальту или бетону, избегая абразивных покрытий;
  • не оставлять автомобиль на ночь под открытым небом. Помимо того, что он может стать добычей злоумышленников, дождь и снег могут повредить электрокомпоненты, что потребует проведения дорогостоящего ремонта;
  • бережно относиться к аккумуляторной батарее: не перезаряжать, не ронять, исключать полной разрядки;
  • регулярно смазывать узлы и механизмы.

Если планируете покупку детского электромобиля, проживая в квартире, обратите внимание на модель со встроенной ручкой, позволяющей удобно переносить детское транспортное средство как обычный чемодан.

Если всё же случилась поломка, вы подумываете о тюнинге, требуется заменить аккумулятор или шины, обращайтесь в наш специализированный сервисный центр, где опытные специалисты помогут в кратчайшие сроки устранить любую неисправность.

Мировая премьера электромобиля Lexus UX 300e

—  Первый электромобиль Lexus гарантирует отличную динамику и подлинное удовольствие от вождения.

—  Опыт создания лучших в мире гибридных моделей помог создать исключительно надежный электрический силовой агрегат.

—  Оригинальный стиль и высокий уровень функциональности дополняются современными системами безопасности и возможностями подключения к сети.

Сегодня на Международном автосалоне в Гуанчжоу состоялась премьера Lexus UX 300e — первого в истории бренда Lexus серийного полностью электрического автомобиля.

С момента выхода на рынок первого премиального гибридного автомобиля RX 400h в 2005 году Lexus сохраняет лидирующие позиции в области технологий применения электрической энергии. Эти технологии позволяют создавать модели с великолепными динамическими экологическими показателями.

В соответствии с глобальной стратегией Lexus Electrified, представленной на Токийском автосалоне 2019 года, бренд Lexus при помощи электрических технологий планирует совершить принципиальный прорыв в динамике и управляемости автомобиля. Технологии Lexus Electrified позволяет осуществлять комплексное управление силовой установкой и всеми элементами шасси так, чтобы максимально эффективно реализовать потенциал электродвигателей и обеспечить идеальные ездовые характеристики в любой дорожной ситуации.

Lexus UX 300e стал первой серийной моделью в рамках этой стратегии, которая разрабатывалась с учетом необходимости достижения великолепных ходовых качеств, динамики и управляемости. Высокопроизводительный электромотор UX 300e гарантирует мощное и естественное ускорение, а аккумулятор большой емкости обеспечивает запас хода до 400 км1 на одной зарядке. Батарея, расположенная непосредственно под полом салона, помогает снизить центр тяжести для обеспечения идеальной управляемости.

Использование новейших технологий взаимодействия с информационными сетями позволяет Lexus UX 300e в полной мере реализовать возможности современного электромобиля. Уникальное сочетание динамики, комфорта и практичности с передовыми интернет-технологиями в полной мере соответствует философии бренда «YET», в которой взаимоисключающие концепции дополняют друг друга.

Планируется, что на рынки Китая и Европы Lexus UX 300e выйдет в 2020 году, а продажи модели в Японии стартуют в начале 2021 года.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОСОБЕННОСТИ LEXUS UX 300e

Первый электромобиль Lexus гарантирует отличную динамику и подлинное удовольствие от вождения

Lexus всегда уделял особое внимание удовольствию от вождения, и этот подход сохраняется при создании электромобилей, использующих энергию аккумуляторных батарей. Взяв за основу выверенный набор ходовых качеств базового UX, инженеры Lexus смогли добиться еще более совершенного поведения на дороге при использовании электрической силовой установки. В то же время UX 300e обеспечивает непревзойденный комфорт и тишину в салоне, применяя имеющийся у бренда многолетний опыт разработки шумоизоляции и оптимизации акустических качеств.

Система выбора режимов движения Drive Mode Select, которой оснащается Lexus UX 300e, позволяет клиентам настраивать интенсивность разгона и замедления автомобиля в соответствии со своими предпочтениями и дорожной обстановкой. Водитель может получить удовольствие от мощного ускорения и оценить большой запас тяги электрического двигателя даже при легком нажатии на педаль акселератора, либо ехать в манере, свойственной машинам с традиционной силовой установкой со сменой передач подрулевыми переключателями и торможением двигателем, для чего предусмотрено четыре уровня рекуперации энергии замедления. Любой из режимов езды обеспечивает естественное и понятное поведение автомобиля на дороге.

Благодаря низкому центру тяжести, который обеспечивается расположением аккумуляторной батареи и электродвигателя в самой нижней части кузова, UX 300e имеет превосходные характеристики управляемости. Подобная компоновка обеспечивает оптимальное распределение масс между осями и оптимальный момент инерции.

Изначально ориентированная на высокую мощность и динамику платформа GA-C, на которой создана новая модель, оптимизирована для электрической силовой установки за счет использования дополнительных усилителей кузова и оптимизации настроек амортизаторов.

Электромобили в принципе работают тише традиционных автомобилей, но у UX 300e предусмотрены как дополнительная изоляция батареи, так и ряд технологичных решений для подавления внешних шумов, включая аэродинамические и дорожные, которые могут быть более заметными на автомобилях с тихими электрическими двигателями. Благодаря акустической оптимизации водитель и пассажиры Lexus UX 300e могут наслаждаться тишиной в салоне.

Стараниями инженеров водитель получает абсолютно естественные ощущения при вождении электромобиля, так как система активного управления звуком (ASC, Active Sound Control) передает в салон звуковой фон окружающей среды.

ЛЕГЕНДАРНАЯ НАДЕЖНОСТЬ, ОБЕСПЕЧЕННАЯ ОПЫТОМ СОЗДАНИЯ ЛУЧШИХ В МИРЕ ГИБРИДНЫХ МОДЕЛЕЙ

При разработке UX 300e использовались знания, накопленные за годы создания гибридных систем, которые уже принесли бренду Lexus статус лидера этой индустрии. Коллектив инженеров Lexus смог добиться выдающегося уровня надежности аккумуляторных батарей, а также обеспечить использование новейших сетевых технологий для максимального удобства ежедневной работы с информационными сетями и полнофункционального взаимодействия со смартфонами.

Опыт, накопленный при разработках гибридных моделей, помог инженерам добиться максимальной эффективности работы электромотора, инвертора, трансмиссии и аккумуляторной батареи. После оптимизации всех компонентов системы электрический Lexus UX 300e способен без подзарядки проехать 400 км пути.

Аккумуляторные батареи оснащены системой терморегулирования, которая функционирует как при низких, так и при высоких температурах окружающего воздуха. Многочисленные системы мониторинга, контролирующие процесс зарядки и позволяющие предотвратить перезаряд батареи, обеспечивают абсолютную надежность и долгий срок работы аккумулятора в любых погодных условиях.

Lexus UX 300e предлагает самые современные технологии взаимодействия автомобиля с информационными сетями. С помощью фирменного приложения LexusLink водители могут проверить уровень заряда батареи и остаточный запас хода. Целый ряд функций управления процессом пополнения заряда включает таймер, оповещающий владельца о завершении зарядки и планировщик графика зарядки в соответствии с планом поездок и тарифами на электроэнергию. Приложение также позволяет дистанционно управлять микроклиматом в салоне, подогревом сидений и обогревом стекол.

ОРИГИНАЛЬНЫЙ СТИЛЬ И ВЫСОКИЙ УРОВЕНЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ БАЗОВОГО LEXUS UX

Оригинальная стилистика и высочайший уровень функциональности, которыми отличается премиальный компактный кроссовер Lexus UX, в полной мере были сохранены и в модели UX 300e, что позволило вывести общий баланс потребительских качеств электромобиля на недосягаемую прежде высоту.

Смелый и продуманный дизайн полностью подчеркивает маневренность и энергичный характер автомобиля, причем для UX 300e дизайнеры разработали специальные колесные диски и дополнительный экран днища, улучшающие аэродинамические характеристики.

Расположение и конструкция селектора режимов движения на центральной консоли, который управляет системой по проводам без механических связей, подчеркивает лаконичность и функциональный дизайна интерьера.

Lexus уделяет особое внимание разработке передовых систем безопасности — простых и ненавязчивых с точки зрения пользователей. Модель оснащается комплексом Lexus Safety System+ с пакетом электронных помощников, которые помогают обеспечить естественную и безопасную манеру управления автомобилем.

СПЕЦИФИКАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ UX 300e

Расположение Модель Максимальная мощность Максимальный крутящий момент
Переднее 4KM 150кВт 300Нм


СПЕЦИФИКАЦИИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ UX 300E

Тип Емкость Запас хода Мощность зарядки
Стандартная (зарядка переменным током) Быстрая (зарядка постоянным током)
Литий-ионная 54,3 кВт*ч 400км1 Максимально 6,6 кВт Максимально 50 кВт

Как выбрать аккумулятор для детского электромобиля, мотоцикла или квадроцикла

В заметке подробно рассматривается вопрос, как подобрать аккумулятор для замены в детском электромобиле, мотоцикле или квадроцикле. Если вы уже точно знаете, какие аккумуляторы нужны, как их установить и как правильно с ними обращаться, переходите на страницу каталога Аккумуляторы для детских электромобилей.

Если удобно сделать покупку у нас в офисе, захватите с собой старый аккумулятор: при его сдаче мы предоставим скидку 5 %. Заодно сможете проверить их совпадение по размерам и клеммам.

Какие аккумуляторы используются в детских машинах

В детских авто используются стационарные аккумуляторные батареи (АКБ), как в источниках бесперебойного питания. Иногда покупатели спрашивают «тяговые» – это недоразумение, они не производятся в размерах, пригодных для детских машинок. Производители комплектуют детский транспорт именно стационарными аккумуляторами.

Технология изготовления

Еще один частый и ошибочный запрос: «нужен только гелевый». Свинцово-кислотные аккумуляторы изготавливаются по двум технологиям: AGM и GEL. Различие в том, что по-разному обездвижен электролит внутри батареи. И те, и другие могут быть применены в детских электромобилях, но используются, практически, только AGM аккумуляторы. Гелевые - отличаются более высокой стоимостью и действительно дают некоторые преимущества при циклическом использовании, но реальный срок использования аккумуляторных батарей определяется не технологией изготовления, а, скорее, качеством обслуживания.

Срок службы

Не ориентируйтесь на срок службы, указанный в годах! Производители указывают его для буферного режима работы, а в детских автомобилях АКБ используются в циклическом режиме. Аккумулятор может выдержать до 200 циклов полного заряда-разряда. При этом аккумуляторные батареи, поставляемые вместе с игрушкой, как правило, служат меньше. Их ресурс «подъеден» длительным хранением перед продажей (хотя бы на время транспортировки из Китая). Именно на количество циклов разряда-заряда надо обращать внимание. При правильном обслуживании срок службы можно увеличить. О том, как это сделать, будет рассказано ниже.

Когда менять аккумулятор в детском электромобиле и на какой

Приходит время, и способность аккумулятора накапливать и отдавать энергию подходит к концу. Как только вы заметите, что после долгого заряда АКБ (10-12 часов) мотоцикл или электромобиль ездит совсем мало или вообще не трогается с места – это верный признак, что пора замены пришла.

Как выбрать аккумуляторную батарею для замены

Часто при поиске в интернете по наименованию штатной батареи поисковики выводят только китайские сайты, так как эти аккумуляторы не завозятся в Россию. Но это не проблема, так как по габаритам и характеристикам легко вычислить аналог из имеющихся в продаже.

Алгоритм подбора аналога аккумулятора для детской машины

  1. Демонтируйте аккумулятор.
  2. На корпусе найдите наименование, напряжение, емкость и скопируйте их:
    • наименование производителя и модель аккумулятора
      - на фото: DELTA HR 6-12
    • напряжение
      - измеряется в Вольтах
      - английское обозначение «V»
      - на фото: 6V
    • емкость
      - измеряется в Ампер*часах
      - английское обозначение «Ah»
      - на фото: 12Ah
  3. Измерьте аккумулятор и запишите размеры в миллиметрах: длину, ширину и высоту. Высоту нужно измерять без учета высоты клемм, если они выступают над крышкой. Если в аккумуляторном отсеке с установленными батареями есть свободное место, замерьте и размеры отсека. Не исключено, в электромобильчик можно будет установить более емкий аккумулятор, а он всегда больше по размерам. В этом случае ребенок сможет дольше кататься. Но учтите, что при увеличении емкости, иногда имеет смысл заменить и зарядное устройство на более мощное.
  4. Как промежуточный информационный этап, разумно провести поиск аккумуляторной батареи в интернете по производителю и наименованию модели. Если найти такую же в российских интернет-магазинах не удастся, переключайтесь к следующему пункту. Если же такая есть в продаже, Вы получите представление об уровне цен на этот товар. Все равно советуем проверить аналоги других производителей.
    • Если выбирать у нас на сайте, можно переключиться в раздел Аккумуляторы для детских электромобилей. Там выбор максимально облегчен. В числе прочего, на этой странице организован поиск по производителю и модели детского транспорта. Или
    • Переключитесь в раздел Аккумуляторные батареи и задайте поиск по напряжению и габаритам. Далее остается только выбрать подходящий по стоимости и характеристикам.

Если в электромобильчике более одного аккумулятора

Некоторые производители электромобилей используют батарейный блоки на 24 или 36 В. Это значит, что в пластиковом футляре установлено два или три 12-тивольтовых аккумулятора, соединенных последовательно. В этом случае разберите такой футляр и используйте для поиска размеры именно батарей, а не общего футляра. Более того, иногда дополнительной упаковкой бывает «замаскирован» и один аккумулятор на 12 В. Пример:

Аккумулятор в футляре Аккумулятор без футляра Новый аккумулятор

Менять батареи нужно все одновременно. Даже если одна еще подает «признаки жизни», она уже была в эксплуатации и утратила часть своей емкости. Если к ней в пару подключить последовательно более «свежую», а значит более емкую, то при каждом цикле заряда, старая будет «перезаряжаться», а новая «недозаряжаться». Это приведет к ускоренному износу обоих.

Кроме того, не рекомендуется использовать в паре аккумуляторные батареи разных производителей, пусть даже и одинаковой емкости. АКБ разных производителей имеют свинцовые пластины разной формы, и это также может привести к преждевременному износу обоих.

Рекомендация по выбору качества аккумуляторов

Не приобретайте слаботочные аккумуляторы, предназначенные для охранно-пожарной сигнализации – у нас на сайте они отмечены как АКБ со сроком службы 1-3 года. Они недолго прослужат и могут оказаться меньше по емкости, чем указано в технических данных.

И, наоборот, предпочтительно, чтобы в наименовании модели присутствовали символы "HR" или "EV". Маркировка "HR" свидетельствует о повышенной энергоотдаче аккумулятора, а "EV" говорит о специализации данного аккумулятора под циклическое использование.

Как продлить срок службы аккумуляторов в детском автомобиле

  • При замене очень важно не перепутать клеммы, поэтому запишите, проводок какого цвета был изначально установлен на какую клемму. Или не демонтируйте старый аккумулятор до замены, чтобы подключить новый «по образцу».
  • Перед первым использованием подзарядите аккумулятор, он мог немного разрядиться во время хранения. Разряжать и заново заряжать не стоит. Свинцово-кислотные АКБ не имеют «эффекта памяти». А подзарядить нужно, чтобы ребенок не разочаровался от игрушки при первом использовании.
  • Заряжайте аккумуляторы не в момент их полного исчерпания, а после каждого дня использования игрушки. Если ресурс аккумулятора составляет 200-250 циклов заряда-разряда на полную емкость, то разряд на треть его емкости увеличит количество циклов до 1000-1200. Мы не знаем, на сколько разрядится АКБ за день использования, но, если не доводить его каждый раз до полного разряда, количество циклов увеличится в 3-5 раз.
  • Если машина какое-то время не будет использоваться (например, в зимнее время), то, прежде чем поставить ее на хранение, обязательно полностью зарядите аккумуляторы. Аккумуляторные батареи имеют свойство саморазряда на 3 % в месяц. Незаряженные осенью к весне они выйдут из строя и потребуют замены. В связи с этим, при длительном хранении разумно отсоединить одну из клемм.
  • Если в электромобиле две скорости, и он укомплектован двумя смонтированными рядом батареями, время от времени меняйте их местами. Для первой скорости и для движения «задом» используется один аккумулятор и, если для этого всегда используется один и тот же аккумулятор - это приводит к его ускоренному износу.

Часто задаваемые вопросы

Надо ли вначале эксплуатации полностью разрядить и зарядить новый аккумулятор?

Свинцово кислотные аккумуляторные батареи не имеют эффекта памяти, поэтому полностью разряжать и заряжать их не требуется. Имеет смысл дозарядить, но только потому, что новые заряжены не полностью (саморазряд при хранении 3 % в месяц). Если этого не сделать – первое катание будет коротким, и ребенок может разочароваться в игрушке.

Увеличится ли скорость квадроцикла при замене аккумулятора на новый?

Скорость движения детского электромобиля или квадроцикла не зависит от емкости аккумулятора, она определяет только длину пробега (время катания).

На сколько времени катания хватит аккумулятора?

Невозможно точно ответить на этот вопрос. Пробег (время катания) на полном заряде зависит от:
  • мощности электромотора
  • размера колес
  • веса электромобиля с ребенком вместе
  • качества и формы поверхности катания: в горку, с горки, газон, асфальт, гравий, песок
  • температуры воздуха: чем выше температура, тем большую емкость аккумулятор способен отдать
  • качества зарядного устройства: часто штатные ЗУ недозаряжают аккумуляторы, иногда почти на треть емкости
  • технического состояния машинки: если колесо разболталось и трется о корпус, это будет убыстрять разряд аккумулятора

Можно ли для ускорения заряда использовать автомобильное зарядное устройство?

Нет. Зарядный ток, идущий именно на заряд батареи, составляет 10 % от емкости, больший зарядный ток идет на ее бессмысленный и вредный разогрев. Кроме того, напряжение заряда автоаккумуляторов выше, чем требуется для аккумуляторов детских электромобилей.

Можно ли поменять аккумулятор 6 Вольт на 12 Вольт для увеличения скорости движения?

Нет. Можно сжечь электромотор.

У вас АКБ максимум на 12 В, а моя машина использует батарею 24 В (36 В). Как быть?

Скорее всего, в корпус упакованы 2-а или 3-и «наших» аккумулятора, соединенных последовательно. Проверьте, Ваша батарея не разбирается?

Еще вчера ребенок катался нормально, а после ночного заряда автомобильчик проехал всего 30 метров и остановился. Это вышел из строя аккумулятор?

Высока вероятность, что перегорело зарядное устройство. Измерьте тестером напряжение на клеммах аккумулятора. Скорее всего там нет положенных 13,6–13,8 Вольт для двенадцативольтового аккумулятора или 6,8–6,9 Вольт для шестивольтового. Аккумулятор не умеет внезапно терять емкость.

Почему машина не едет с новым аккумулятором?

Проверьте контакт на педали «газа» и восстановите его, если эта проблема существует. Диагностировать эту беду сложно, поскольку все светодиоды в этом случае нормально работают.

Как увеличить время катания?

Заменить аккумулятор на более емкий. Или подключить параллельно второй одинаковый по емкости. При этом и время заряда такой сборки пропорционально увеличится.

Остались вопросы? Задайте их нам!

Позвоните в рабочие часы: 8 (495) 197-78-47, 8 (800) 350-78-47
или воспользуйтесь формой обратной связи.

10 вещей, которые следует учитывать при выборе электродвигателя

Выбрать электродвигатель, подходящий для конкретного автомобиля, не всегда просто. Необходимо учитывать так много переменных, что бывает сложно понять, с чего начать. Учитывая цену на аккумуляторы и электродвигатели, чтобы найти наиболее экономичное решение, вам следует искать трансмиссию, которая будет максимально соответствовать требуемым характеристикам автомобиля.

В этой статье мы рассмотрим 10 основных вопросов, на которые вам нужно ответить, прежде чем пытаться найти правильный двигатель для вашего проекта.По сути, вам необходимо определить самые высокие требования к вашему автомобилю, а также оценить, как различные дорожные условия повлияют на производительность трансмиссии:

1. Характеристики автомобиля

Свойства транспортного средства, такие как размер, вес, перегрузка и аэродинамика, являются ключевыми характеристиками транспортного средства, которые в конечном итоге определяют скорость, крутящий момент и мощность электродвигателя. Эти аспекты помогут понять влияние условий эксплуатации транспортного средства и имеют важное значение для выбора правильной трансмиссии.Сделайте так, чтобы они могли сделать следующие шаги.

2. Циклы движения

Также очень важно, как используется автомобиль. Каковы будут обычные ездовые циклы транспортного средства? Будет ли он ездить по городу с большим количеством остановок? Будет ли он ездить на большие расстояния с несколькими остановками? Все это поможет определить конфигурацию автомобиля (последовательный гибрид, параллельный гибрид, полностью электрический) и размер аккумуляторной батареи и, в конечном итоге, повлияет на выбор трансмиссии.

3.Комплектация автомобиля (электромобиль, гибрид)

Автомобиль гибридный или полностью электрический? Если гибрид, это параллельный гибрид или последовательный гибрид? Как правило, если маршруты транспортного средства непредсказуемы или он будет перемещаться на большие расстояния, обычно предпочтительнее гибридная архитектура.

Полная электрическая конфигурация хорошо подходит для езды по городу, когда расстояние между точками зарядки не слишком велико, скорость низкая, а количество остановок велико.

TM4 может предложить большинство из этих конфигураций.

4. Максимальная скорость

Какова целевая максимальная скорость транспортного средства? Как долго его нужно выдерживать, может быть, его используют только для прохождения?

Какие доступны передаточные числа коробки передач (при использовании коробки передач) и передаточное число дифференциала? Какой радиус качения колеса? На все эти вопросы необходимо ответить и использовать их в расчетах для определения максимальной скорости электродвигателя в вашем приложении.

5. Максимальный крутящий момент

Максимальный крутящий момент позволяет автомобилю трогаться с места на заданном уклоне.Вам нужно найти самый высокий уровень, который понадобится транспортному средству для подъема. Используя этот класс, можно рассчитать максимальный крутящий момент, необходимый электродвигателю с учетом дифференциала и коробки передач (при использовании коробки передач!). Также следует учитывать максимальный вес.

6. Максимальная мощность

Некоторые уклоны нужно преодолевать с минимальной скоростью, другие - нет. Иногда максимальная мощность достигается просто на максимальной скорости (это тот случай, когда автомобиль имеет большую площадь лобовой части или движется с очень высокой скоростью).Это означает наличие двигателя, достаточно мощного, чтобы выдержать все различные условия, в которых может находиться транспортное средство!

Максимальная мощность позволяет транспортному средству достигать и поддерживать постоянную скорость в жестких условиях уклона и скорости. Чтобы рассчитать максимальную мощность, вам понадобится симулятор, который учитывает коэффициенты лобового сопротивления и трения транспортного средства в дополнение к силам, необходимым для набора высоты.

Опять же, продолжительность состояния также имеет значение: в отличие от двигателей внутреннего сгорания, пиковая мощность электродвигателя не может поддерживаться непрерывно, и было бы слишком сложно выбрать электродвигатель, чтобы он мог справиться с худшими условиями подъема в гору без каких-либо ограничений. временные ограничения.

7. Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора обычно рассчитывается с помощью симулятора для прохождения эталонного цикла, типичного для использования транспортного средства. Симулятор может выводить потребление транспортного средства в кВтч / км. Исходя из этого значения, можно рассчитать емкость батареи, умножив ее на желаемый диапазон.

8. Напряжение аккумулятора

Напряжение аккумулятора зависит от размера автомобиля. По мере увеличения напряжения батареи выходной ток снижается.Таким образом, в случаях, когда непрерывная мощность транспортного средства высока, как в более крупных транспортных средствах, вы хотите сохранить размер проводов на управляемом уровне за счет увеличения напряжения аккумулятора.

Обычно существует два диапазона напряжений: 300–450 В постоянного тока и 500–750 В постоянного тока. Это связано с ограничением напряжения IGBT, используемым в контроллере двигателя, и двумя основными стандартными напряжениями, доступными для них: 600 В постоянного тока и 1200 В постоянного тока.

9. Коробка передач или прямой привод?

Потребуется ли коробка передач в архитектуре трансмиссии? Вы хотите сэкономить на расходах, связанных с внедрением передачи или / и упростить вашу систему?

Электрическая трансмиссия TM4 SUMO предлагает подход с прямым приводом: высокий крутящий момент / низкая скорость двигателя позволяет ему напрямую взаимодействовать со стандартными дифференциалами мостов без необходимости в промежуточной коробке передач.Повышая надежность системы и снижая общие затраты на техническое обслуживание, удаление трансмиссии в электромобиле также значительно увеличивает эффективность трансмиссии, позволяя оптимально использовать энергию, хранящуюся в аккумуляторной батарее.

10. Стоимость

И последнее, но не менее важное: каков ваш бюджет? В предыдущем сообщении в блоге мы рассмотрели различные технологии электродвигателей , доступные на рынке, их плюсы и минусы, а также их относительное использование в электромобилях.

Итого

После того, как вы соберете всю информацию, упомянутую выше, вам понадобятся правильные инструменты, которые позволят рассчитать требования к компонентам на основе характеристик автомобиля. TM4 может помочь вам сделать осознанный выбор в выборе двигателя. Свяжитесь с нами, имея под рукой указанную выше информацию.

Христиан Проновост получил степень бакалавра наук. получил степень в Политехнической школе Монреаля в Канаде в 1992 году и работает в TM4 с 1998 года в качестве старшего инженера-электрика.Он принимал участие в разработке базовой технологии электродвигателей тока и инверторов для автомобильных электрических силовых агрегатов. В настоящее время он работает менеджером по продуктовой стратегии линейки продуктов TM4; он выступает в качестве ведущего инженера по продукту, определяя потребности рынка и инновационные решения.

Последние сообщения Кристиана Проновоста (посмотреть все)

Какой из них лучше для электромобилей?

2017 год ознаменовался большим успехом на рынке продаж электромобилей (EV) в Соединенных Штатах.По данным известной платформы онлайн-сообщества InsideEVs, американцы приобрели почти 200 000 электромобилей. Ожидается, что в ближайшие годы спрос будет продолжать расти.

Модели

Tesla Model S, Chevrolet Bolt EV и Toyota Prius Prime оказались на вершине списка лидеров благодаря своему стильному дизайну и замечательным условиям эксплуатации. Однако успех следует по праву приписать двигателям электромобиля.

За огромным спросом и большим успехом электромобилей будущие автовладельцы также обращают внимание на характеристики двигателей.Два самых инновационных и наиболее эффективных двигателя на выбор - это асинхронный двигатель переменного тока и бесщеточный двигатель постоянного тока (синхронный двигатель переменного тока с постоянным магнитом).

Оба мотора преследуют одну и ту же цель - поднять электромобили и сделать планету более здоровой. Благодаря исключительно широкому диапазону скоростей двигателей электромобили приобрели впечатляющую способность работать только с односкоростной коробкой передач. Единственное, что отделяет двигатели друг от друга, - это использование напряжения.

Все об асинхронном двигателе переменного тока

Двигатель переменного тока - это на самом деле трехфазный двигатель, скорость вращения которого составляет 240 вольт.Автолюбители и эксперты считают, что этот тип двигателя легко адаптируется. Его регенеративная функция также может работать как генератор, возвращающий энергию в аккумулятор электромобиля.

Что касается ходовых качеств, электромобили с двигателями переменного тока могут лучше сцепляться с дорогой на пересеченной местности и двигаться более плавно. У него также больше ускорения.

Несмотря на то, что асинхронные двигатели переменного тока дороже двигателей постоянного тока, они по-прежнему популярны на более широком рынке и у производителей автомобилей, поскольку идеально подходят для высокопроизводительных автомобилей.Электромобили с адаптируемыми двигателями служат дольше.

Что нужно знать о бесщеточном двигателе постоянного тока

В большинстве случаев двигатель постоянного тока работает от 96 до 192 вольт. Двигатель с постоянными магнитами использует в своих магнитах редкоземельные элементы, что делает его уникальным.

Все больше автомобильных компаний также начинают переходить с асинхронных двигателей на двигатели с постоянными магнитами, потому что они имеют преимущество в размере и весе, которое становится более значительным, поскольку автомобили становятся относительно компактными.Они также используются почти во всех электромобилях по всему миру.

Одна компания, которая сделала большой скачок в использовании двигателей, - это Tesla . Многие люди знают, что известная калифорнийская корпорация применяет асинхронный двигатель переменного тока ко всем своим моделям автомобилей, но когда была продемонстрирована электромобиль Model 3, было обнаружено, что они изменили его двигатель.

По словам официальных лиц, причина изменения заключается в том, что он не требует дополнительного электричества, в отличие от двигателя переменного тока.Они также упомянули, что использование двигателя с постоянными магнитами решило их функцию минимизации затрат.

Автопроизводители и их модели, использующие двигатели переменного и постоянного тока

Chevrolet - Корпорация была основана в 1911 году и является подразделением компании General Motors. Предполагаемый доход компании составляет 50 миллиардов долларов. Компания использует бесщеточные двигатели постоянного тока в своих моделях автомобилей, таких как Bolt EV.

Nissan - Компания, возглавляемая Хирото Сайкава, производит и продает электрические и коммерческие автомобили.Планируемая выручка Nissan составляет 73,6 миллиарда долларов. Его электромобиль Nissan Leaf в настоящее время использует двигатель постоянного тока.

Tesla - Tesla была основана в 2003 году и с тех пор стала популярной благодаря работам Илона Маска. Компания-стартап разрабатывает, производит и продает электромобили. Предполагаемый доход Tesla составляет 11,8 миллиарда долларов. В Model S EV компании используется асинхронный двигатель переменного тока.

Многие автовладельцы иногда упускают из виду важность асинхронных двигателей и двигателей с постоянными магнитами.Смелость этих типов электродвигателей заключается в том, что они могут предсказывать не только возможные продажи автомобилей, но и производительность электромобилей в целом в будущем.

Выбор подходящего электродвигателя

Производители все чаще задумываются об энергоэффективности . Более зеленая и экологически чистая экономика - одна из целей Конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата 2015 года, которую взяли на себя многие государства.Но прежде всего в целях ограничения потребления и экономии в последние годы промышленность приобретает более энергоэффективное оборудование. Согласно исследованию Европейской комиссии, на двигатели приходится 65% промышленного потребления энергии в Европе. Поэтому принятие мер в отношении двигателей является важным шагом на пути к сокращению выбросов CO2. Комиссия даже прогнозирует, что к 2020 году можно повысить энергоэффективность двигателей европейского производства на 20–30%. В результате будет на 63 миллиона тонн меньше CO2 в атмосфере и на 135 миллиардов киловатт-часов.

Если вы также хотите интегрировать энергоэффективные двигатели и получить сбережения, внося свой вклад в развитие планеты, вам сначала нужно взглянуть на стандарты энергоэффективности для двигателей в вашей стране или географической области . Но будьте осторожны, эти стандарты распространяются не на все двигатели, а только на асинхронные электродвигатели переменного тока .

Международные стандарты

  • Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила классы энергоэффективности для электродвигателей, размещенных на рынке, известные как код IE, которые кратко изложены в международном стандарте МЭК
  • .
  • IEC определила четыре уровня энергоэффективности, которые определяют энергетические характеристики двигателя:
    • IE1 относится к СТАНДАРТНОЙ эффективности
    • IE2 относится к ВЫСОКОМУ КПД
    • IE3 относится к ПРЕМИУМ-КПД
    • IE4 , все еще изучается, обещает эффективность SUPER PREMIUM
  • МЭК также внедрила стандарт IEC 60034-2-1: 2014 для испытания электродвигателей .Многие страны используют национальные стандарты испытаний, а также ссылаются на международный стандарт IEC 60034-2-1.

В Европе

ЕС уже принял несколько директив, направленных на снижение энергопотребления двигателей, включая обязательство производителей размещать на рынке энергоэффективные двигатели:

  • Следовательно, класс IE2 является обязательным для всех двигателей с 2011 года
  • Класс IE3 является обязательным с января 2015 года для двигателей мощностью 7.От 5 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели оснащены преобразователем частоты)
  • Класс IE3 является обязательным с января 2017 года для двигателей мощностью от 0,75 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели имеют преобразователь частоты).

В США

В США действуют стандарты, определенные американской ассоциацией NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования). С 2007 года минимальный требуемый уровень установлен на IE2.
Та же классификация применяется к Австралия и Новой Зеландии .

Азия

В Китай корейские стандарты MEPS (минимальный стандарт энергоэффективности) применяются к трехфазным асинхронным двигателям малого и среднего размера с 2002 года (GB 18693). В 2012 году стандарты MEPS были согласованы со стандартами IEC, перейдя от IE1 к IE2, а теперь и к IE3.

Япония гармонизировала свои национальные правила с классами эффективности IEC и включила электродвигатели IE2 и IE3 в свою программу Top Runner в 2014 году.Программа Top Runner, представленная в 1999 году, вынуждает японских производителей постоянно предлагать на рынке новые модели, которые более энергоэффективны, чем предыдущие поколения, что стимулирует эмуляцию и инновации в области энергетики.

Индия имеет знак сравнительной эффективности с 2009 года и национальный стандарт на уровне IE2 с 2012 года.

Как работают моторы и как выбрать мотор для любого проекта

Как работают двигатели и как выбрать правильный двигатель

Моторы можно найти практически везде.Это руководство поможет вам изучить основы электродвигателей, доступные типы и способы выбора правильного электродвигателя. Основные вопросы, на которые нужно ответить при принятии решения о том, какой двигатель наиболее подходит для применения, - это какой тип выбрать и какие характеристики имеют значение.

Как работают моторы?

Электродвигатели работают, преобразуя электрическую энергию в механическую энергию для создания движения. Сила создается внутри двигателя за счет взаимодействия между магнитным полем и переменным (AC) или постоянным (DC) током обмотки.С увеличением силы тока увеличивается и сила магнитного поля. Помните о законе Ома (V = I * R); напряжение должно увеличиваться, чтобы поддерживать тот же ток при увеличении сопротивления.

Электродвигатели имеют множество применений. Обычные промышленные применения включают воздуходувки, станки и электроинструменты, вентиляторы и насосы. Любители обычно используют двигатели в небольших приложениях, требующих движения, таких как робототехника или модули с колесами.

Типы двигателей:

Есть много типов двигателей постоянного тока , но наиболее распространены щеточные или бесщеточные.Также существуют вибрационные двигатели, шаговые двигатели и серводвигатели.

Электродвигатели постоянного тока являются одними из самых простых и используются во многих бытовых приборах, игрушках и автомобилях. Они используют контактные щетки, которые подключаются к коммутатору для изменения направления тока. Они недороги в производстве, просты в управлении и обладают отличным крутящим моментом на низких скоростях (измеряется в оборотах в минуту или об / мин). Некоторые недостатки заключаются в том, что они требуют постоянного обслуживания для замены изношенных щеток, имеют ограниченную скорость из-за нагрева щеток и могут создавать электромагнитный шум из-за искрения щеток.


Щеточный двигатель постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока используют постоянные магниты в роторном узле. Они популярны на рынке хобби для применения в самолетах и ​​наземных транспортных средствах. Они более эффективны, требуют меньше обслуживания, производят меньше шума и имеют более высокую удельную мощность, чем щеточные двигатели постоянного тока. Они также могут производиться серийно и напоминать двигатель переменного тока с постоянной частотой вращения, за исключением того, что они питаются от постоянного тока. Однако есть несколько недостатков, в том числе то, что ими трудно управлять без специального регулятора, и они требуют низких пусковых нагрузок и специализированных редукторов в приводных приложениях, что приводит к более высоким капитальным затратам, сложности и экологическим ограничениям.


Бесщеточный двигатель постоянного тока

Вибрационные двигатели используются в приложениях, требующих вибрации, например, в мобильных телефонах или игровых контроллерах. Они генерируются электродвигателем и имеют несбалансированную массу на приводном валу, которая вызывает вибрацию. Их также можно использовать в неэлектронных зуммерах, которые вибрируют для звуковой сигнализации или для сигналов тревоги или дверных звонков.


Вибрационный двигатель

Когда требуется точное позиционирование, шаговые двигатели - ваш друг.Они используются в принтерах, станках и системах управления технологическими процессами и рассчитаны на высокий удерживающий момент, что дает пользователю возможность переходить от одного шага к другому. У них есть система контроллера, которая определяет положение посредством сигнальных импульсов, посылаемых драйверу, который интерпретирует их и передает пропорциональное напряжение на двигатель. Их относительно просто изготовить и контролировать, но они постоянно потребляют максимальный ток. Расстояние небольшого шага ограничивает максимальную скорость, и шаги можно пропустить при высоких нагрузках.


Шаговый двигатель

Серводвигатели - еще один популярный двигатель на рынке хобби, который используется для неточного управления положением. Их популярные приложения включают приложения дистанционного управления, такие как игрушечные радиоуправляемые автомобили и робототехника. Они состоят из двигателя, потенциометра и схемы управления и в основном управляются с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ), посредством отправки электрических импульсов на провод управления. Сервоприводы могут быть как переменного, так и постоянного тока. Сервоприводы переменного тока могут выдерживать более высокие скачки тока и используются в промышленном оборудовании, тогда как сервоприводы постоянного тока предназначены для небольших любительских приложений.Чтобы узнать больше о сервоприводах, ознакомьтесь с нашей статьей Как работают серводвигатели .

Существует три основных типа двигателей переменного тока: асинхронные, синхронные и промышленные.
Асинхронные двигатели называются асинхронными двигателями, поскольку они не вращаются с одинаковой постоянной скоростью или не медленнее, чем указанная частота. Скольжение , разница между фактической и синхронной скоростью, необходима для создания крутящего момента , крутящего момента, вызывающего вращение, в асинхронных двигателях.Магнитное поле, окружающее ротор этих двигателей, создается индуцированным током.

Ротор синхронных двигателей вращается с постоянной скоростью при подаче переменного тока. Их магнитное поле создается постоянными магнитами. Промышленные двигатели предназначены для трехфазных систем с высокой мощностью, таких как конвейеры или воздуходувки. Двигатели переменного тока также можно найти в бытовой технике и других приложениях, таких как часы, вентиляторы и дисководы.

Что учитывать при покупке мотора:

При выборе двигателя необходимо обратить внимание на несколько характеристик, но наиболее важными являются напряжение, ток, крутящий момент и скорость (об / мин).

Ток - это то, что питает двигатель, и слишком большой ток приведет к его повреждению. Для двигателей постоянного тока важны рабочий ток и ток остановки. Рабочий ток - это средняя величина тока, которую двигатель может потреблять при типичном крутящем моменте. Ток останова обеспечивает достаточный крутящий момент для двигателя, чтобы работать со скоростью останова, или 0 об / мин. Это максимальный ток, который двигатель может потреблять, а также максимальная мощность, умноженная на номинальное напряжение. Радиаторы важны, если двигатель постоянно работает или работает с напряжением выше номинального, чтобы катушки не плавились.

Напряжение используется для поддержания протекания чистого тока в одном направлении и для преодоления обратного тока. Чем выше напряжение, тем выше крутящий момент. Номинальное напряжение двигателя постоянного тока указывает на наиболее эффективное напряжение во время работы. Обязательно подайте рекомендованное напряжение. Если вы подадите слишком мало вольт, двигатель не будет работать, а слишком высокое напряжение может привести к короткому замыканию обмоток, что приведет к потере мощности или полному разрушению.

Рабочие значения и значения остановки также необходимо учитывать с крутящим моментом.Рабочий крутящий момент - это величина крутящего момента, которую двигатель был спроектирован для передачи, а крутящий момент при остановке - это величина крутящего момента, создаваемая при подаче мощности от скорости остановки. Вы всегда должны смотреть на требуемый рабочий крутящий момент, но в некоторых случаях вам потребуется знать, насколько далеко вы можете толкнуть двигатель. Например, для колесного робота хороший крутящий момент равен хорошему ускорению, но вы должны убедиться, что крутящий момент сваливания достаточно высок, чтобы поднять вес робота. В этом случае крутящий момент важнее скорости.

Скорость или скорость (об / мин) может быть сложной для двигателей. Общее правило заключается в том, что двигатели наиболее эффективно работают на самых высоких скоростях, но это не всегда возможно, если требуется передача. Добавление шестерен снизит эффективность двигателя, поэтому примите во внимание снижение скорости и крутящего момента.

Это основные принципы, которые следует учитывать при выборе двигателя. Подумайте о назначении приложения и о том, какой ток он использует, чтобы выбрать подходящий тип двигателя. Технические характеристики приложения, такие как напряжение, ток, крутящий момент и скорость, будут определять, какой двигатель является наиболее подходящим, поэтому обязательно обратите внимание на его требования.

Есть ли у вас дополнительные советы по выбору двигателей? Дайте нам знать по телефону [адрес электронной почты защищен] .

В поисках двигателя для нашего самодельного электромобиля

Теперь, когда я купил автомобиль для преобразования электроэнергии, следующим большим шагом будет поиск электродвигателя.

Все, что я узнал во время ускоренного курса по преобразованию электромобилей, предполагает, что самой сложной частью работы будет соединение электродвигателя с четырехступенчатой ​​коробкой передач в VW Beetle 1967 года, который я переделываю.Мой план - купить двигатель, попросить кого-нибудь помочь мне установить его, а затем доставить машину в мой гараж, чтобы сделать остальную работу.

Итак, какой мотор я использую?

Большинство домашних мастеров используют двигатели с большой обмоткой постоянного тока. Если вы читали мои предыдущие посты, то знаете, что я обычный Джо. Я не совсем понимаю, что означает «серийная обмотка», но я знаю, что такие двигатели обеспечивают большой крутящий момент на низкой скорости, и они отлично подходят для тяжелых нагрузок. Вот почему их часто можно встретить в тяжелом промышленном оборудовании, таком как вилочные погрузчики.Двигатели постоянного тока, как правило, представляют собой щеточные двигатели, и их преимущество состоит в том, что они просты, дешевы (термин относительный) и просты в обслуживании.

Но есть и недостатки. Щетки требуют периодической, хотя и нечастой замены. Большинство двигателей постоянного тока ограничены скоростью около 5000 об / мин, поэтому вам нужно прикрутить их к трансмиссии вашего автомобиля. Электродвигатели переменного тока, с другой стороны, могут вращаться на более высоких оборотах, что устраняет необходимость в сложной коробке передач. Например, в Tesla Roadster используется двигатель переменного тока, соединенный с односкоростной коробкой передач.Двигатели постоянного тока также немного менее эффективны, чем двигатели переменного тока, но самым большим недостатком является то, что большинство двигателей постоянного тока не способны к рекуперативному торможению.

Когда я начал свое исследование, я был удивлен, обнаружив, что большинство людей, выполняющих переоборудование, не используют рекуперативное торможение, которое отправляет часть кинетической энергии торможения обратно в батареи. Двигатели переменного тока обеспечивают возможность рекуперации почти по умолчанию, но используемые двигатели и оборудование (например, инвертор) намного дороже, а установка немного сложнее.Большинство мастеров не считают, что соотношение затрат и выгод работает в пользу двигателей переменного тока.

Если бы мой бюджет позволял, я бы использовал двигатель переменного тока. Но это не так, поэтому я не буду. Несколько недель назад я разработал план с ребятами из The Electric Car Company of Utah по покупке и установке бывшего в употреблении двигателя постоянного тока, но после того, как я выкатил свой Жук в магазин и внимательно посмотрел на вещи, он не выглядел так. план получится.

Я встретил владельца магазина Карла Кларка через Кайла Дэнси, у которого есть пара самодельных электромобилей, и познакомил меня с группой по интересам электромобилей Юты.Толпа любителей электромобилей полна интересных персонажей, и Карл не исключение. Ему за 70, и на протяжении многих лет он был генеральным директором большой компьютерной компании, основал и покинул несколько предприятий и даже работал в сенате штата Юта. Он невероятно энергичен и заинтересован, и он сказал мне, что считает, что все нужно срочно, потому что у него осталось мало времени для достижения своих целей. Он идет полным ходом, когда большинство парней его возраста, которых я знаю, будут играть в гольф и нежиться на солнце во Флориде.

Я рассказал Карлу и его внуку Спенсеру, который работает с ним, о моем плане построить электромобиль с минимальным бюджетом. Карл упомянул, что у него есть несколько подержанных двигателей, которые ему нужно разгрузить, и я могу купить один дешево. Идеально! Он предложил мне TransWarp 9 от NetGain, который имеет отличную репутацию среди редукторов электромобилей. NetGain производит мотор под названием Warp 9, и он один из самых популярных для конверсий. TransWarp идентичен, за исключением того, что он имеет большой шлицевой главный вал, предназначенный для установки U-образного шарнира, поэтому вы можете подсоединять его непосредственно к карданному валу или колесу.Шлицевой вал не будет работать в моем Bug, но это нормально, потому что у TransWarp есть другой вал, торчащий из противоположного конца.

Двигатели и аккумуляторы для электромобилей | HowStuffWorks

Электромобили могут использовать двигатели переменного или постоянного тока:

  • Если двигатель представляет собой двигатель постоянного тока , то он может работать от любого напряжения от 96 до 192 вольт. Многие двигатели постоянного тока, используемые в электромобилях, производятся в вилочных электропогрузчиках.
  • Если это двигатель переменного тока , то, вероятно, это трехфазный двигатель переменного тока, работающий от 240 В переменного тока 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 приятная особенность, заключающаяся в том, что вы можете 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 коротких ускорений. Единственное ограничение - это перегрев двигателя. Слишком сильная перегрузка, и двигатель нагревается до такой степени, что самоуничтожается.

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

В настоящее время слабым звеном любого электромобиля являются аккумуляторные батареи. Есть по крайней мере шесть серьезных проблем с современной технологией свинцово-кислотных аккумуляторов:

  • Они тяжелые (типичный свинцово-кислотный аккумуляторный блок весит 1000 фунтов или 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-кислотного блока 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 другие проблемы, связанные с аккумуляторной технологией.

двигателей переменного тока по сравнению с двигателями постоянного тока: что оптимизирует ваш электромобиль?

Двигатели переменного и постоянного тока работают с электромобилями, но выбор того, какой из них использовать, зависит от вашей ситуации

Во время постоянной всемирной кампании, направленной на то, чтобы сделать планету как можно более чистой, водители электромобилей (электромобилей) имеют больше шансов управлять автомобилями с меньшим количеством движущихся частей.Одно из самых больших преимуществ электромобиля - это тихий двигатель, который выдает в среднем 100% крутящего момента при нулевых оборотах. Но если вы собираетесь перейти на электромобиль, как узнать, какой двигатель поможет вашему автомобилю прослужить дольше всего?

В электромобилях

используется двигатель переменного или постоянного тока, разница между которыми обычно показывает, при каком количестве вольт может работать двигатель. Двигатель постоянного тока, вероятно, будет работать в диапазоне от 96 до 192 В, в то время как двигатель переменного тока, вероятно, будет трехфазным двигателем, который работает при 240 В. Согласно How Stuff Works, установки постоянного тока более дешевы, поэтому они могут быть лучше. вариант для тех, кто еще не уверен в электромобилях, но хочет их попробовать.Двигатели постоянного тока, обычно охватывающие диапазон от 20 000 до 30 000 Вт, также позволяют вам перегрузить их, а это означает, что двигатель мощностью 20 000 Вт на короткое время будет принимать более высокую мощность и «обеспечивать мощность в пять раз превышающую номинальную». Единственное, что беспокоит водителя, - это перегрев, который может вызвать чрезмерная перегрузка. Если водитель не слишком сильно толкает двигатель переменного тока, ему не о чем беспокоиться с точки зрения долговечности.

Преимущества двигателя постоянного тока для всех, кто скептически относится к электромобилям, также включают более широкую доступность и простоту установки.Одно из выдающихся устройств постоянного тока, электромотор серии DC, имеет прочную репутацию отчасти потому, что он также работает как двигатель в электродрели. Когда дело доходит до автомобилей, электродвигатель с заводной головкой предлагает весь свой крутящий момент в состоянии покоя. Другой надежный источник, фотоальбом электромобилей, называет двигатель Advanced DC с серьезной обмоткой самым популярным в своем роде.

Источник: PGH Environmental.

Что касается двигателей переменного тока, они обычно более адаптируемы, если драйвер имеет в виду определенный размер, форму или номинальную мощность, поскольку они работают практически с любым промышленным трехфазным двигателем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *