Sujeten:
- Aféierung
- AC Elektromotor (synchron, mat permanente Magnete)
- AC Kontroll vum Synchronmotor
- AC Elektromotor (asynchron, Kaweechelchen Cage Motor)
- Effizienzkaart vum Synchronen an asynchronen Elektromotor
Aféierung:
En Elektromotor gëtt benotzt fir en Hybrid oder voll elektrescht Gefier ze fueren. Den Elektromotor konvertéiert elektresch Energie (vun der Batterie oder Range Extender) a Bewegung fir d'Rieder ze fueren. Zousätzlech kann den Elektromotor och kinetesch Energie an elektresch Energie ëmsetzen wann Dir de Motor bremsen: regenerativ Bremsen. An deem Fall fonctionnéiert den Elektromotor als Dynamo. Wéinst dësen zwou Funktiounen nenne mir den Elektromotor och eng "elektresch Maschinn".
D'Optioune fir den Elektromotor an engem Hybrid Gefier ze placéieren sinn:
- Op de Verbrennungsmotor, wou d'Transmissioun iwwer e Multi-Gürtel oder direkt iwwer de Kurbelwell erreecht gëtt;
- Tëscht dem Motor an der Gearbox: d'Input Aarsch vun der Gearbox gëtt vum Elektromotor ugedriwwen;
- Integréiert an der gearbox;
- Op der Differenzial;
- Am Radhubben (Hubmotor).
Den Elektromotor vun engem voll elektreschen Auto ass dacks op der hënneschter Achs montéiert. D'Bild hei ënnen weist den Elektromotor mam Inverter an engem zylindresche Gehäuse a Finale Drive vun enger Tesla.
AC Elektromotor (synchron, mat permanente Magnete):
Déi folgend Bild weist d'Deeler vun engem Audi (Synchron) Elektromotor. Dësen Typ gëtt an den Hybridvarianten vun den A6 an A8 benotzt. Mir wäerte kuerz d'Komponente lëschten. Dës Komponente ginn am Detail an de folgende Paragrafen beschriwwen.
De Rotor mat permanente Magnete fänkt un ze rotéieren als Resultat vun enger Verännerung vum Magnéitfeld am Stator. De Rotor ass mat der Kupplung verbonnen, déi de Verbrennungsmotor an den Elektromotor (a Verbindung mat enger Kupplung (net gewisen)) a verschiddene Betribsbedéngungen verbannen oder trennen. D'Positioun vum Rotor gëtt vun der bestëmmt ze léisen gemooss: dës Donnéeën si wichteg fir d'IGBT Treiber fir d'Statorspiral op der richteger Zäit ze kontrolléieren.
Den Elektromotor mat permanente Magnete ka vu béide DC (direkt Spannung) an AC (Alternativspannung) kontrolléiert ginn.
De Synchronmotor ass ee vun de meescht benotzt Elektromotoren an Hybrid oder voll elektresch Gefierer. Dës Zort Elektromotor besteet aus engem Stator mat Wicklungen an engem Rotor mat verschiddene permanente Magnete. De Rotor rotéiert mat der selwechter Geschwindegkeet wéi d'Magnéitfeld vum Stator. De Synchronmotor kann wéi follegt kontrolléiert ginn:
- AC: kontrolléiert vun engem sinusfërmege Signal (Wëschstroum).
- DC: kontrolléiert mat engem quadrateschen oder trapezoidale Signal (Gläichstroum)
De Stator vum Synchronmotor besteet aus dräi Statorspiralgruppen: U, V a W. All Grupp enthält dräi Sätz vu sechs Spule, déi parallel verbonne sinn, déi iwwer de ganzen Ëmfang vum Stator verdeelt sinn. All drëtt coil gehéiert zu der selwechter Serie.
- U-coils: blo
- V-coils: gréng
- W coils: rout
De Rotor enthält verschidde permanent Magnete. Andeems de Spullen am Stator ofwiesselnd Energie ginn, gëtt e rotéiert Magnéitfeld erstallt. De Rotor folgt dem rotéierende Feld an dréit dofir.
AC Kontroll vum Synchronmotor:
D'AC Kontroll benotzt Frequenz-kontrolléiert Kontroll oder sinusoidal Kommutatioun. D'Stator coils gi mat enger ofwiesselnd dräi-Phase Sinuswelle Spannung geliwwert fir de Rotor ze rotéieren.
D'Bild hei drënner weist d'Rotor Positioun mat engem maximal opgereegt U-coil. Als Resultat vum Magnéitfeld hunn d'Nordpole sech direkt vis-à-vis vun den energesche U-Spulen positionéiert. De Cursor an der Grafik nieft dem Elektromotor weist d'Kontroll vun de Spule an deem Moment un.
Fir Är Informatioun: de Rotor an der Erklärung rotéiert wann Dir d'Statorspiral kontrolléiert Auer.
Am folgende Bild ass d'Sinuswelle, also den Ofwiesselungsstroum duerch d'U-Spiral, maximal negativ. Wärend dëser Kontroll sinn d'Südpole vum Rotor direkt vis-à-vis vun den energesche (U) Statorspiralen.
Tëscht dem Norden a Südpol vum Rotor gëtt et eigentlech eng kleng Loftspalt. Beim Wiessel vum Süden op Nordpol ännert sech déi aktuell Richtung an der U-Spiral. Weider:
- De Stroum duerch d'V-Spiral (gréng) ass bal maximal positiv; den Nordpol ass och bal vis-à-vis vun der Spiral.
- De Stroum duerch d'W-Spule war maximal negativ a geet erop. De Südpol huet laanscht d'Spule gedréint.
Fir en Androck ze ginn, wéi de Stroum leeft, weist d'Animatioun hei ënnen d'Rotorrotatioun duerch den Ofwiesselungsstroum.
AC Elektromotor (asynchron, Kaweechelchen Motor):
D'Kaweechelcher Cage oder kuerz-Circuit Armature Elektromotor ass en asynchronous Motor. Den Ënnerscheed tëscht dem Synchronmotor mat permanente Magneten an dem asynchrone Motor ass am Rotor: dëst ass eng mëll Eisentrommel mat Dirigenten an der Längsrichtung. De Rotor leeft asynchron mam Stator, dat heescht datt et e Geschwindegkeetsdifferenz tëscht dem Rotor an der magnetescher Geschwindegkeet vum Stator ass. De Stator ass genau d'selwecht.
De Rotor vum asynchronen Elektromotor besteet aus kuerzen Circuitspiralen; der U, V an W coils sinn op eng Säit mateneen verbonnen. Wann de Rotor am Statorrotatiounsfeld ass, gëtt eng Induktiounsspannung an de Rotorspiralen erstallt. Well d'Rotorspiraler matenee verkierzt sinn, fléisst e Stroum duerch si. Dëse Stroum bewierkt datt de Rotor e Magnéitfeld generéiert, en Dréimoment erstallt. Well d'Operatioun vum asynchronen Elektromotor op d'Gesetz vun der Induktioun baséiert, nenne mir et och en Induktiounsmotor.
De geliwwert Dréimoment beaflosst de Rutsch tëscht dem rotéierende Magnéitfeld am Stator an der Geschwindegkeet vum Rotor.
Den asynchrone Motor huet eng Rei Virdeeler an Nodeeler am Verglach zum Synchronmotor.
Virdeeler:
- relativ einfach, robust a bëlleg Rotor;
- héich Dréimoment bei niddereg Vitesse.
Nodeeler:
- manner Muecht Dicht (pro Mass) an Effizienz (Effizienz). D'Stroum an der kuerz-circuited Rotor coils ginn zousätzlech Rotor Verloschter;
- Geschwindegkeet kann net präziist kontrolléiert ginn, well et hänkt vun der Laascht of. U sech muss dat keen Nodeel sinn: mat engem gudde Kontrollsystem kann och d'Vitesse vum asynchrone Motor ugepasst ginn;
- héich Startstroum.
D'Rotorpositioun an d'Geschwindegkeet vum asynchrone Motor ginn duerch a gemooss Rotor Positioun Sensor. Hall Sensoren bidden dacks op d'mannst véier Impulser pro Revolutioun vum Rotor fir d'Rotorpositioun a Geschwindegkeet ze vermëttelen. Mir nennen dës Zort Rotorpositiounssensor net e Resolver, sou wéi de Fall mam Synchronmotor.
Am Géigesaz zum Synchronmotor ass de Rotorpositiounssensor net néideg fir d'Rotorpositioun beim Stillen ze kennen. D'Rotorpositioun ass wichteg während der Rotatioun: Et muss oppassen datt de Rutsch tëscht dem magnetesche Rotatiounsfeld an dem Rotor net ze grouss gëtt. Wann d'Rotatiounsfeld ze séier beweegt, kann eng Situatioun entstoen, wou de Rotor op eemol an déi aner Richtung wëll dréien. D'Kräfte, déi entstinn, kënne katastrofal sinn fir déi mechanesch an elektresch Komponenten.
E puer Hiersteller wielen och en asynchrone Motor ze benotzen ze léisen bewerben. De Grond ass mir onbekannt. Op alle Fall ass de Resolver extrem genau souwuel beim Stillen wéi beim Laafen, wat d'präzis Kontroll profitéiere kann.
Effizienzkaart vum Synchronen an asynchronen Elektromotor:
D'Biller hei ënnen weisen d'Effizienz vum Synchronen Elektromotor (lénks) an dem asynchronen Elektromotor (riets).
- De synchronen Elektromotor ass ganz effizient. D'Effizienz ass iwwer 90% an engem grousse Beräich, mat Spëtzewäerter vu bis zu 96%. Vun 2000 RPM- kënnt d'Feldschwächung op, wouduerch de maximalen Dréimoment erof geet.
- Den asynchrone Motor huet eng wesentlech manner Effizienz wéi de Synchronmotor bei méi nidderegen Geschwindegkeeten.
Zesummenhang Säiten:
