Боргуль А.Н.
ТЯГОВЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД НА СОВРЕМЕННЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ *
Аннотация:
в статье рассмотрено применение вентильных электроприводов, его преимущества, конструкция роторов на постоянных магнитах, полевые транзисторы и биполярные транзисторы и их применение в современном мире.
Ключевые слова:
вентильный электропривод, системы автоматики, автоматизированный процесс, асинхронный двигатель
Вентильный электропривод предлагает решение для автотранспортных средств, работающих в тяжелых условиях эксплуатации, где высокие перепады температуры, загрязнение, вибрации и ударные нагрузки являются обычным явлением. При выборе ВЭП для автотранспортных средств, их КПД и другие факторы играют важную роль. Одним из основных факторов является собственная масса, так как автономные источники электроэнергии, используемые в настоящее время, имеют ограниченную емкость при большой массе. Асинхронные тяговые электродвигатели с короткозамкнутым ротором стали популярными из-за своей простой конструкции, высокой надежности, доступной стоимости, развитой технологии производства и низких затрат на обслуживание. Тяговые синхронные электродвигатели, оснащенные постоянными магнитами на роторе, обладают высокими энергетическими характеристиками, улучшенными динамическими характеристиками, высокой надежностью и продолжительным сроком службы. [1]. Роторы на постоянных магнитах могут быть разделены на две категории: с последовательным соединением магнитов по магнитной силе (или роторы с радиальным размещением магнитов) и с параллельным соединением по магнитному потоку (или роторы коллекторного и когтеобразного типов). Для более эффективного использования активных материалов тягового двигателя рекомендуется увеличить длину ротора по сравнению со статором, чтобы достичь более высокой концентрации магнитного потока в рабочем воздушном зазоре. Тяговые двигатели на постоянных магнитах обычно дороже тяговых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Интерес вызывают также разработки тяговых индукторных электродвигателей, которые имеют простую и недорогую конструкцию, хотя они обычно имеют высокую пульсацию вращающего момента и создают повышенный уровень шума. [2].Полевые транзисторы и биполярные транзисторы с изолированным затвором стали более популярными в бортовых вентильных преобразователях, заменяя другие силовые ключи, такие как биполярные транзисторы и тиристоры. Благодаря своим низким коммутационным потерям и относительно низкой стоимости, полевые транзисторы широко применяются в приводах с низким напряжением для питания. Главным компонентом электронного оборудования является элементная база силовых ключей, которая продолжает развиваться. Большой опыт накоплен в создании схем бортовых вентильных преобразователей благодаря этой базе. Датчики положения ротора предназначены для определения относительного расположения ротора и статора двигателя, а также для управления силовыми ключами бортового вентильного преобразователя. Тахогенераторы, в свою очередь, используются для измерения частоты вращения ротора. Важным условием является - хорошее согласование датчика с входными цепями вентильного преобразователя. Датчики должны иметь малые размеры и потреблять небольшое количество энергии. Они должны обеспечивать большую кратность максимального и минимального выходного сигнала, а также быстрый рост и спад сигнала. Несмотря на преимущества датчиков на основе коллекторной машины постоянного тока, такие как простота и компактность, низкие токи и работа с активной нагрузкой, они не надежны в условиях сильных вибраций, агрессивной или взрывоопасной среде. [3].Фотодатчик представляет собой безконтактное устройство, которое может использоваться как датчик положения, так и тахогенератор. В этом датчике можно применить две оптоэлектронные пары, которые работают поочередно. Вторая пара передает оптический сигнал посредине между отверстиями в то время, когда оптическая ось первой пары проходит над отверстием. Это позволяет увеличить частоту выходных импульсов в два раза при том же количестве отверстий на диске. Однако использование фотодатчика ограничено диапазоном температур, временем работы и потреблением электроэнергии, что является его основным недостатком. [1]. Имеется множество других видов бесконтактных датчиков, которые также обладают высокой надежностью и простотой использования. Эти датчики работают на переменном токе и включают в себя индуктивные, трансформаторные и ёмкостные схемы. Они широко применяются в различных устройствах благодаря своей экономичности и эффективности. Несмотря на то, что эти датчики обладают рядом положительных качеств, существуют и другие типы бесконтактных датчиков, которые также стоит учитывать. использование некоторых из этих устройств в тяговом вентильном приводе затруднено из-за ряда особенностей. Емкостный датчик, например, характеризуется большим внутренним сопротивлением, что делает его неподходящим для высокой мощности и подверженным помехам, таким как наводки и паразитные ёмкости. Кроме того, работа на высокой частоте и согласование датчика с нагрузкой усложняют схему бортового вентильного преобразователя. [4].Трансформаторный датчик с перемещающимся якорем является наиболее эффективным среди датчиков, работающих на переменном токе. Этот датчик легко изготавливается и может быть рассчитан на высокую мощность. Он хорошо сочетается с силовой схемой бортового вентильного преобразователя. Диапазон рабочих температур у датчика совпадает с диапазоном двигателя. Одним из основных преимуществ этого датчика является возможность получения гальванически несвязанных выходных сигналов. Существуют два типа трансформаторных датчиков: одинарные и дифференциальные системы. Дифференциальный трансформаторный датчик с перемещающимся якорем является предпочтительным для тягового привода, так как он обладает более высоким уровнем сигнала (2-3). [5].Таким образом, ВЭП представляет собой многофункциональное устройство, способное эффективно преобразовывать энергию и автоматизировать различные технические процессы.
Номер журнала Вестник науки №12 (69) том 4
Ссылка для цитирования:
Боргуль А.Н. ТЯГОВЫЙ ВЕНТИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД НА СОВРЕМЕННЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВАХ // Вестник науки №12 (69) том 4. С. 1138 - 1142. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/11995 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+