Данный проект был поддержан Фондом содействия инновациям в рамках конкурса «УМНИК»
Аспирант Политехнического института ЮУрГУ Иван Чуйдук спроектировал и собрал опытный образец мотор-колеса для гибридных автомобилей и электромобилей. В ходе работы была смоделирована конструкция двигателя комбинированного возбуждения для мотор-колеса, использование которого повысит эффективность управления транспортным средством. Статья, посвященная моделированию движения автомобиля, была опубликована в научном журнале, входящем в список журналов, рекомендованных ВАК, сообщили в пресс-службе вуза.
Мотор-колесо представляет собой комплексный агрегат, в котором объединены колесо, электрический двигатель, система охлаждения, редуктор и тормозная система. Использование таких колес имеет ряд преимуществ: отсутствие сложных передаточных механизмов, высокий КПД, улучшенная динамика, простота обеспечения любого алгоритма активной безопасности. Сумма этих факторов дает до 20% экономии заряда батареи. Частью исследования является также разработка программного комплекса по проектированию мотор-колес электромеханических трансмиссий.
«Мы провели анализ различных типов трансмиссий с классической компоновкой и с индивидуальным приводом колес. В качестве приводного двигателя мы решили использовать вентильный электродвигатель комбинированного возбуждения, потому что он наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к электротрансмиссиям, позволяя в широких пределах изменять момент и частоту вращения мотор-колеса», – рассказывает Иван.
Все существующие аналогичные модели имеют либо слишком большие габариты и массу, либо ограниченный диапазон регулирования, что очень критично для транспортных средств. Увеличение массы колеса может негативно сказаться на ходовых качествах автомобиля.
Разработанная конструкция вентильного электродвигателя комбинированного возбуждения позволяет добиться широкого диапазона регулирования при меньших габаритах. Основной особенностью данных двигателей является наличие в их конструкции двух источников магнитного поля: мощных постоянных магнитов и обмотки возбуждения. За счет применения магнитов экономится масса и объем электродвигателя, а за счет применения обмотки возбуждения обеспечивается широкий диапазон регулирования. Система управления упрощается и может быть выполнена в меньших габаритах.
«Диапазон регулирования критичен для электромобилей, так как им необходимы высокие моменты на старте и высокие скорости во время движения. Мы разработали и исследовали вентильный электродвигатель комбинированного возбуждения инновационной конструкции. За счет уникальной конструкции нашего мотор-колеса нам удалось сократить массу и объем двигателя и обеспечить широкий диапазон регулирования. Данный факт подтверждается проведенными расчетами и стендовыми испытаниями макетного образца. Мы планируем запатентовать нашу конструкцию. В настоящее время подана заявка в патентное ведомство, и мы ожидаем положительное решение», – говорит Иван.
В перспективе мотор-колеса такой конструкции могут применяться как в легковом, так и в грузовом транспорте. Например, если перевести на электрическую тягу коммерческий транспорт грузоподъемностью до 10 тонн, это может принести колоссальную экономию собственникам данных транспортных средств. Данный проект был поддержан Фондом содействия инновациям в рамках конкурса «УМНИК».