Изчерпването на въглеводородните горива, влошаването на екологичната ситуация и редица други причини рано или късно ще принудят производителите да разработят модели електрически превозни средства, които ще станат достъпни за широката публика. Междувременно остава само да изчакате или лично да разработите опции за екологична технология.
Ако все пак предпочитате да търсите решения сами, вместо да ги чакате отвън, тогава ще ви трябват знания за това кои електрически двигатели вече са изобретени, по какво се различават и кой от тях е най-обещаващият.
Тягов двигател
Ако решите да поставите обикновен електрически мотор под капака на колата си, най-вероятно нищо няма да излезе от това. И всичко това, защото имате нужда от електрически тягов двигател (TEM). Той се различава от конвенционалните електродвигатели по своята по-голяма мощност, способност за по-голям въртящ момент, малки размери и ниско тегло.
За захранване на тяговия двигател се използват батерии. Те могат да се презареждат от външни източници („от контакт“), от слънчеви панели, от генератор, монтиран в автомобил, или в режим на рекуперация (самопопълване на заряда).
Двигателите на електрически превозни средства най-често се захранват от литиево-йонни батерии. TED обикновено работи в два режима - двигател и генератор. В последния случай той попълва изразходвания енергиен резерв при превключване на неутрална скорост.
Принцип на действие
Стандартният електродвигател се състои от два елемента - статор и ротор. Първият компонент е неподвижен и има няколко намотки, докато вторият компонент се върти и предава сила на вала. Към бобините на статора се подава променлив електрически ток с определена периодичност, което предизвиква появата на магнитно поле, който започва да върти ротора.
Колкото по-често се включват и изключват бобините, толкова по-бързо се върти валът. Два вида ротори могат да бъдат монтирани в двигатели на електрически превозни средства:
- късо съединение, при което възниква магнитно поле, противоположно на полето на статора, поради което възниква въртене;
- фаза - използва се за намаляване на стартовия ток и контрол на скоростта на вала, е най-често срещаният.
Освен това, в зависимост от скоростта на въртене на магнитното поле и ротора, двигателите могат да бъдат асинхронни и синхронни. От наличните средства и възложените задачи трябва да се избере един или друг вид.
Синхронен двигател
Синхронният двигател е електродвигател, при който скоростта на въртене на ротора съвпада със скоростта на въртене на магнитното поле. Препоръчително е да се използват такива двигатели за електрически превозни средства само в случаите, когато има източник на повишена мощност - от 100 kW.
Една от разновидностите е статорната намотка на такава инсталация е разделена на няколко секции. В определен момент се подава ток към определен участък, възниква магнитно поле, което завърта ротора под определен ъгъл. След това токът се прилага към следващата секция и процесът се повтаря, валът започва да се върти.
Асинхронен електродвигател
При асинхронен двигател скоростта на въртене на магнитното поле не съвпада със скоростта на въртене на ротора. Предимството на такива устройства е тяхната поддръжка - резервните части за електрически превозни средства, оборудвани с тези инсталации, са много лесни за намиране. Други предимства включват:
- Опростен дизайн.
- Лесен за поддръжка и работа.
- Ниска цена.
- Висока надеждност.
В зависимост от наличността, двигателите могат да бъдат четкови или безчеткови. Колекторът е устройство, използвано за преобразуване на променлив ток в постоянен ток. Четките служат за пренос на електричество към ротора.
Безчетковите двигатели за електрически превозни средства се характеризират с по-малко тегло, компактни размери и по-висока ефективност. Те са по-малко склонни да прегряват и консумират по-малко електроенергия. Единственият недостатък на такъв двигател е високата цена на електронния блок, който служи като колектор. Освен това частите за електрически превозни средства, оборудвани с безчетков двигател, са по-трудни за намиране.
Производители на електродвигатели
Повечето домашно изработени електрически превозни средства са проектирани с използване на мотор с четка. Това се дължи на наличността, ниската цена и лесната поддръжка.
Известен производител на тази линия двигатели е немската компания Perm-Motor. Неговите продукти са способни на регенеративно спиране в генераторен режим. Използва се активно за оборудване на скутери, моторни лодки, автомобили и електрически повдигащи устройства. Ако се монтират във всяка електрическа кола, цената им би била значително по-ниска. Сега те струват между 5-7 хиляди евро.
Популярен производител е Etek, който произвежда безчеткови и четкови колекторни двигатели. По правило това са трифазни двигатели, работещи на постоянни магнити. Основни предимства на инсталациите:
- точност на контрола;
- лекота на организиране на възстановяване;
- висока надеждност поради прост дизайн.
Списъкът на производителите се допълва от американския завод Advanced DC Motors, който произвежда четкови електрически двигатели. Някои модели имат изключителна характеристика - имат втори шпиндел, който може да се използва за свързване на допълнително електрическо оборудване към електрически автомобил.
Кой двигател да избера
За да сте сигурни, че покупката ви няма да ви разочарова, трябва да сравните характеристиките на закупения модел с изискванията за автомобила. При избора на електродвигател те се ръководят предимно от неговия тип:
- Синхронните инсталации имат сложен дизайн и са скъпи, но имат капацитет на претоварване, по-лесни са за управление, не се страхуват от пренапрежения и се използват, когато високи натоварвания. Инсталират се на електрически автомобили Mercedes.
- Асинхронните модели се характеризират с ниска цена и прост дизайн. Те са лесни за поддръжка и работа, но генерираната от тях мощност е много по-малка от тази на синхронна инсталация.
Цената на електрическата кола ще бъде значително по-ниска, ако електрическият двигател е съчетан с двигател с вътрешно горене. Такива комбинирани инсталации са по-популярни на пазара, тъй като цената им е около 4-4,5 хиляди евро.
На Генадий АлексеевичДойдох през януари 2010 г. с тази прощална дума от един от неговите бивши колеги: Той е на 83, не е нужно да се опитвате, той едва ли ще си спомни нещо...
Зверев живееше в обикновена пететажна сграда в района на Рязански проспект, със съпругата си на същата възраст.
Когато се договорихме за среща, той каза объркано: „Дори не знам къде можем да говорим, не мога да си тръгна дълго време - жена ми е болна, не мога да я оставя. И не ни е много удобно...”
Стана непоносимо неудобно. Колко неудобно може да бъде розовобузест младеж да се намеси в живота на възрастен човек, макар и за кратко, но с егоистични нужди. Но Генадий Алексеевич щедро смеси тази неловкост със своята спонтанност: „О, добре, както и да е, ела при мен! Просто не обръщайте внимание на бъркотията.
Генадий Алексеевич Зверев стоеше, както се казва, в началото на съветската индустрия за електрически превозни средства. Той проектира един от основните елементи - системата за управление на тяговите електродвигатели. В средата на 50-те години на миналия век СССР все още нямаше опит в подобно проектиране, всичко трябваше да се направи за първи път, прехвърляйки опит от сродни индустрии. За щастие предсказанието на неговия колега не се сбъдна: Генадий Алексеевич помни всичко перфектно, всеки на неговата възраст би имал такава памет. И той не загуби квалификацията си като инженер по електроника: той доста лесно си припомни най-малките детайли на веригата от разработката отпреди петдесет години. И тогава той сам ще ви разкаже всичко.
– Моята специалност е машинен инженер по електротранспорт. След като работи след колежа в железопътна линия, преместих се в закрития Научно-изследователски институт-496, който тогава беше ръководен от Андроник Йосифян, член-кореспондент и като цяло голям авторитет в областта на електротехниката. Отидох там, защото Евгений Аватков, легендарна личност и голям ентусиаст на променливия ток, организира свой отдел в НИИ-496. Той стана първият ми шеф на ново място. Беше през 1957 г., през декември.
Първата страница от трудовата книжка на Зверев
Тогава започва работа по асинхронни двигатели за транспорт, за първи път в СССР. Може би в някои области бяхме първи в света. Или поне така ни се струваше - нямаше с какво да се сравнява, нямаше западна техническа литература. Определено започнахме от нулата, от чисто.
Нашият институт се намираше на Червената порта, срещу Министерството на железниците. Събраха се много квалифицирани и интересни хора. Част от нашия отдел започна работа по електрически локомотиви с променлив ток, това беше нещо ново. Създадохме няколко групи: някои работеха върху двигателя, други върху преобразувателя на ток и системата за управление - нямаше шаблонни решения, нямаше готови схеми за асинхронен двигател по това време.
Работа по преобразуване на електрически локомотив към променлив ток
Идеята за използване на асинхронно задвижване беше упорито прокарвана от самия Аватков. По това време всички наши превозни средства работеха с постояннотокови двигатели, те бяха по-сложни като конструкция и работа, поради факта, че имаше комутатор с четки на вала, който трябваше да се следи и почиства през цялото време. Посетихме различни заводи и видяхме колко машини с постояннотокови двигатели се ремонтират и как хората се задушават от тези ремонти. И главната причина– износени колектори.
А асинхронният двигател може да се затвори в кутия - не изисква никаква поддръжка. Можете да го поставите във вода и ще работи и там. Няма колектор, което означава, че специфичните характеристики са по-добри и има печалба в масата. Но такива двигатели се произвеждаха у нас само на 50 херца, само един модел за целия СССР! Това беше непретенциозен двигател, използван в много механизми, но само там, където не беше необходимо да се регулира скоростта на въртене чрез промяна на честотата на тока. Тогава просто нямаше силова електроника, която да позволява това да се направи!
– Аватков веднага ли ви „изхвърли“, за да създадете двигател за електрическа кола?
– Не, първата ми работа беше с моряци, правейки им система за зареждане на батерии за подводница. Там имаше оловно-киселинни батерии: оказа се толкова голям контейнер! Имахме цялостен стенд в Истра, дори Горшков беше министър военноморски флот- дойде там. Той ни поздрави: ние първи завършихме работата по електрическите агрегати. След това Аватков ме прехвърли на електрически автомобили. През 1960г.
– Откъде изобщо дойде идеята за проектиране на електрическа кола? Имаше ли държавна поръчка или инициатива на вашия институт?
– Съвкупиха се две обстоятелства – скок в инициативите на правителството да се грижи за опазването на природата и наличието на почти готова разработка за асинхронно задвижване.
Сега не мога да кажа със сигурност кой точно представи идеята за електрическа кола, но от 1960 г. тази работа е включена в плана заедно с темите за електрически локомотиви. По принцип това беше експериментална работа, никой не знаеше какво ще успеем. Асинхронният двигател първоначално е проектиран за напрежение от 300 волта, така че започнахме с адаптирането му към по-ниско напрежение. Трябваше да пренавия намотките и да направя някои други промени. Двигателят беше трифазен, в първата фаза имаше две последователни намотки, ние ги превключихме паралелна връзкаи двигателят започна да работи на 190 волта.
първият асинхронен двигател за електромобили в СССР
Това не беше оптималният вариант, но беше добър за експеримента. А за в бъдеще планирахме разработването на специален електродвигател. Бяха направени изчисления - може би не много надеждни, но каквото можеха. Оказа се, че двигател 15 kW ни е достатъчен. Това е за превозно средство от тон и половина, предназначено за доставка на малки стоки из града.
След това започнаха да избират батерии. Първоначално използваха обикновени стартерни батерии, 12-волтови, от УАЗ, 60 Ah, от завода в Подолск. По указание на Министерството на електроиндустрията ни дадоха 22 батерии, така че работихме с тях. Тогава те се опитаха, заедно с Валентина Сергеевна Смолкова, която тогава беше директор на Подолския НИИСТА (Институт за стартерни батерии), да ги подобрят по някакъв начин. Те искаха да го направят устойчив на високи токове на зареждане, за да намалят времето за зареждане. Работиха в Подолск дълго време, но така и не успяха да направят нищо... Взеха само батерия 6EM-60, с леко изгладена характеристика на разреждане.
– Работили ли сте вече с някакво готово шаси или просто проектирате електрическата част?
– Имахме УАЗ-451 като модел за работа по оформлението. Инсталирахме тези 22 батерии в два контейнера отстрани, само за да добием представа за местоположението. По това време нямаше готов преобразувател на напрежение и съответно тази кола не се движеше.
– Какъв беше преобразувателят?
– Трифазен инвертор на напрежение за захранване на всяка фаза на двигателя. В онези години инвертор за силовата част можеше да се направи само с помощта на тиристори, все още нямаше мощни транзистори. А тиристорите в СССР се произвеждаха само в Сталинския електротехнически завод в Талин и бяха в ужасен дефицит. Не им помня маркировките, за съжаление. Това бяха високоскоростни тиристори със сравнително кратко (за онези времена) време за реакция.
Тиристорът е прост полупроводник, по същество контролиран диод, който изисква кратък импулс, за да се включи. Но този импулс трябва да бъде изгасен и за това се използват LC вериги. Искате ли да нарисувам диаграма?
Генадий Алексеевич с учителско търпение рисува схема на своя преобразувател и подробно обяснява принципа на неговата работа. Изглежда, че е успял да конструира доста интересна схема от много ограничен набор от части, буквално от скрап материали. В него, за да „гасят“ основните тиристори, бяха използвани други тиристори, превключващи, заредени върху кондензатор и два дросела. „Акцентът“ на това решение е именно в два дросела, които позволяват „припокриване“ на работните фази на електродвигателя с голяма точност. И все пак трябваше да се вмести в някакви разумни размери, а те също зависят от електрическите характеристики, по-специално от времето за възстановяване на тиристорите.
– Инверторът изисква охлаждане. Имахме 12 тиристора и 6 мощни диода и всяка „тройка“ се нуждаеше от собствен въздушен радиатор за безопасност. В крайна сметка, без значение как изолирате корпусите и клемите на полупроводниците, опасността от късо съединение все още остава, особено в кола с нейните вибрации.
Направихме специална кутия за преобразувателя, в която всички тиристори бяха разположени от лявата страна спрямо входа, а управляващият блок отдясно. Тиристорите бяха лесно извадени от тази кутия за подмяна. Самата кутия се охлаждаше от вентилатор; тази система беше направена за нас от друг отдел на института (NII-496 по това време вече беше преименуван на VNIIEM - Институт по електронно машиностроене), който беше специално ангажиран в охладителните преобразувателни единици. Въздухът беше засмукан от предния ръб, издухан от инвертора в двигателя и след това в батерията, тъй като беше необходимо да се издухат киселинни изпарения от него.
– Не беше ли възможно да поръчате на нашата електронна индустрия да произвежда транзистори или тиристори по вашите технически спецификации?
- Не, какво си... За ентусиасти като нас никой нищо не би направил. Това беше експеримент, пилотна разработка. И въпреки че показахме тази електрическа кола на всички, никой не каза, че е възможно да се разработи тиристор с параметрите, от които се нуждаем. Това можеше да се направи само за военни проекти. Е, или за пространство. А понякога дори не получавахме редовни, серийни, Министерството на електротехническата промишленост разпределяше елементите според някакви съображения, известни само на него.
Единственият човек, който много ни помогна, беше Йосиф Гоберман, директор на Главмосавтотранс. Той харесваше самата идея за електрическа кола, вярваше, че те могат да заменят UAZ, RAF и дори GAZ със ZIL в градския транспорт. Гоберман беше приятел с всемогъщия владетел на Москва Виктор Гришин. И по негово предложение дори Гришин веднъж ни посети и ни разгледа колите. Но това беше по-късно, в края на седемдесетте.
Гришин и Гоберман в 34-ти автомобилен завод, 1978 г
Самият аз ходих няколко пъти при Гоберман за помощ. Ако сменя някой елемент във веригата (и трябваше да го правя доста често), това означава, че трябва да отида до завода-производител и да стоя на колене с часове, за да получа подписано разрешение за използване. И Гоберман попита: "Какво ви трябва?" - и на следващия ден го имах. Дори понякога представители на самите заводи идваха при мен, за да подпиша документите и да взема този елемент. Не знам откъде има такова влияние, може би Гришин е помогнал.
– Да се върнем на електрическата кола. Веднага ли отиде или имаше някакви проблеми?
– Имаше проблеми, разбира се. Много дълго време монтирах нашето оборудване на автомобил. Когато ми донесоха първото копие на конвертора, избягах и спрях производството им, имаше сериозни грешки в оформлението и качеството на изработка беше ужасно. В електрическата кола има смущения на всяка крачка, има огромни и импулсни токове навсякъде. Тези токове предизвикват ненужни импулси в съседните проводници. Затова беше обърнато специално внимание на монтажа.
Първият екземпляр е направен от мен, вторият от един от нашите монтажници Grubnik. И тогава монтажът на преобразувателите беше изпратен в пилотния завод на VNIIEM и така те започнаха да го правят така или иначе. И така пропълзях и поставих кабелите, така че този инвертор да работи надеждно. Отне ни около три години, за да построим първата си кола.
– Успяхте ли в крайна сметка?
- да И тогава излезе партида автомобили, които се експлоатираха в 34-ия автомобилен завод, това беше 1974-78 г. За тях вече бяха доставени конвертори от Краснодарския клон на ВНИИТА, където Юрий Скоков беше директор. Същият, който после стана политик.
– Защо производството беше прехвърлено в Краснодар? В крайна сметка бяха необходими само няколко от тези конвертори.
„Там има много работа: запояване, заваряване, производство на гуми.“ Но нямахме хора за това - само един монтажник и помощник. Институтът се занимаваше със затворени теми и никой от други отдели не ни помогна.
– Колко инвертора са направени в Краснодар?
– За всички машини, които са били експлоатирани в 34-ти завод. Много, дори повече от необходимото. Така че имаше резерв.
страница от книжката на Квант, отпечатана в няколко екземпляра под надслов „ПДЧ“.
В Краснодар отначало имаше същата история с качеството на монтажа. Когато пристигнах там, бях ужасен. Толкова зле го запоиха, че трябваше отново да спрем производството и да отидем при главния инженер. Съгласих се да доведа монтажник, който да ми покаже как се прави. Обадих се на Grubnik, той седеше там две седмици и показа как се монтират и маршрутизират дъските. По това време вече бяхме разработили „плитка“ (измерено и плетено окабеляване), направихме я сами, отделно от преобразувателя, и след това я запоихме на места.
– Конверторът тежък ли е?
– Не много, вдигнах го лесно. Е, може би 50 кг с всичките радиатори. Моторът също е преместван ръчно от двама души.
– Каква система за управление имаше този конвертор?
– Две дъски във всяко чекмедже. Системата за управление беше на постоянен ток, 24 волта. Имаше и монофазен инвертор, който отделно захранваше системата за управление. Беше невъзможно да се вземе енергия от общата шина, потенциалът не можеше да бъде разделен. И ако някъде е „късо“, това е високо напрежение„седи“ на системата за управление. Така че за по-сигурно го изолирах.
Дизайнът на системата за управление се промени с подобряването на елементната база. Първоначално това бяха транзистори с ниска мощност и намотъчни елементи, след това се появиха микросхеми и с помощта на Харковския политехнически институт преработихме веригата с тях.
– Какво ще кажете за възстановяването? Това е най-трудният режим на работа на електрическо превозно средство.
– Възстановяването започна да се развива, когато производството на електроника беше прехвърлено в Краснодар. Други двама души правеха това, единият сега живее в Америка, а вторият умря в градината, пред очите ми.
За управление на колата първо използвахме два педала: движение (електрически) и спирачки (конвенционална хидравлика). Освен това поставиха превключвател на арматурното табло, който трябваше да се включва, когато се спускате по хълм или спирате. След това двигателят превключи на генераторен режим и подаде енергия към батерията. След това този превключвател беше заменен с обикновен педал, трети. Беше невъзможно да направите това само със стандартния педал на спирачката, защото трябва да превключите честотата на приплъзване от добавяне към изваждане.
– Как спира колата в режим на рекуперация? Имахте ли достатъчно спирачен момент?
– Двигателят спира колата много ефективно. Дори сам го карах и го усетих, въпреки че не съм шофьор, никога не съм имал шофьорска книжка.
Сега, когато карам тролейбус, винаги виждам кога превключват на регенеративно спиране и пускат енергия в мрежата. Разбира се, по-трудно е да се даде на мрежата, отколкото на батериите - защото някой трябва да получи тази енергия, друг тролейбус в движение или трафопост трябва да прекара този ток, а там има токоизправители.
Нашите шофьори с готовност използваха рекуперация, но не мога да кажа за шофьорите в автомобилния завод, не знам. Рядко общувахме с Колчин, неговия директор, освен когато пристигнаха чуждестранни делегации. Имаше много такива делегации и всички поискаха да покажат конвертора. Някак си избегнахме това, като казахме, че там всичко е запечатано и не може да се разглоби. Като цяло не искаха да го показват. Дори дойде някакъв генерал от Пентагона. Двамата с него излязохме на улицата с електрическа кола и той каза: „Нека да я карам сам!“ Бях объркан, но все пак го дадох. Той мина, излезе и каза: "Прекрасно!" Самата аз бях изненадана колко послушно и гладко вървеше.
Но имаше основно ограничение - батерията. Искахме да го заредим с ударен ток! Така че токът преминава моментално и зарежда батерията. За да не чака шофьорът. След това, мисля през 1980 г., бяхме преместени във ВНИИИТ (Институт за източници на ток) и настанени в отдела, който се занимаваше с молекулярни устройства за съхранение. За неговите служители електрическата кола е ненужно забавление; те са работили за космоса. Но нямахме нужда от специална помощ от тях, всичко вече работеше добре за нас. Те поискаха само едно нещо: направи нормална батерия. Дори и да има малък капацитет, трябва да се зареди моментално. Обърнахме се към ръководството на института с това: след като ни наеха (и наистина го искаха), тогава ни помогнете с разработването на батерии. Но никой не направи нищо ценно.
С обикновените батерии, които ни даде Смолкова, изминахме около 70-80 км. Един ден Лидоренко, директорът на нашия нов институт, нареди да ни дадат за тестване сребърно-цинкова батерия с капацитет 180 амперчаса, разработена от самия ВНИИИТА. Беше ужасно скъпо, така че беше по-скоро задоволяване на интерес, отколкото сериозен експеримент.
Сложихме го на електрическа кола, карахме го цял ден - не можахме да го разредим. Изминахме около 350 км, след което се отказахме и прибрахме колата в гаража. Това беше единствената батерия, която би позволила на електрическия автомобил да работи нормално. И беше по-лек от олово.
– Може ли сребърно-цинкова батерия да се зарежда с високи токове?
- Не мога да кажа. Зареждахме със същите зарядни устройства като обикновените батерии.
– Поне беше невъзможно да се споразумеят за производство в малък мащаб на такава батерия?
– Доскоро планирахме не дребно, а мащабно производство! Целият автопарк, който се експлоатира в 34-ти автомобилен завод, е страхотно преживяване, там е разработена цялата схема за организация на транспорта. Обучихме шофьори и механици и изградихме зарядни станции на местата за разтоварване. Така че целта беше да продължим тази работа, да преобразуваме всички московски превозни средства за доставка на електрическа тяга. Точно към това се стремеше Гоберман, за да ни помогне.
– Мислите ли, че има смисъл да се върнем към сребърно-цинковите батерии сега?
- Не, разбира се, сега ще има премиална цена за такова количество сребро. Никой няма да си купи такава електрическа кола.
Знаете ли, имах интересен опит с използването на нашите конвертори и двигатели за други цели, а не за транспорт. Тъй като бяхме в отдела за молекулярно съхранение, трябваше да ги използваме по някакъв начин. И така в Геленджик, където ВНИИИТ имаше лабораторна база, организирахме тестов стенд. Пробихме кладенец, пуснахме помпа с асинхронен двигател и захранвахме всичко това от слънчеви панели и устройства за молекулярно съхранение. През нощта помпата се захранва от натрупана енергия, а през деня от Слънцето. Двигателят работеше във водата и нищо лошо не му беше направено. Така че надеждността на асинхронната система също беше тествана при екстремни условия.
Ходихме на всякакви международни симпозиуми и когато започнах доклада си, настъпи пълна тишина. Всички слушаха внимателно, записваха нещо и след това задаваха въпроси. По това време колекторните двигатели бяха на мода, асинхронните двигатели бяха новост. И сега почти всички производители на автомобили работят в тази посока.
– При двойното преобразуване на тока, което е необходимо за захранване на асинхронна машина от DC батерии, все пак губи ли се енергия?
– Губи се, да, и то в инвертора, за превключване, за затваряне, за отваряне на тиристори. Но това е малка енергия. Ако вземем високочестотни тиристори, това е по-малко от процент, контролирах импулс от няколко микросекунди. Само в превключващата верига има загуби. Разбира се, те са в кондензатора, в дроселите. И в самия тиристор. Но второстепенни. В тролейбус има преобразувател, какво от това, няма загуби? Всичко това са глупости, на съвременна елементна база такива загуби дори не могат да бъдат взети под внимание. Същото важи и за трансформацията.
– Какво, освен липсата на подходящи батерии, попречи на внедряването на вашите разработки?
– Всичко се градеше на връзки. В ЦК, в Политбюро. Имахме Гоберман, но дори той не успя да пробие тази стена от безразличие.
Веднъж виден функционер директно ме попита дали познавам Гейдар Алиев, той беше първият заместник-председател на Съвета на министрите на СССР, той ръководеше нашите въпроси. „Не, разбира се“, казвам. „Тогава можете да забравите за въвеждането му в масово производство.“
Бях привлечен в партията, дори ме принудиха да уча две години във философския отдел на Института по марксизъм-ленинизъм. Но никога не съм влизал в КПСС. В края на осемдесетте години въведохме нова схема на заетост - годишни договори. Годината беше към края си и договорът можеше да бъде удължен. Но може и да не са го удължили. Така се бореха за дисциплината. И така, началникът на катедрата ме вика и тържествено казва: Генадий Алексеевич, вие сте приети във ВНИИИТ за неопределено време! Казах „благодаря“ и се оттеглих.
– Смятате ли, че вашата разработка сега е загубила своята актуалност?
– Никога няма да загуби актуалност, това е бъдещето на целия електрически транспорт. Когато се пенсионирах, един от моите служители дойде при мен и каза: „Имахме научно-техническа среща в отдела и решихме: цялата бъдеща работа ще се извършва според вашите схеми.“ Дойде някаква си Борисова и ми донесе извлечение от протокола на заседанието. Тогава на шефа ни хрумна идеята да направи превозни средства за отдих с молекулярни устройства за съхранение и слънчеви панели, уж дори потенциални клиенти идваха при него от Емирствата. Направиха такава кола, но сделката не се осъществи. А самата кола се оказа така-така...
История на електрическите превозни средства ВНИИЕМ – ВНИИИТ – НПО „Квант”
Първите електрически автомобилина асинхронен тягов двигател са направени от VNIIEM в сътрудничество с Калининградския всеруски изследователски институт по електрически транспорт през 1967-1970 г. Това бяха две проби, наречени EMO-1 и EMO-2. Успоредно с това бяха построени два прототипа на базата на УАЗ-451 и УАЗ-452.
През 1970-72 г., в сътрудничество с NIIAT, са построени две проби от микробуси за доставка с пластмасова каросерия, според някои данни техният дизайн принадлежи на Юрий Долматовски.
Електрически автомобили, създадени в сътрудничество с NIIAT.
Ето фрагмент от случайно запазен любителски филм, показващ машината ВНИИЕМНИИАТ и нейните създатели:
Бележка от неизвестен вестник от средата на 70-те години
През 1974-78 г. в ремонтно-производствената база на Главмосавтотранс са сглобени 10 автомобила U-131, преработени от УАЗ-451ДМ. Там вече са използвали специални батерии NIISTA 6EM-60 със специфичен енергиен капацитет 25 Wh/kg и позволяващи ускорено зареждане (поне 60% от капацитета в рамките на три часа). Три такива превозни средства участваха в демонстрацията през ноември 1975 г., ходейки по Червения площад.
Екранни снимки от случайно оцелели любителски филмови кадри на демонстрация от 1975 г
Те бяха първите, които преминаха тестов цикъл на полигона Дмитровски. Максимална скоросте била 70 км/ч, пробег при 40 км/ч – 70 км, при движение по европейския градски цикъл – 50 км. През 1977 г. се провеждат приемни тестове на U-131 и се препоръчва по-нататъшното им производство (с редица модификации).
U-131 бяха първите превозни средства, които влязоха в опитна експлоатация в 34-ия автомобилен завод в Москва. Там беше създадена специална зона за зареждане и поддръжка, а в зоните за разтоварване бяха инсталирани няколко допълнителни зарядни устройства. Средният пробег на U-131 не надвишава 40 км на ден, така че имаше достатъчно заряд, но шофьорите на автомобилния завод все още не харесваха електрическите автомобили: имаше няколко случая на спиране точно на пътя поради липса на енергия. Да, и те се чупеха често.
През 1978 г. VNIIEM, заедно с RAF, конвертира 2 копия на рижския микробус RAF-22038, те също посетиха тестовата площадка. Но преди това силите на Glavmosavtorans и VNIIEM направиха ElektroRAFik под кодовото име "Буржоа".Той получи този прякор за луксозната интериорна облицовка, произведена в ZIL, в района, където се сглобяваха правителствените лимузини.
РАФ-22038 Главмосавтотранс
Страница от доклада за изпитването на електрически RAF на полигона Дмитровски
През 1977 г. UAZ се присъединява към темата, пускайки първата си партида електрически превозни средства, UAZ-451MI, която е свободна фантазия по темата U-131. Те също пристигнаха в 34-ия автомобилен завод на 9 октомври 1978 г. RAF също не остана настрана, през 1978-79 г. сглоби няколко машини 22038 и 22037 на постоянен и променлив ток. И, разбира се, VAZ, който започна да сглобява електрически ванове VAZ-2801 на базата на VAZ-2102. Но всички тези произведения не са пряко свързани с VNIIEM, ние ги споменаваме само в контекста на общата история.
През 1980 г., вече под крилото на VNIIIT, другарите на Зверев (Борис Павлушков, Николай Родионов и др.) Започнаха да правят силно модернизирана версия на U-131, наречена UAZ-3801. В работата участваха заводът Сатурн, УАЗ и самият ВНИИИТ, представен от НПО Квант (в неговата структура бяха разположени разработчиците на електрически превозни средства). Произведени са повече от 50 единици UAZ-3801 (по-точно 58), повечето от които са работили в същия 34-ти автомобилен завод. Последният такъв автомобил е сглобен през 1988 г. Една от УАЗ-ките е запазена в Квант и до днес, може да се види на снимка от депо Москва-Киев, на територията на която се намира един от офисите на Квант.
Последната електрическа кола, произведена от Квант по време на СССР, беше микроавтомобил с слънчева батерия, за които споменава Генадий Зверев. Предназначен е за курортни зони, за спокойни разходки с ниска скорост. Честно казано, едно от изчисленията беше за закритите черноморски санаториуми, в които почиваха тогавашните партийни шефове и членове на ЦК. По това време „Квант“ вече имаше известен опит в подобно „сътрудничество“: един от електрическите RAF в края на 70-те години обслужваше точно такива летовници с висок статус във Форос. Там е работил и опитен електротрактор.
Микроавтомобилът се оказа много концептуален, но така и не беше реализиран. Един екземпляр най-малкото караше, вторият остана макет. Все още е в складовете на Квант. Между другото, дизайнът на микроавтомобила е направен в ZIL, но все още не е възможно да разберете името на този гений.
Мини кола със слънчеви клетки на покрива
По-нататъшната история на електрическите превозни средства Kvant е богата на различни видове експерименти, но тяхното описание вече надхвърля измерената хронологична рамка. Нека просто кажем, че досега Kvant се придържа към верига за променлив ток с високо напрежение.
А ето и заснемането на онази демонстрация през ноември 1975 г. Операторът очевидно държеше камера за първи път; но какво има... Първо има черно-бял фрагмент, после цветен.
Като( 3 ) Не харесвам( 0 )
Електрическият двигател е устройство, което преобразува електрическата енергия в механична енергия. Работи на принципа на електромагнитната индукция.Напоследък все повече се популяризира на автомобилния пазар като перспективна посока за развитие на автомобилната индустрия. Следователно има смисъл да разгледаме по-отблизо дизайна на електрическо превозно средство и неговия двигател, което може да е бъдещето на индустрията.
Принцип на действие и устройство
Електрическият двигател включва статор и ротор. Въртящото се магнитно поле в статора действа върху намотката на ротора и индуцира в него индукционен ток, създавайки въртящ момент, който привежда ротора в движение. Електрическата енергия, подадена към намотките на двигателя, се преобразува в механична ротационна енергия.
Благодарение на развитието на технологиите електрическите двигатели намериха приложение в различни индустрии, като например автомобилната. Освен това те могат да се използват както отделно, така и в комбинация с двигател с вътрешно горене. Последният вариант са хибридните коли.
Автомобилният агрегат се различава от електрическите двигатели, използвани в производството, с малките си размери, но с повишена мощност. В допълнение, съвременните разработки все повече отдалечават автомобилните двигатели от други подобни устройства. Характеристиките на електрическите превозни средства включват не само мощност и въртящ момент, но и скорост, ток и напрежение. Тъй като движението и поддръжката на автомобила зависи от тези данни.
Видове
За да разберем по-добре разнообразието, което ни предлага автомобилният пазар, струва си да го разгледаме съществуващи видовеелектродвигатели за електрически превозни средства.
Те могат грубо да се класифицират според вида на тока:
- AC устройства;
- DC проекти;
- универсални решения (способни да работят на постоянен и променлив ток).
Тягов преобразувател TP80-200
Параметри на преобразувателя на тяга:
Тип................................................. ......Трифазен двустепенен инвертор на напрежение на базата на IGBT транзистори
Оценена сила................................................ ......................................................... .............. ...30 kW
Максимална мощност*..................................................... .... .............................................. .......... ..80 kW
Номинално захранващо напрежение (от акумулатора) ................................. .........................................192 V
Максимален ток................................................ ......................................................... ..............................365 А
Климатични показатели ................................................ .... ............................................“U “, категория 2
Работна температура................................................ ......................................................... .............. .от минус 40 до плюс 40 °C
Номинална изходна честота волтаж................................................. ....... 50 Hz
Максимална изходна честота волтаж................................................. ....... 166 Hz
Тегло................................................. ................................................. ...... ...................................15 кг
Размери................................................. ......................................................... ............. ..............................413x262x207
Екзекуция................................................. ......................................................... ............. ........................ IP54
Метод на охлаждане................................................. ... ................................................ ......... .......... Течност
Поток на охлаждащата течност................................................ ................... .............................. ............ не повече от 11 л/мин
Падане на налягането на охлаждащата течност..................................................... ..... ........................0,2 бара
Методи за контрол на кръвното налягане................................................. ...... ............................................ ............ ........Векторно управление
Тягов двигател AFMT 30/80.
Параметри на тягов двигател:
Тип на двигателя................................................. ........................ Асинхронен с короткозатворен ротор
Оценена сила................................................ ......... 30 kW
Максимална мощност *................................................. ......... 80
Входен волтаж................................................ ............3 фаза 140 V
Номинален въртящ момент ................................................ ... 288 Нм
Максимален въртящ момент................................................. ... .............600 Нм
Измерена скорост................................................ ... .............1000 RPM
Максимална скорост................................................ ... 5000 RPM
Охладителна система................................................ .............Течност
Поток на охлаждащата течност................................................ ................... .не повече от 15 л/мин
Падане на налягането на охлаждащата течност...................0,2 bar
Тегло................................................. ............................................214 кг
Бордово зарядно + допълнителен инвертор PZ 16/200.
Зарядно устройство PZ 16/200 (наричано по-нататък „продуктът“) осигурява зареждане на тяговата батерия от мрежа 220/380 V, формиране на мрежа 220/380 V към консуматори на захранване през гнездото PZ 16/200 Underbody и също така осигурява мощност на спомагателното задвижване на помпите на кормилното управление и вакуумните спирачки при движение на превозното средство.
Параметри на вграденото зарядно устройство:
Тип зарядно устройство................................................ ........ .....на IGBT транзистори без галванична изолация от мрежата
Номинално захранващо напрежение ............................................. .................. ........................~3 фази, 380 V/ ~1 фаза, 220 V
Номинална мощност на зарядното от мрежата ~3ph, 380V........................12 kW
Номинална мощност на зарядното устройство от мрежата ~1ph, 220V........................3,5 kW
Изходно напрежение на батерията................................................ .................. ..................=160-240 V
Изходен ток на зареждане на акумулаторната батерия ............................................. ...... ...................................40 А
Изходно напрежение за DC/DC захранване .................................. ......... 400-600 V
DC/DC изходен ток на мощност..................................... .........................................................3 А
Метод на охлаждане................................................. ... ................................................ ......... ...Течност
Поток на охлаждащата течност................................................ ................... .............................. ....не повече от 3л/мин
Падане на налягането на охлаждащата течност..................................................... ..... ................0,2 бара
По време на движение зарядното устройство осигурява захранване на спомагателния електродвигател със следните параметри:
Оценена сила................................................ ......................................................... .2,4 kW
Номинално захранващо напрежение ............................................. .................................................................=160-240 V
Изходно напрежение ................................................ ............................................~ 3 фази, 220/380 V
По време на паркиране зарядното устройство осигурява захранване от акумулатора на консуматори със следните параметри
(без зареждане на батерията):
Номинално изходно напрежение ............................................. .................. ........................~3фаз, 380V/~1ph, 220V
Номинална изходна мощност ~3ph, 380V.................................. ......... 10 kW
Номинална изходна мощност ~1ph, 220V.................................................. .... ............3 kW
Капацитет на претоварване ................................................ ... ............................................120% в рамките на една минута
Неутрален режим на работа ............................................. .......... ............................................ ....IT (изолиран)
DC/DC конвертор PPN 1.0/200/12
DC/DC PPN 1.0/200/12 осигурява захранване на 12 V консуматори и също така зарежда акумулатора на автомобила.
Продуктът се захранва от захранваща разпределителна мрежа с постоянно напрежение 600 V, както и постоянно напрежение 12 V от оловно-киселинна батерия за захранване на вътрешни вериги.
Параметри на DC/DC преобразувателя:
Тип зарядно устройство......................с галванична изолация от тяговата батерия и зарядното устройство
Входен волтаж................................................ ............=500-600 V
Изходно напрежение ................................................ .............14 V
Мощност.................................................. ...................................1 kW
Метод на охлаждане................................................. ... ...................Течност
Степен на защита..................................................... .... ........................ IP54
Температурен диапазон на работа.............................от минус 40 до +50 ˚С
Относителна влажност на въздуха...................................95%
Размери................................................ . .................500×217×135 мм
Тегло................................................. ............................................8 кг
Електрическите автомобили се захранват с електричество, което първоначално им се доставя от обикновената домашна електрическа мрежа и се съхранява в акумулаторните батерии на автомобила.
Такава кола не се нуждае от скоростна кутия, използвана в двигателите с вътрешно горене. Тъй като валът на електромотора тук е свързан директно към колелото. Електричеството захранва двигателя, а моторът върти колелото, което движи колата. Вече са направени експериментални електрически превозни средства с еднократна доставка на енергия на борда, достатъчна за пробег от 130 мили. Тези автомобили замърсяват околната среда много по-малко и са много по-тихи от колите, които „ядат“ бензин. Може би основният недостатък на електрическата кола е, че пълното зареждане на батериите отнема шест часа.
Автоматична кола
Ако погледнете таблото на електрическа кола (снимката по-горе), можете да видите колко просто е направен лостът за управление на скоростите - поради причината, че колата няма скоростна кутия. Всички измервателни уреди на таблото трябва да показват оборотите на двигателя, скоростта на превозното средство и нивото на зареждане на електрическата батерия.
Как електрическата енергия върти колелата?
Принципна схема на електрически автомобил
Електрическият автомобил се движи под въздействието на електрическа енергия, която първоначално съхранява в батериите си (снимката по-долу). Когато колата се движи, електрическата енергия идва към електромагнитния конектор. Оттам, под контрола на водача и сигнали от сензори, енергията се подава към електрически двигатели, които въртят колелата и карат автомобила да се движи.
Презареждане на изтощени акумулатори на електрически автомобили
Схема за зареждане на батерии за електрически превозни средства
Електрическото зарядно устройство за автомобил е необходимо, за да се гарантира, че бордовите батерии натрупват нова електрическа енергия, за да заменят енергията, използвана за движение на автомобила. Устройството получава енергия за зареждане чрез обикновен електрически контакт, като тези в жилищни сгради.
Енергията се предава директно към колелата
Мощен постоянен магнит, разположен вътре в електрическия мотор, позволява на колелото да се върти без задвижващия вал и зъбни колела, използвани в конвенционалните автомобили. Следователно електрическият автомобил няма диференциал, трансмисионни устройства с предавки и скоростна кутия. Енергията там отива от електрическия мотор директно към колелата.
В модела електрически автомобил Destiny 2000 ) съчетава използването на слънчеви панели и батерии с тяло от фибростъкло.
