Казанские ученые разработали модель электродвигателя — Будущее на vc.ru

{«id»:13941,»url»:»\/distributions\/13941\/click?bit=1&hash=386781346f93c3fb4b092c5a986cb9524a99c9c2c2115385140418f4de077833″,»title»:»\u041d\u0438\u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 \u043d\u0435 \u0437\u0430\u0434\u0443\u043c\u044b\u0432\u0430\u043b\u0438\u0441\u044c \u043e \u0431\u0438\u0437\u043d\u0435\u0441\u0435 \u0432 \u0418\u043d\u0434\u0438\u0438? \u0412\u0440\u0435\u043c\u044f \u043f\u0440\u0438\u0448\u043b\u043e»,»buttonText»:»\u0417\u0430\u0434\u0443\u043c\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f»,»imageUuid»:»727af4bf-71d9-5f78-96de-dd684cfc5263″,»isPaidAndBannersEnabled»:false}

167
просмотров

В Казанском государственном энергетическом университете (КГЭУ) разработали базовую модель автомобильного электродвигателя для оборудования российских электрокаров.

Проект по созданию новых высокоэффективных автомобильных тяговых электродвигателей средней и большой мощности реализуется на базе кафедры «Приборостроение и мехатроника» в рамках реализации федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» и является частью стратегии вуза по импортозамещению технологий. Опытный образец электродвигателя будет представлен уже в следующем году. Он станет одним из первых российских электродвигателей, разработанных в стране и запущенных в промышленное производство.

Опыт создания и внедрения в производство инновационного электрооборудования у КГЭУ уже есть: в прошлом году в вузе был успешно реализован проект по разработке серии интеллектуальных энергоэффективных электроприводов нефтяных станков-качалок на базе вентильных двигателей с адаптивной системой управления для «умных» месторождений. В этом году Казанский энергоуниверситет разработал отечественный электродвигатель. Инновационная разработка будет выпущена в промышленный оборот: модель электродвигателя ждет серийное производство на одном из отечественных предприятий. Выход на опытный образец запланирован на 2023 год.

По словам руководителя проекта, профессора кафедры «Приборостроение и мехатроника» КГЭУ Владимира Корнилова, университет располагает необходимым опытом, компетенциями и инфраструктурой для разработки рабочей конструкторской документации по созданию опытного образца и его испытания.

Сейчас разрабатывается отечественный электродвигатель небольшой мощности для узкопрофильных электромобилей – гольф-каров, техники ЖКХ и т. д. В КГЭУ готовы предложить заказчикам и разработку отечественных электродвигателей средней и большой мощности – для грузового электротранспорта, электробусов и тягачей. Кроме того, ведутся переговоры с представителями одной из московских промышленных компаний о создании отечественного тягового двигателя для легкового электротранспорта. Таких двигателей в России пока никто не разработал и не производит

Владимир Корнилов, профессора кафедры «Приборостроение и мехатроника» КГЭУ

Мы понимаем, какие серьезные вызовы стоят перед нашей страной в условиях жесточайших санкций. Но российская наука всегда имела достаточный потенциал для разработки и внедрения в производство отечественных инновационных решений. Программа по импортозамещению ставит перед нами задачу сделать российский электродвигатель не хуже зарубежного. Уверен, что предложенная модель электродвигателя станет нашим вкладом в развитие импортозамещения в стране. Проект предполагает создание макетного образца, затем опытного и, наконец, малой серии. А улучшение характеристик всегда возможно даже на этапе серийного производства.

Игорь Ившин, проректор КГЭУ научной работе и коммерциализации

Подпишитесь на наш канал, чтобы не упускать новости науки. Важная информация есть в нашем Telegram.

Электромотор самой недорогой модели автомобиля Tesla мощнее, чем двигатель BMW M3 / Хабр

marks

Время на прочтение
2 мин

Количество просмотров

43K

Энергия и элементы питания Транспорт

В Tesla Model 3 будут использоваться аккумуляторы последней модификации с «Гигафабрики Tesla»

Компания Tesla собирается устанавливать в своих новых электромобилях Tesla Model 3 аккумуляторы, которые производятся сейчас на «Гигафабрике» из Невады. Новые силовые агрегаты, как обещает компания, будут более мощными и эффективными. Преобразователь был разработан с нуля, предыдущие модели, которые работали в той же Tesla Model S, не используются. Новое здесь все, включая полупроводниковые элементы системы. Инженерам компании удалось снизить количество уникальных элементов инвертора примерно на 25%, что позволяет удешевить конструкцию.

Кроме того, Model 3 получила 435-сильный электромотор. Об этом сообщил технический директор Tesla. Это даже больше, чем у BMW M3, где установлен трехлитровый шестицилиндровый твин-турбо двигатель (максимум — 431 л.с.). Благодаря мощному мотору самая медленная модификация модели сможет разгоняться до 96 километров в час всего за 6 секунд. У старшей модели с продвинутым режимом Ludicrous Mode на разгон до этой скорости уйдет всего 4 секунды.

Электронные компоненты инвертора (полевые транзисторы с изолированным затвором)

Инженеры компании уже несколько месяцев работают над созданием нового инвертора Model 3 мощностью 320 КВт. В конструкции инвертора используются биполярные транзисторы TO-247 с изолированным затвором. Эти электронные компоненты использовались в конструкции инвертора для Tesla Model X и Tesla Model S. Производство инверторов уже стартовало, запущены производственные линии и для других компонентов, поскольку компания собирается поставить около 500000 электромобилей к 2018 году.

Без подзарядки новая модель сможет проезжать от 340 до 400 километров, что очень неплохо. Изначально на рынок будет поставляться версия с запасом хода в 340 километров, после чего появится модель с аккумулятором емкостью в 80 КВт·ч. С этим аккумулятором электромобиль сможет пройти и 480 километров. Кроме того, новинка получает автопилот. И хотя он и не превратит электромобиль в робомобиль, помощь автомобилисту будет оказываться довольно серьезная.

Сейчас компания уже проводит тестирование своего нового электромобиля. К примеру, недавно именно такую модель сфотографировали в одном из сервисных центров компании. По внешнему виду она ничем не отличается от демонстрационного образца.

Отгружать Model 3 покупателям начнут не ранее конца 2017 года. Предзаказов на электромобиль поступило в несколько раз больше планируемого — на данный момент более 375 тысяч. Неясно, способна ли Tesla Motors справиться с такой нагрузкой без срыва сроков. Вполне возможно, что будут срывы сроков. По Model X проблемы были еще в первом квартале — вместо 4500 электромобилей компания смогла поставить 2400. Тем не менее Илон Маск обещает постепенно нарастить производственные мощности, чтобы заказчики любых моделей электромобиля получали свои транспортные средства точно в срок.

Теги:

  • tesla model 3
  • электромобили
  • илон маск
  • 2017

Хабы:

  • Энергия и элементы питания
  • Транспорт

Всего голосов 17: ↑15 и ↓2 +13

Комментарии
64

Максим Агаджанов
@marks

Редактор

Telegram

Как сделать простой электродвигатель | Научный проект

Научный проект

Энергия бывает разных форм. Электрическая энергия может быть преобразована в полезную работу, или механическую энергию с помощью машин, называемых электродвигателями. Электродвигатели работают за счет электромагнитных взаимодействий : взаимодействия тока (потока электронов) и магнитного поля .

Узнайте, как сделать простой электродвигатель.

Скачать проект

  • Батарея D
  • Провод изолированный 22G
  • 2 длинные металлические швейные иглы с большими ушами (уши должны быть достаточно большими, чтобы продеть проволоку)
  • Пластилин для лепки
  • Изолента
  • Хобби-нож
  • Малый круглый магнит
  • Тонкий маркер
  1. Начиная с центра проволоки, плотно и аккуратно обмотайте ее вокруг маркера 30 раз.
  2. Сдвиньте спираль, которую вы сделали, с маркера.
  3. Оберните каждый свободный конец провода вокруг катушки несколько раз, чтобы скрепить ее, затем направьте провода от петли, как показано на рисунке:

Что это? Какова его цель?

  1. Попросите взрослого с помощью канцелярского ножа снять верхнюю половину изоляции провода на каждом свободном конце катушки. Открытый провод должен быть обращен в одном направлении с обеих сторон. Как вы думаете, почему половина провода должна оставаться изолированной?
  1. Проденьте каждый свободный конец катушки проволоки через большое игольное ушко. Старайтесь, чтобы катушка была как можно более прямой, не сгибая концы проволоки.
  1. Положите батарею D боком на ровную поверхность.
  2. Наклейте пластилин для лепки с обеих сторон батареи, чтобы она не скатилась.
  3. Возьмите 2 маленьких шарика пластилина и накройте ими острые концы иглы.
  4. Поместите иглы вертикально рядом с клеммами каждой батареи так, чтобы сторона каждой иглы касалась одной клеммы батареи.
  1. Используйте изоленту, чтобы прикрепить иглы к концам батареи. Ваша катушка должна висеть над батареей.
  2. Прикрепите небольшой магнит к боковой стороне батареи так, чтобы он располагался по центру под катушкой.
  1. Покрутите катушку. Что происходит? Что происходит, когда вы вращаете катушку в другом направлении? Что произойдет с большим магнитом? Аккумулятор побольше? Более толстый провод?

Двигатель будет продолжать вращаться при нажатии в правильном направлении. Двигатель не будет вращаться, когда первоначальный толчок будет в противоположном направлении.

Металл, иглы и проволока создали замкнутый контур цепи , которая может проводить ток. Ток течет от отрицательной клеммы батареи через цепь к положительной клемме батареи. Ток в замкнутом контуре также создает собственное магнитное поле , которое можно определить по «Правилу правой руки». Делая знак «большой палец вверх» правой рукой, большой палец указывает в направлении тока, а изгиб пальцев показывает, в какую сторону ориентировано магнитное поле.

В нашем случае ток проходит через созданную вами катушку, которая называется якорем двигателя. Этот ток индуцирует магнитное поле в катушке, что помогает объяснить, почему катушка вращается.

Магниты имеют два полюса, северный и южный. Взаимодействие север-юг скрепляет друг друга, а взаимодействия север-север и юг-юг отталкивают друг друга. Поскольку магнитное поле, создаваемое током в проводе, не перпендикулярно магниту, прикрепленному лентой к батарее, по крайней мере, некоторая часть магнитного поля провода будет отталкиваться и заставлять катушку продолжать вращаться.

Так почему же нам нужно было снимать изоляцию только с одной стороны каждого провода? Нам нужен способ периодически разрывать цепь, чтобы она пульсировала и выключалась в такт вращению катушки. В противном случае магнитное поле медной катушки выровняется с магнитным полем магнита и перестанет двигаться, потому что оба поля будут притягиваться друг к другу. То, как мы настроили наш двигатель, делает так, что всякий раз, когда ток проходит через катушку (придавая ей магнитное поле), катушка находится в хорошем положении, чтобы отталкиваться магнитным полем неподвижного магнита. Всякий раз, когда катушка не отталкивается активно (в течение тех долей секунды, когда цепь выключена), импульс переносит ее вокруг, пока она не окажется в правильном положении, чтобы замкнуть цепь, создать новое магнитное поле и оттолкнуться от стационарного опять магнит.

После перемещения катушка может продолжать вращаться, пока батарея не разрядится. Причина того, что магнит вращается только в одном направлении, заключается в том, что вращение в неправильном направлении заставит магнитные поля не отталкивать друг друга, а притягивать.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления
только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений
относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за
любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких
информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и
отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш
доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается
Политика конфиденциальности Education. com и Условия использования сайта, включая ограничения
об ответственности Education.com.

Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех
отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта
следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями.
или другой надзор. Чтение и соблюдение мер предосторожности всех
материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. Для
дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.

Моделирование электродвигателя | Robot Academy

Стенограмма

С помощью этой электрической схемы можно смоделировать роторный электродвигатель. Важными компонентами модели являются резистор, а это сопротивление катушки якоря.

Это электромагнит в роторе. Другой компонент является источником напряжения. Двигатель можно использовать в качестве генератора в обратном направлении, но даже когда он действует как двигатель, генератор создает напряжение, противодействующее приложенному напряжению, и это называется обратной ЭДС. И это напряжение пропорционально скорости вращения двигателя.

Ток, протекающий через двигатель, определяется как разница между приложенным напряжением и напряжением противо-ЭДС VB, деленная на сопротивление якоря RA.

Крутящий момент, создаваемый двигателем, пропорционален току, протекающему через двигатель, а константа пропорциональности равна KM. Эти два KM имеют точно такое же значение, хотя они обычно записываются в разных единицах измерения. У этого здесь есть единицы измерения вольт-секунд на радианы. В этом примере используются ньютон-метры на ампер, но, приложив немного усилий, вы можете показать, что эти две единицы на самом деле эквивалентны.

Существует два способа управления электродвигателем. Мы можем контролировать напряжение или мы можем контролировать ток.

Прежде всего рассмотрим корпус регулятора напряжения. Итак, мы собираемся отрегулировать напряжение, подаваемое на двигатель, и мы можем сделать это с помощью усилителя мощности или чего-то вроде импульса с модулятором. И мы рассмотрим это в ближайшее время. Я записал все соответствующие уравнения, и если я переформулирую это уравнение, мы можем получить выражение для скорости вращения омега в терминах приложенного напряжения, тока и так далее.

Представьте, что двигатель запускается в состоянии покоя, и я подаю напряжение, течет ток, и двигатель начинает увеличивать скорость. При этом обратная ЭДС будет увеличиваться, и, в конце концов, обратная ЭДС сравняется с приложенным напряжением, и тогда в двигатель не будет поступать ток. Затем двигатель перестанет ускоряться, и когда это произойдет, у нас будет простое выражение для омеги: приложенное напряжение, деленное на постоянную двигателя.

Теперь на практике двигатель имеет трение, и на практике это делает скорость двигателя меньше значения, показанного здесь. Важным выводом является то, что скорость двигателя пропорциональна приложенному напряжению. Сегодня самый распространенный способ привода электродвигателя — это так называемая Н-мостовая схема.
Он состоит из четырех переключателей, и обычно это какой-то полевой транзистор. Они очень маленькие, и они очень эффективны, когда они закрыты, они имеют очень-очень маленькое сопротивление.

Как показано здесь, через двигатель не может течь ток, но если я замкну два переключателя, то мы увидим, что ток будет течь через двигатель в одном конкретном направлении, и двигатель будет вращаться в прямом направлении. Если я размыкаю эти два переключателя и замыкаю два других, ток течет через двигатель в другом направлении, и двигатель вращается в обратном направлении.

Одним из преимуществ этих электронных выключателей является то, что мы можем очень быстро включать и выключать их. Напряжение, подаваемое на двигатель, может быть максимальным значением в течение периода времени, который мы называем временем включения, и может равняться нулю в течение того, что мы называем временем выключения. А электроника, управляющая мостовой схемой H, способна контролировать рабочий цикл. Это отношение времени включения к периоду, и оно может варьироваться от напряжения, которое всегда отключено, до напряжения, которое всегда включено.

Двигатель реагирует на среднее напряжение. Итак, вот пример, когда рабочий цикл относительно низок, то есть напряжение отключено дольше, чем включено. И двигатель видит эффективное среднее напряжение, показанное красной линией, когда я увеличиваю рабочий цикл, среднее напряжение растет, и я могу еще больше увеличить рабочий цикл.

Таким образом, регулируя рабочий цикл, что довольно легко может сделать микроконтроллер, мы можем контролировать среднее напряжение практически непрерывно. Это переключение происходит очень-очень быстро, обычно с частотой не менее 1 кГц.

Альтернативным способом управления электродвигателем является регулирование тока, протекающего через двигатель. Существует множество способов создания источника управляющего тока.

Распространенным способом является использование источника управляющего напряжения и применение контура обратной связи по току.