Principy řízení synchronních permanentních magnetůmotor (PMSM),
indukční motor (IM) a motor s plochým drátem
Při řízení motorů elektrických vozidel jsou klíčové principy řízení synchronního motoru s permanentními magnety (PMSM), indukčního motoru (IM) a motoru s plochým drátem.
Tyto tři typy motorů mají své vlastní charakteristiky v systému řízení motoru a odlišné jsou i použité technické prostředky, jako je PWM (pulsně šířková modulace), zpětnovazební řízení atd. Tento článek prozkoumá principy řízení a související technologie těchto tří motorů z pohledu techniků údržby.
Synchronní motor s permanentními magnety (PMSM) je jedním z typů motorů široce používaných v elektrických vozidlech. Jeho základní pracovní princip spočívá v tom, že permanentní magnety na rotoru vytvářejí stabilní magnetické pole a stator generuje rotující magnetické pole prostřednictvím třífázového střídavého proudu, takže rotor a stator se otáčejí synchronně.
Řízení motoru využívá technologii PWM pro přesné řízení rychlosti a točivého momentu motoru úpravou pracovního cyklu proudu statoru. V systému řízení s uzavřenou smyčkou jsou skutečné otáčky a krouticí moment motoru zpětně vráceny snímačem a porovnávány s nastavenou hodnotou. Regulátor plynule upravuje výstupní proud podle signálu zpětné vazby, aby udržoval stabilní provoz motoru.
Mezi funkce ovladače motoru patří nastavení proudu, sledování stavu motoru a ochrana motoru. V motorovém pohonu poskytuje regulátor požadovaný proud do motoru pro dosažení přesného zrychlení a zpomalení. Ochrana proti přetížení a řízení teploty jsou dosaženy monitorováním proudu a teploty. Když provozní teplota motoru překročí nastavenou prahovou hodnotu, systém automaticky sníží výstupní výkon nebo se vypne, aby byla zajištěna bezpečnost motoru.
Indukční motor (IM) je dalším široce používaným motorem a jeho pracovní princip spoléhá na elektromagnetickou indukci. Rotující magnetické pole generované statorem indukuje proud v rotoru a magnetická pole rotoru a statoru interagují a vytvářejí točivý moment. Řízení IM také využívá technologii PWM k řízení rychlosti úpravou frekvence a amplitudy vstupního proudu. V důsledku skluzu IM je jeho rychlost obvykle o něco nižší než rychlost magnetického pole statoru. V řídicím systému s uzavřenou smyčkou může zpětnovazební signál pomoci regulátoru upravit proud v reálném čase, aby se přizpůsobil změnám zatížení a zajistil stabilitu motoru. Funkce ovladače motoru je podobná jako u PMSM, který je zodpovědný za příjem signálů ze snímačů, sledování provozního stavu motoru a zabránění přetížení. Mechanismu ochrany proti přetížení IM je také dosaženo monitorováním teploty a proudu, aby bylo zajištěno, že motor pracuje v bezpečném rozsahu.
Konstrukce motoru s plochým drátem využívá ploché vinutí, což mu dává vyšší hustotu výkonu a lepší výkon při odvodu tepla. Princip řízení motoru s plochým drátem je podobný jako u PMSM a IM a také využívá technologii PWM k přesnému řízení proudového vstupu. Zpětnovazební řídicí systém rovněž upravuje strategii řízení sledováním stavu motoru v reálném čase. Funkce ovladače motoru pokrývají regulaci proudu, sledování stavu a ochranu. Pokud jde o motorový pohon, regulátor zajišťuje, že motor může efektivně pracovat za různých provozních podmínek. Ochrana proti přetížení a řízení teploty plochého drátového motoru závisí na zpětné vazbě snímače. Když je teplota motoru příliš vysoká, řídicí systém přijme odpovídající opatření k ochraně motoru.