I gcomparáid le mótair fhlosc gathacha, tá go leor buntáistí ag mótair fhlosc aiseach i ndearadh feithiclí leictreacha. Mar shampla, is féidir le mótair fhlosc aiseach dearadh an traein chumhachta a athrú tríd an mótar a bhogadh ón acastóir go dtí an taobh istigh de na rothaí.
1. Ais na cumhachta
Mótair shreabhadh aiseachag fáil aird mhéadaitheach (tarraingt a fháil). Le blianta fada, úsáideadh an cineál seo mótair in iarratais sheasta ar nós ardaitheoirí agus innealra talmhaíochta, ach le deich mbliana anuas, tá go leor forbróirí ag obair chun an teicneolaíocht seo a fheabhsú agus í a chur i bhfeidhm ar ghluaisrothair leictreacha, podanna aerfoirt, trucailí lasta, feithiclí leictreacha, agus fiú eitleáin.
Úsáideann mótair fhlosc gathacha traidisiúnta maighnéid bhuana nó mótair ionduchtaithe, agus tá dul chun cinn suntasach déanta acu maidir le meáchan agus costas a bharrfheabhsú. Mar sin féin, tá go leor deacrachtaí rompu agus iad ag leanúint den fhorbairt. D’fhéadfadh gur rogha mhaith í an fhlosc aiseach, cineál mótair atá go hiomlán difriúil.
I gcomparáid le mótair gathacha, is é dromchla rótar an mhótair, seachas an trastomhas seachtrach, achar dromchla maighnéadach éifeachtach mótair maighnéad buan flosca aiseach. Dá bhrí sin, i méid áirithe mótair, is féidir le mótair maighnéad buan flosca aiseach chasmhóiminte níos mó a sholáthar de ghnáth.
Mótair shreabhadh aiseachtá siad níos dlúithe; i gcomparáid le mótair gathacha, bíonn fad aiseach an mhótair i bhfad níos giorra. I gcás mótair roth inmheánach, is minic a bhíonn sé seo ina fhachtóir ríthábhachtach. Cinntíonn struchtúr dlúth mótar aiseach dlús cumhachta agus dlús chasmhóiminte níos airde ná mótair gathacha comhchosúla, rud a chuireann deireadh leis an ngá atá le luasanna oibriúcháin thar a bheith ard.
Tá éifeachtúlacht na mótair flosc aiseach an-ard freisin, de ghnáth os cionn 96%. Tá sé seo mar gheall ar an gcosán flosc aon-toiseach níos giorra, atá inchomparáide nó níos airde fós ó thaobh éifeachtúlachta de i gcomparáid leis na mótair flosc gathacha 2T is fearr ar an margadh.
Tá fad an mhótair níos giorra, de ghnáth 5 go 8 n-uaire níos giorra, agus laghdaítear an meáchan 2 go 5 huaire freisin. Tá an dá fhachtóir seo tar éis rogha dearthóirí ardáin feithiclí leictreacha a athrú.
2. Teicneolaíocht flosc aiseach
Tá dhá phríomh-thoipeolaíocht ann domótair flosc aiseach: státar aonair dé-rótar (dá ngairtear meaisíní stíl tórais uaireanta) agus státar aonair dé-rótar.
Faoi láthair, úsáideann formhór na mótair mhaighnéad buan toipeolaíocht flosc gathach. Tosaíonn an ciorcad flosc maighnéadach le maighnéad buan ar an rotor, téann sé tríd an gcéad fhiacail ar an stator, agus ansin sreabhann sé go gathach feadh an stator. Ansin téann sé tríd an dara fiacail chun an dara cruach mhaighnéadach ar an rotor a bhaint amach. I dtoipeolaíocht flosc aiseach dé-rotor, tosaíonn an lúb flosc ón gcéad mhaighnéad, téann sé go haiseach trí fhiacla an stator, agus sroicheann sé an dara maighnéad láithreach.
Ciallaíonn sé seo go bhfuil an cosán flosc i bhfad níos giorra ná cosán mótair flosc gathacha, rud a fhágann go bhfuil toirteanna mótair níos lú, dlús cumhachta níos airde agus éifeachtúlacht ag an gcumhacht chéanna.
Mótar gathach, áit a dtéann an flosc maighnéadach tríd an gcéad fhiacail agus ansin filleann sé ar an gcéad fhiacail eile tríd an státar, ag sroicheadh an mhaighnéid. Leanann flosc maighnéadach cosán dháthoiseach.
Tá cosán flosc maighnéadach meaisín flosc maighnéadach aiseach aon-toiseach, mar sin is féidir cruach leictreach atá dírithe ar ghráinní a úsáid. Éascaíonn an cruach seo don flosc dul tríd, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht.
De ghnáth, úsáideann mótair shreabhacha gathacha foirceannadh dáilte, agus suas le leath de na foircinn foirceannta gan feidhmiú. Mar thoradh ar an ró-chrochadh coil, beidh meáchan breise, costas, friotaíocht leictreach agus níos mó caillteanais teasa ann, rud a chuireann iallach ar dhearthóirí an dearadh foirceannta a fheabhsú.
Foircinn an choilmótair flosc aiseachtá i bhfad níos lú, agus úsáideann roinnt dearaí foirceannadh comhchruinnithe nó deighilte, atá go hiomlán éifeachtach. I gcás meaisíní gathacha statóra deighilte, is féidir le réabadh chonair an fhlosc mhaighnéadaigh sa statór caillteanais bhreise a thabhairt, ach i gcás mótair fhlosc aiseach, ní fadhb í seo. Is é dearadh an fhoirceannadh coil an eochair chun leibhéal na soláthraithe a idirdhealú.
3. Forbairt
Tá roinnt dúshlán tromchúiseach roimh mhótair shreabhacha aiseacha i ndearadh agus i dtáirgeadh, agus in ainneoin a mbuntáistí teicneolaíochta, tá a gcostais i bhfad níos airde ná costais mhótair gathacha. Tá tuiscint an-mhaith ag daoine ar mhótair gathacha, agus tá modhanna monaraíochta agus trealamh meicniúil ar fáil go héasca freisin.
Ceann de na príomhdhúshláin a bhaineann le mótair fhlosc aiseach ná bearna aeir aonfhoirmeach a choinneáil idir an rótar agus an státair, toisc go bhfuil an fórsa maighnéadach i bhfad níos mó ná fórsa mótair gathacha, rud a fhágann go bhfuil sé deacair bearna aeir aonfhoirmeach a choinneáil. Tá fadhbanna diomailt teasa ag an mótar fhlosc aiseach dé-rótar freisin, toisc go bhfuil an foirceannadh suite go domhain laistigh den státair agus idir an dá dhiosca rótair, rud a fhágann go bhfuil diomailt teasa an-deacair.
Tá sé deacair mótair fhlosc aiseach a mhonarú ar go leor cúiseanna freisin. Sáraíonn an meaisín dé-rótar a úsáideann meaisín dé-rótar le toipeolaíocht cuing (i.e. an cuing iarainn a bhaint den státar ach na fiacla iarainn a choinneáil) cuid de na fadhbanna seo gan trastomhas an mhótair agus an maighnéad a leathnú.
Mar sin féin, bíonn dúshláin nua ag baint leis an gcuing a bhaint, amhail conas fiacla aonair a shocrú agus a shuíomh gan nasc cuing meicniúil. Is dúshlán níos mó é fuarú freisin.
Tá sé deacair freisin an rotor a tháirgeadh agus an bhearna aeir a choinneáil, toisc go meallann diosca an rotor an rotor. Is é an buntáiste ná go bhfuil dioscaí an rotor ceangailte go díreach trí fháinne seafta, mar sin cuireann na fórsaí ar ceal a chéile. Ciallaíonn sé seo nach seasann an t-imthacaí inmheánach na fórsaí seo, agus is é an t-aon fheidhm atá aige ná an stator a choinneáil sa suíomh lár idir an dá dhiosca rotor.
Ní bhíonn na dúshláin a bhaineann le mótair chiorclacha le dhá státair agus rótar aonair, ach tá dearadh an státair i bhfad níos casta agus níos deacra uathoibriú a bhaint amach, agus tá na costais ghaolmhara ard freisin. Murab ionann agus aon mhótar flosc gathach traidisiúnta, níor tháinig próisis déantúsaíochta mótair aiseach agus trealamh meicniúil chun cinn ach le déanaí.
4. Feidhmiú feithiclí leictreacha
Tá iontaofacht ríthábhachtach sa tionscal feithicleach, agus iontaofacht agus láidreacht éagsúla a chruthúmótair flosc aiseachBhí sé ina dhúshlán i gcónaí monaróirí a chur ina luí go bhfuil na mótair seo oiriúnach le haghaidh olltáirgeadh. Mar gheall air seo, tá soláthraithe mótair aiseacha tar éis cláir bhailíochtaithe fairsinge a chur i gcrích leo féin, agus gach soláthraí ag léiriú nach bhfuil aon difríocht idir iontaofacht a mótair agus mótair shreabhadh gathacha traidisiúnta.
An t-aon chomhpháirt a fhéadann caitheamh amach imótar sreabhadh aiseachis iad na himthacaí. Tá fad an fhlosc maighnéadaigh aisigh sách gearr, agus tá suíomh na n-imthacaí níos gaire dá chéile, agus de ghnáth bíonn siad deartha le bheith beagán “róthoisithe”. Ar ámharaí an tsaoil, tá mais rótair níos lú ag an mótar flosc aiseach agus is féidir leis ualaí seafta dinimiciúla rótair níos ísle a sheasamh. Dá bhrí sin, tá an fórsa iarbhír a chuirtear i bhfeidhm ar na himthacaí i bhfad níos lú ná fórsa an mhótair flosc gathach.
Tá acastóir leictreonach ar cheann de na chéad fheidhmchláir a bhaineann le mótair aiseacha. Is féidir leis an leithead níos tanaí an mótar agus an giarbhosca a chuimsiú san acastóir. In fheidhmchláir hibrideacha, giorraíonn fad níos giorra aiseach an mhótair fad iomlán an chórais tarchurtha.
Is é an chéad chéim eile an mótar aiseach a shuiteáil ar an roth. Ar an mbealach seo, is féidir cumhacht a tharchur go díreach ón mótar chuig na rothaí, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht an mhótair. Mar gheall ar dhíchur tarchuir, difreálacha agus seaftaí tiomána, laghdaíodh castacht an chórais freisin.
Mar sin féin, is cosúil nach bhfuil cumraíochtaí caighdeánacha le feiceáil go fóill. Tá gach monaróir trealaimh bhunaidh ag déanamh taighde ar chumraíochtaí sonracha, toisc gur féidir le méideanna agus cruthanna éagsúla mótar aiseach dearadh feithiclí leictreacha a athrú. I gcomparáid le mótair gathacha, bíonn dlús cumhachta níos airde ag mótair aiseach, rud a chiallaíonn gur féidir mótair aiseacha níos lú a úsáid. Soláthraíonn sé seo roghanna dearaidh nua do ardáin feithiclí, amhail socrú pacáistí ceallraí.
4.1 Armúr deighilte
Is sampla de thoipeolaíocht stator aonair dé-rótar í toipeolaíocht mótair YASA (Yokeless and Segmented Armature), rud a laghdaíonn castacht déantúsaíochta agus atá oiriúnach do tháirgeadh mais uathoibrithe. Tá dlús cumhachta suas le 10 kW/kg ag na mótair seo ag luasanna 2000 go 9000 rpm.
Le rialtóir tiomnaithe, is féidir leis sruth 200 kVA a sholáthar don mhótar. Tá toirt thart ar 5 lítear ag an rialtóir agus meáchan 5.8 cileagram ann, lena n-áirítear bainistíocht theirmeach le fuarú ola tréleictreach, atá oiriúnach do mhótair fhlosc aiseach chomh maith le mótair fhlosc ionduchtaithe agus gathacha.
Fágann sé seo go bhfuil monaróirí trealaimh bhunaidh feithiclí leictreacha agus forbróirí den chéad scoth in ann an mótar cuí a roghnú go solúbtha bunaithe ar an bhfeidhmchlár agus ar an spás atá ar fáil. Fágann an méid agus an meáchan níos lú go bhfuil an fheithicil níos éadroime agus go bhfuil níos mó cadhnraí inti, rud a mhéadaíonn an raon iompair.
5. Feidhmiú gluaisrothair leictreacha
I gcás gluaisrothair leictreacha agus ATVanna, tá mótair fhlosc aiseach AC forbartha ag roinnt cuideachtaí. Is iad dearaí flosc aiseach bunaithe ar scuab DC an dearadh a úsáidtear go coitianta don chineál seo feithicle, agus is dearadh AC gan scuab atá séalaithe go hiomlán an táirge nua.
Fanann cornaí an dá mhótar DC agus AC ina stad, ach úsáideann na rótair dhúbailte maighnéid bhuana in ionad armatúir rothlacha. Is é buntáiste an mhodha seo nach bhfuil aisiompú meicniúil ag teastáil uaidh.
Is féidir leis an dearadh aiseach AC rialtóirí mótair AC trí chéim chaighdeánacha a úsáid le haghaidh mótair gathacha freisin. Cuidíonn sé seo le costais a laghdú, toisc go rialaíonn an rialtóir sruth an chasmhóiminte, ní luas. Éilíonn an rialtóir minicíocht 12 kHz nó níos airde, arb é príomhmhinicíocht na bhfeistí sin é.
Tagann an mhinicíocht níos airde ón ionduchtas foirceannadh níos ísle de 20 µ H. Is féidir leis an mhinicíocht an sruth a rialú chun tonnchrith an tsrutha a íoslaghdú agus comhartha sinusoidal chomh réidh agus is féidir a chinntiú. Ó thaobh dinimic de, is bealach iontach é seo chun rialú mótair níos réidhe a bhaint amach trí athruithe tapa chasmhóiminte a cheadú.
Glacann an dearadh seo foirceannadh déchiseal dáilte, mar sin sreabhann an flosc maighnéadach ón rotor go rotor eile tríd an stator, le cosán an-ghearr agus éifeachtúlacht níos airde.
Is é príomhghné an deartha seo ná gur féidir leis oibriú ag uasvoltas 60 V agus nach bhfuil sé oiriúnach do chórais ardvoltais. Dá bhrí sin, is féidir é a úsáid le haghaidh gluaisrothair leictreacha agus feithiclí ceithre roth den rang L7e ar nós Renault Twizy.
A bhuíochas leis an uasvoltas 60 V, is féidir an mótar a chomhtháthú i gcórais leictreacha príomhshrutha 48 V agus déanann sé obair chothabhála a shimpliú.
Foráiltear i sonraíochtaí gluaisrothair ceithre roth L7e i Rialachán Réime Eorpach 2002/24/CE nach mó ná 600 cileagram meáchan feithiclí a úsáidtear chun earraí a iompar, gan meáchan na gcadhnraí a áireamh. Ceadaítear do na feithiclí seo nach mó ná 200 cileagram paisinéirí, nach mó ná 1000 cileagram lasta, agus nach mó ná 15 cileavata de chumhacht innill a iompar. Is féidir leis an modh foirceanta dáilte chasmhóiminte 75-100 Nm a sholáthar, le cumhacht aschuir buaic de 20-25 kW agus cumhacht leanúnach de 15 kW.
Tá dúshlán an tsreabhán aiseach sa chaoi a scaipeann foirceannadh copair teas, rud atá deacair mar go gcaithfidh teas dul tríd an rótar. Is é an foirceannadh dáilte an eochair chun an fhadhb seo a réiteach, toisc go bhfuil líon mór sliotán cuaille ann. Ar an mbealach seo, tá achar dromchla níos mó idir an copar agus an bhlaosc, agus is féidir teas a aistriú chuig an taobh amuigh agus a urscaoileadh trí chóras fuaraithe leachtach caighdeánach.
Tá ilphoil mhaighnéadacha ríthábhachtach chun foirmeacha tonnta sinusoidal a úsáid, rud a chabhraíonn le harmónaigh a laghdú. Léirítear na harmónaigh seo mar théamh na maighnéad agus an chroí, agus ní féidir le comhpháirteanna copair an teas a iompar ar shiúl. Nuair a charnaíonn teas i maighnéid agus i gcroíleacáin iarainn, laghdaíonn éifeachtúlacht, agus is é sin an fáth go bhfuil sé ríthábhachtach an tonnfhoirm agus an cosán teasa a bharrfheabhsú chun feidhmíocht mhótair a chinntiú.
Tá dearadh an mhótair optamaithe chun costais a laghdú agus olltáirgeadh uathoibrithe a bhaint amach. Ní gá próiseáil mheicniúil chasta a dhéanamh le haghaidh fáinne tithíochta easbhrúite agus is féidir leis costais ábhartha a laghdú. Is féidir an corna a fhoirceannadh go díreach agus úsáidtear próiseas nasctha le linn an phróisis foirceanta chun an cruth tionóil ceart a choinneáil.
Is é an pointe is tábhachtaí ná go bhfuil an corna déanta as sreang chaighdeánach atá ar fáil go tráchtála, agus go bhfuil croí an iarainn lannaithe le cruach claochladáin chaighdeánach atá leagtha amach as an tseilf, nach gá ach a ghearradh i gcruth ceart. Éilíonn dearaí mótair eile úsáid ábhair mhaighnéadacha boga i lannú an chroí, rud a d'fhéadfadh a bheith níos costasaí.
Ciallaíonn úsáid foirceannadh dáilte nach gá an cruach mhaighnéadach a dheighilt; Is féidir leo a bheith i gcruthanna níos simplí agus níos éasca le monarú. Bíonn tionchar suntasach ag laghdú méid na cruach maighnéadaí agus ag cinntiú go bhfuil sé éasca a mhonarú ar chostais a laghdú.
Is féidir dearadh an mhótair fhlosc aiseach seo a shaincheapadh de réir riachtanais an chustaiméara freisin. Forbraítear leaganacha saincheaptha do chustaiméirí timpeall ar dhearadh bunúsach. Ansin déantar iad a mhonarú ar líne táirgthe trialach le haghaidh fíorú luath táirgeachta, agus is féidir iad a mhacasamhlú i monarchana eile.
Is é an phríomhghné den saincheapadh ná go mbraitheann feidhmíocht na feithicle ní hamháin ar dhearadh an mhótair flosc maighnéadaigh aiseach, ach ar cháilíocht struchtúr na feithicle, an phacáiste ceallraí, agus an BMS freisin.
Am an phoist: 28 Meán Fómhair 2023
