Российский парк электромобилей продолжает активно расширяться и уже превысил 138 тысяч автомобилей.
Однако на фоне стремительного развития сектора в стране до сих пор не были установлены нормативы, позволяющие корректно тестировать электродвигатели под нагрузкой. Ученые из Пермского Политеха предложили решение этой технологической задачи, разработав методику для определения так называемого «рабочего поля» электродвигателя — пределов его безопасной эксплуатации с точки зрения перегрева. Об этом информировала пресс-служба учебного заведения.
Основная сложность заключается в том, что электрический и ДВС-двигатели под нагрузкой проявляют себя совершенно по-разному. Когда бензиновый мотор испытывает трудности, он просто теряет обороты и останавливается. Электродвигатель же продолжает вращаться с прежней частотой, но ток в его обмотках резко увеличивается, что вызывает быстрый нагрев и риск повреждения изоляции. Кроме того, электрические силовые установки развивают максимальное усилие сразу «с места» и функционируют в более широком диапазоне скоростей. Для корректных испытаний необходим стенд, способный создавать нагрузку в два-три раза выше номинальной мощности двигателя — в России таких решений практически нет.
Специалисты ПНИПУ собрали собственную испытательную установку и реализовали методику, ориентированную на особенности электромобилей. В качестве исследуемого образца они выбрали серийный асинхронный двигатель мощностью 1,1 кВт — тип электромотора, который широко используется в промышленности и применяется ведущими мировыми производителями электрокаров. К валу двигателя был подключен генератор, работающий как электрический тормоз, создавая различные уровни сопротивления. Частота вращения контролировалась через частотный преобразователь, а система датчиков фиксировала температуру корпуса, усилие и скорость.
Ключевым аспектом методики стало использование частоты подаваемого тока в качестве основного параметра анализа. Именно частота, а не обороты вала, определяет режим работы электромобиля, поскольку в реальных условиях электронная система управления регулирует именно её. Такой подход позволяет напрямую связать модель испытаний с реальными дорожными условиями.
В ходе испытаний был выделен диапазон стабильной работы, в котором двигатель способен функционировать под нагрузкой не менее 30 минут без достижения опасных температур. В то же время были определены режимы, при которых перегрев может наступить всего за несколько минут. По словам заведующего кафедрой «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ Николая Лобова, эти данные позволяют однозначно определить, какие эксплуатационные сценарии безопасны, а какие должны быть ограничены системой управления.
Предложенная методика универсальна и может применяться для испытаний электродвигателей различных типов, включая синхронные, что станет следующим этапом работы исследователей. Фактически она создает отсутствовавший в России инструмент для полноценной оценки надежности и долговечности электрических силовых установок.
Фото: hi-tech.mail.ru