Проблема замены энергии углеводородов в силовых агрегатах транспортных средств и не только является одной из основных в современном мире. Целью работы является проектирование тягового асинхронного двигателя для мотор-колеса, который смог бы стать более технологичной заменой трансмиссии автомобиля. Стремительный рост потребления топливно-энергетических ресурсов приводит к возникновению проблемы приближающегося энергетического кризиса. Известно, что современный автомобиль имеет достаточно хорошие показатели топливной экономичности и экологичности. В то же время, при движении в режиме городского цикла, представляющего собой постоянное чередование фаз разгона, равномерного движения, замедления и стоянки с работающим на холостом ходу двигателе, эти показатели существенно ухудшаются. Причин этому несколько. Недостаточное использование потенциальной мощности двигателя при движении с ограниченной в условиях города скоростью, вследствие чего двигатель работает с повышенными удельными расходами.
Мотор-колесо — разновидность ведущего колеса, комплексный агрегат, в котором объединены непосредственно колесо, электрический двигатель, силовая передача и тормозная система [1]. Обязательной составляющей любого мотор-колеса является автоматическая система управления, которая обеспечивает согласованную работу всех четырёх приводов.
Следует отметить, что по способу управления автомобиль с мотор-колёсами не должен отличатся от автомобиля со стандартным двигателем внутреннего сгорания.
Преимущества такой технологии являются:
‒ Надежная конструкция.
‒ Высокая точность динамических характеристик привода.
‒ Максимально высокие показатели точности работы.
‒ Способность развивать довольно большую скорость.
‒ Большой крутящий момент.
‒ Быстрое ускорение.
‒ Низкий уровень шума и вибрации.
‒ Высокий КПД.
‒ Удобство и простота установки.
Недостатки:
‒ Незначительное магнитное сопротивление.
‒ Большой вес установки.
В авторской концепции предложена силовая установка для полноприводного автомобиля, позволяющая улучшить его динамические показатели и при этом значительно снизить вредные выбросы в окружающую среду. В состав мотор-колеса входят: встроенные в него тяговый электродвигатель, силовая передача и тормозная система. Таким образом, каждое колесо имеет индивидуальный привод. В зависимости от конструктивных особенностей мотор-колёса бывают безредукторные, редукторные и мотор-полуоси.
Для создания прототипа системы управления мотор-колесом выбран микроконтроллер ATmega16A и составлена программа опроса датчиков тока и напряжения. У выбранного по критерию невысокой цены микроконтроллера имеется достаточно выводов для подключения как датчиков, так и исполнительных устройств, а также имеется многофункциональная система программирования в среде AVR Studio.
В ходе научной работы спроектирована принципиальная схема электропривода, разработана архитектура системы управления.
Рис. 1. Модель в системе MATLAB.
Рис. 2. Графики тока статора и скорости вращения двигателя.
Литература:
1. В. И. Анурьев Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т1/Под ред. И. Н. Жестковой. — М.: Машиностроение, 2001.- 920 с.
