Automobilių elektrinių sistemų pažanga kelia susidomėjimą generatoriais, kurie parodai parodyti nedažnai. Kritinės būsimų generatorių savybės apima didesnę galios ir valdymo storį, aukštesnės temperatūros veikimą ir geresnį trumpalaikį atsaką. Galios elektronikos taikymas automobilių energijos gamybai yra nauja apkrovos derinimo technika, pateikianti paprastą perjungimo režimo lygintuvą, kad būtų pasiektas dramatiškas didžiausio ir vidutinio įprasto „Lundell“ generatoriaus galingumo padidėjimas, be to, didelis atnaujinimo neefektyvumas. Transporto priemonės galios elektroniniai komponentai kartu su bendrąja galios valdymo ir valdymo sistema pristato naujus iššūkius, susijusius su elektros sistemos projektavimu. Šie galios elektroniniai komponentai yra energijos kaupimo įtaisai, nuolatinės ir nuolatinės srovės keitikliai, keitikliai ir vairuoja. Automobiliai „Power Electronics“ rasta daugelyje programų kai kurie iš jų yra paminėti žemiau.
- Kuro purkštuko solenoido tvarkyklės
- IGBT uždegimo ritės tvarkyklės
- Elektrinės vairo stiprintuvo sistemos
- 42 V maitinimo tinklas
- Elektriniai / hibridiniai traukiniai
„Lundell“ kintamosios srovės generatorius:
„Lundell“ taip pat vadinamas „Cla-Pole“ kintamosios srovės generatoriumi - tai žaizdos lauko sinchroninė mašina, kurioje rotorių sudaro pora štampuotų polių, pritvirtintų aplink cilindrinę lauko apviją. „Lundell“ kintamosios srovės generatorius yra labiausiai paplitęs elektros energijos gamybos įrenginys, naudojamas automobiliuose. Tai dažniausiai naudojami komerciniai automobilių generatoriai. Be to, įmontuoto tilto lygintuvo ir įtampos reguliatoriaus, esančio šiame generatoriuje, valdymo galimybės. Tai žaizdos lauko trifazis sinchroninis generatorius, turintis vidinį trifazį diodų lygintuvą ir įtampos reguliatorių. Rotorius susideda iš poros štampuotų polių, pritvirtintų aplink cilindrinę lauko apviją. Tačiau „Lundell“ generatorių efektyvumas ir išėjimo galia yra riboti. Tai yra pagrindinis trūkumas dėl jo naudojimo šiuolaikinėse transporto priemonėse, kuriose reikia padidinti elektros energiją. Lauko apviją valdo įtampos reguliatorius per slydimo žiedus ir anglinius šepečius. Lauko srovė yra daug mažesnė nei generatoriaus išėjimo srovė. Mažos srovės ir santykinai lygūs slydimo žiedai užtikrina didesnį patikimumą ir ilgesnį tarnavimo laiką, nei pasiekia nuolatinės srovės generatorius, kurio komutatorius ir didesnė srovė praeina per jo šepečius. Statorius yra 3 fazių konfigūracija, o mašinos išėjime tradiciškai naudojamas pilno tilto diodų lygintuvas, skirtas ištaisyti 3 fazių įtampos generatorių iš generatoriaus mašinos.
Aukščiau pateiktas paveikslas yra paprastas „Lundell“ kintamosios srovės generatoriaus (perjungto režimo lygintuvo) modelis. Mašinos lauko srovę lemia reguliatoriaus lauko srovė, kuri veikia a impulso plotis moduliuojama įtampa lauko apvijoje. Vidutinę lauko srovę lemia lauko apvijos varža ir reguliatoriaus naudojama vidutinė įtampa. Lauko srovės pokyčiai įvyksta su L / R lauko apvijos laiko konstanta, kuri paprastai būna pagal užsakymą. Ši ilgalaikė konstanta dominuoja pereinamąjį generatoriaus veikimą. Armatūra suprojektuota su sinusinės 3 fazių atbulinės eigos įtampų, tokių kaip Vsa, Vsb, Vsc, ir nuotėkio induktyvumo Ls rinkiniu. Elektrinis dažnis ω yra proporcingas mechaniniam greičiui ωm ir mašinos polių skaičiui. Galinių emf įtampų dydis yra proporcingas dažniui ir lauko srovei.
V = raktas
„Lundell“ generatorius turi didelį statoriaus nuotėkio reaktyvumą. Norint įveikti reaktyvius lašus esant didelei generatoriaus srovei, reikalingi palyginti dideli mašinos atgalinio emf dydžiai. Staigus generatoriaus apkrovos sumažinimas sumažina reaktyviuosius lašus ir lemia, kad didelė galinės įtampos dalis atsiranda generatoriaus išėjime, kol nebus galima sumažinti lauko srovę. Atsiranda pereinamoji valia. Šį laikiną slopinimą galima lengvai pasiekti naudojant naują generatoriaus sistemą tinkamai valdant perjungimo režimo lygintuvą.
Diodinis tiltas ištaiso kintamosios srovės mašinos išėjimą į pastovios įtampos šaltinį Vo, nurodantį akumuliatorių ir susijusias apkrovas. Šis paprastas modelis užfiksuoja daugelį gyvybiškai svarbių „Lundell“ kintamosios srovės generatoriaus aspektų ir lieka sistemingai valdomas. Perjungto režimo galios elektronikos su pertvarkyta armatūra taikymas gali suteikti daug galios ir efektyvumo patobulinimų. Šiuos diodus galime pakeisti MOSFET, kad būtų geresnis našumas. Be to, MOSFET reikia vartų tvarkyklių, o vartų tvarkyklėms reikalingi maitinimo šaltiniai, įskaitant perjungtus maitinimo šaltinius. Taigi visiško aktyvaus tilto pakeitimo diodiniu tiltu kaina yra didelė.
Šioje sistemoje mes taip pat galime pridėti stiprinimo jungiklį, kuris gali būti MOSFET, po kurio valdomas jungiklis yra „Diodų tiltas“. Šis jungiklis impulsų pločio moduliacijoje įjungiamas ir išjungiamas aukštu dažniu. Vidutine prasme padidinimo jungiklių rinkinys veikia kaip nuolatinės srovės transformatorius, kurio posūkių santykis valdomas PWM darbo santykiu. Ta prielaida, kad srovė per lygintuvą yra gana pastovi per PWM ciklą, kontroliuojant darbo santykį d, gali pakeisti vidutinę įtampą tilto išėjime iki bet kokios vertės, mažesnės už generatoriaus sistemos išėjimo įtampą.
Naudojant PWM valdomą lygintuvą vietoj diodinio lygintuvo, galima gauti šiuos pagrindinius pranašumus, tokius kaip padidinimo operacija, siekiant padidinti išėjimo galią esant mažam greičiui, ir galios koeficiento korekcija mašinoje, kad maksimali išvesties galia.
Kai elektrinė apkrova didėja dėl to, kad iš generatoriaus imama daugiau srovės, išėjimo įtampa krinta, kurią savo ruožtu aptinka reguliatorius, kuris padidina darbo ciklą, kad padidėtų lauko srovė, taigi padidėja išėjimo įtampa. Panašiai, jei sumažėja elektrinė apkrova, darbo ciklas sumažėja taip, kad sumažėja išėjimo įtampa. PWM viso tilto lygintuvas (PFBR) gali būti naudojamas maksimaliai padidinti išėjimo galią naudojant sinusinį PWM valdymą. PFBR yra gana brangus ir sudėtingas sprendimas. Skaičiuojami keli aktyvūs jungikliai ir reikalingi rotoriaus padėties jutikliai arba sudėtingi beprasmiai algoritmai.
Tačiau, kaip ir sinchroninis lygintuvas, jis siūlo dvikryptį galios srauto valdymą. Jei dvikryptis galios srautas nereikalingas, mes galime naudoti kitus PWM lygintuvus, panašiai kaip trys vienfazės BSBR struktūros. Jame yra dvigubai mažiau aktyvių jungiklių ir visi jie yra nurodyti žemėje. Aktyvius jungiklius galima sumažinti iki vieno, naudojant „Boost Switched-ModeRectifier“ (BSMR). Pagal šią topologiją nebūtina naudoti rotoriaus padėties jutiklio, tačiau maitinimo kampo valdyti negalima.
