2021年6月21日星期一

电动汽车的快速光伏充电雷竞技app下载官方版

生产SMA电动汽车充电器。有意者:海科迈耶

SMA是光伏系统技术领域的顶级球员之一,已经开发并提供了电动车充电器平台,一种为电动汽车充电的解决方案雷竞技app下载官方版通过利用通过太阳能产生的光伏电流。该系统直接集成到可再生能源设备中,简化了安装和维护过程。

由于其不同的功能,SMA EV充电器允许充电,安全,方便,不断瞄准可用太阳能的最高剥削。通过光伏和净电流的组合,SMA EV充电器可以运行7.4千瓦然后,与标准壁箱相比,几乎是双速,甚至比典型的家用插座快10次。此外,防止停电的保护保护了从过载的国内联系。

可以使用APP计划使用SMAEV充电器的充电过程SMA Energy Sunny Home Manager 2.0,将充电纳入国内能源管理,巧妙地考虑了其他负载,降低了成本,并保证了车辆在预期的启动时间可用。

«只有使用雷竞技app下载官方版太阳能,电动汽车才会成为一个真正明智的选择。为此原因-Nick Morbach, SMA家庭和商业解决方案部门的执行副总裁,我们开发了SMA电动汽车充电器。该装置能让电动汽车的驾驶者始终舒适、安全的进行充电,尽可能的雷竞技app下载官方版利用方便的光伏电流,且不受气候影响。所有由同一家供应商提供的SMA设备都可以相互对话,因此对于任何有关延长、保修或服务的问题,都有一个单一的参考合作伙伴。

雷竞技app下载官方版电动船:波浪中的“特斯拉”

在试图将电动机带到船上的电动机的公司中,有西雅图启动雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版寻船,旨在生产雷竞技app下载官方版电船在市场上排名,提出“海的特斯拉”,因此证明了电船可以是由燃料供电的有效替代品。雷竞技app下载官方版出于这个原因,呼吁由公司构思的产品Z2R.,20英尺的快艇供电宝马电池,拥有160公里的自主权。
Z2R重约一半的标准船的一半。体重是一个基本事项:要搬船,需要比汽车所需的船只需要更多的力量,这是在六十年代船上进行的以前的电动实验的限制。雷竞技app下载官方版
目前较低的锂离子电池成本为这一问题提供了试验的机会。Z2R使用的这些节点是宝马品牌的,成本约为25万美元,能够为速度达到30个节点的Torqeedo发动机提供动力。自主里程160公里,不超过15个节点。

生命周期评估,电动车胜出雷竞技app下载官方版

对于具有不同电源的相同型号,电动版本的碳足迹比具有内燃机的相应变体之一更好。雷竞技app下载官方版此外,电动汽车提供了雷竞技app下载官方版更高的CO2减少产品的所有生命周期阶段。关于公司2排放、化石燃料或可再生能源的能源来源也很重要。这是生命周期评估(LCA)的结果大众高尔夫,比较合作2排放不同的车型,配备电动发动机或内燃机。雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版
简而言之,当前的高尔夫球织TDI(柴油)平均发出140克的CO2而e-Golf1只有119克CO2/公里。很明显,对于装有内燃机的汽车来说,大部分的排放来自使用阶段,即来自化石燃料供应链和燃烧:在这些情况下,柴油版本的CO含量达到111克2然而,在这个阶段,一辆相应的电动汽车只排放62克CO雷竞技app下载官方版2/km,来自能源的产生和供应。相反,电动汽车的大部分排放是在生产阶段产生的。雷竞技app下载官方版
根据LCA的说法,柴油版的基准是29克的合作社2/公里;而一辆相应的电动汽车的二氧化碳含量是57克雷竞技app下载官方版2/公里。
电池生产和原料的复杂开采重量显着,这个数字对应于近一半的CO2整个生命周期的排放,在使用阶段,依赖于能源生产来源,其减少取决于可再生能源的可用性。

高效电机和可持续性

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图7.直接驱动永磁同步电动机,外转子(网站LG)。

根据一些研究,电动机约占总消耗量的45%雷电竞ray官方下载雷竞技app下载官方版雷竞技app下载官方版电能[1]。如果我们集中分析一个最消耗能源的领域,即工业领域,电机的百分比上升到大约三分之二。
考虑到目前运行的几台机器已经过时,用效率更高的新电机进行替换显然会在环境和资源开发、制造成本以及竞争力方面带来重要的优势。例如,他们估计,在唯一的欧洲,使用前沿驱动技术而不是过时的技术可以决定每年减少135太瓦时和二氧化碳的消耗2减排6900万吨[2]。评估整个生命周期对于一个不断运行的电机,我们可以验证,与能源消耗相关的支出代表了迄今为止的主要百分比总成本(甚至超过90%,[3])。
由于这些原因,在欧盟以及在中国和其他国家的美国以及在美国处于强制性的监管计划,规定强制性遵守新装置逐步提高效率的必要条件。根据这一点最小能源性能标准(MEPS),例如,自2017年1月在欧盟市场上发布的电机在功率范围内的功率范围为0.75至375千瓦,如果由逆变器提供动力,则必须具有IE3效率水平或IE2效率水平(参见图1),但异常很少。

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图1所示。符合IEC/EN 60034-30-1:2014规定的IE等级的效率值。

随着技术最广泛的电雷竞技官网动机今天,异步电动机一个(或感应电动机,IM),未来所需的改进是不可能的,至少以合理的成本,以及所有权力范围。这些方面与其他因素相结合,例如越来越重要的对减少能量消耗的重要性,导致采用电机几乎不扩散,如现在永磁同步电机[4],[5]。这类电机,实际上,具有内在特性,允许显著提高效率和功率密度,特别是非常低的转子损失。
即使在80年代“无刷”伺服电机(即表面安装式永磁同步电机,SM - PMSM)已经在工业自动化中使用,由于其出色的可控性和高动态,带解绕转子的电动同步电机的应用在很长一段时间内仍然局限于特定的应用。雷竞技app下载官方版相反,在过去的几年中,由于上述有关效率和降低电机和逆变器的生产成本的因素,这种类型的电机的采用是明显的普及。

交流电动机的分类

大多数交流(AC)电机是三相的,即使有一些例外情况,如单相和步进电机(通常是两相的)。一般来说,最重要的区别是同步机和异步机之间的区别,其区别是由于稳态时机械转速与定子磁场的旋转频率是否严格相连(同步)。这种差异具体反映在这样一个事实中:要在异步电机中产生转矩,转子中存在感应电流是必要的,而在同步电机中则不需要(相反,不需要)。
同步机其特点是转子磁场在几何上与转子本身的机械位置紧密相连。转子磁场可以由通过绕组的电流(带绕线转子的同步电机)、永磁体(永磁体同步)或定子电流本身产生,由转子的磁各向异性(同步磁阻)调制。
在结构上,转子和径向流动机器的定子(即大多数迄今为止)都是通过堆叠制造的铁磁层叠适当地消隐,解决方案旨在阻碍寄生虫电流。转子通常是圆柱形的并且可以配备有空间以容纳永磁体或导电材料。
图2是列出的各种类型电机的示意图(带绕线转子的同步电动机除外)。

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图2.各种转子配置(从左到右):异步或感应电动机(IM),内部永磁同步电机(IPMSM),内部永磁同步电动机与转子笼(线路启动IPMSM),表面永磁体同步电机(SM-PMSM)同步磁阻电机(SYNRM)。

最黑暗的区域(槽)对应于绕组,永磁体以蓝色表示,而截面的灰色区域表示铁磁性材料(层压)。如您所见,各种电机类型之间的差异集中在转子中,而定子(除非特定情况)可以以相同的方式实现。在异步电动机中,转子槽通过融合填充,其构成了所谓的“灰鼠笼”,通常由铝制成铜,或者最近是铜(以更高的成本,以减少损失)。
在永磁电机中,相反,磁铁可以引入转子结构内部的适当雕刻(IPMSM和线启动IPMSM)或应用在SM - PMSM的表面。SynRM情况下,相反,转子内部的雕刻只是空虚,被称为“流动的障碍”,因为他们执行的功能增加了磁阻(即反对磁通流部分)的能力以及一些方向,支持而不是他人(即路径更具有铁的存在)。
相应地,同步电机可以根据转矩产生原理进行细分。在表面永磁电机中,扭矩的产生仅仅是由于永磁体产生的磁场与定子电流的相互作用。
反之亦然,磁阻电机,如果经受激发,可以利用系统倾向,以最小化磁路的不便。在内部磁体电机(IPMSM)中,通常利用这两种原则。
在永磁体的生产中,使用特定材料,实现高诱导值,并防止退磁风险(通常与高温或高磁场连接)。最常用的材料是钕 - 硼,钐 - 钴和铝 - 镍钴。特别是在SM-PMSM情况下,有源磁性材料的数量高,具有强大的原料重量的总成本。这种情况恶化,所谓的“稀土”[7],少量用元素,但对磁铁质量非常重要的元素而变得恶化。除了成本和可用性问题外,这些材料还引起了关于他们提取,贸易和处置的重要环保,政治和道德问题。For these reasons, huge resources are invested in the research and development of different materials and, especially, in the project of motors that minimize the use of permanent magnets, [8], or that allow the use of the so-called ferrites, i.e. ceramic magnetic materials that use less problematic materials.

通过逆变器和控制电源

同步电动机的一个负面的方面来自于不可能推动他们只需将它们与网(直接在线,DOL)连接,就像它一样发生异步。对于永磁同步或磁阻电动机的操作,因此需要“驱动器”的存在,即,由电子控制器的真实逆变器(纯电子电源致动器)和其中在其中实现的算法组成的整体组成。在数字设备上实现的控制算法以每秒10,000次的频率更新。尽管额外的成本,值得考虑改变操作条件,特别是速度,在几种应用中带来了重要的优势(特别是泵和风扇,允许显着的节能)。
用PWM(脉宽调制)控制逆变器,可以有效地产生具有幅值、频率和任意相位特征的一组电压。
由于在同步电动机中,扭矩取决于当前幅度和与转子的磁轴的相位关系,在控制算法中,通常使用公园坐标变换,从而使三相系统与转子一体的参考系统集成轴(图6)。

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图6.在左侧:直接驱动冷却塔电机,无壳体;在右侧,定子叠片的消隐轮廓(右侧)(网址ABB-Baldor)。

关于转子位置然后是必不可少的同步电机控制。在一些不需要特殊控制性能的应用中,由于成本和可靠性的降低,可以消除机械位置传感器。“无传感器”控制技术实际上已经发展,其中转子位置估计利用电流和电压测量(在逆变器和无论如何必要)和电机模型。
无传感器技术对于同步电机,自九十年代以来开发,最初仅在某些特定情况下申请。在目前称为“逆变器”的产品中,即通用使用的驱动器,在2000年代后期推出了这种类型的第一算法,即在过去几年成为几乎标准的设备。遗憾的是,即使他们的有效性已经证明,这些解决方案仍然是几乎不知道的,即使它们的有效性,特别是在泵和风扇等常见应用中,也是如此。
由于电动机制造商提供的数据通常不足以校准控制算法的所有参数,因此已经开发出“自调试”方法,换句话说,通过操作员的最低干预来调试。第一步是自动识别参数(“自我识别”),通过驱动器本身实现的方法,然后继续进行实际校准,即控制参数的值的选择。工业和学术界都积极研究了这些方面,也在意大利南姆利亚的非常有趣的提案[10] - [14]。

结构细节

如前所述,各种类型的交流电机之间的最大区别主要在于转子结构。事实上,与相应的异步机器相比,设计用于保持其他部件的同步电机的各种情况,而不是相应的异步机器(最终改变绕组转弯)。这种方法在过去几年中传播,目的是满足通用应用,精确地替代异步电动机。除了制造成本方面的明显优势之外,在整体尺寸,支撑和外部定影点方面的使用等效部分在不修改其余机制的情况下采用这些电动机。关于这一点,创新的例子由意大利公司的产品代表,如图2所示的内部永磁同步电动机和磁阻电动机。5。

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图4.在矢量控制的基础上,公园坐标转换的表示。

在同步电动机中,特别是在永磁体内,可以实现大量极数,具有相同电压的速度降低,并且具有相同电流的扭矩增加。通过类比,这些项目中的这种自由度可以通过模拟使用机械减速器,因此在某些应用中,它允许使用直接驱动连接,在效率,整体尺寸,成本方面具有一些优点,可靠性和控制精度。该解决方案已采用在工业机器(例如,在制造纸张中,[14]),在防空部门(升降机)中,在空中处理(冷却塔风扇,[15])和一些家用电器(特别是洗衣机)。
在[15]中考虑的项目中,定子组件(叠片)被用作结构单元,没有添加外部外壳。图6也报告了定子设计纹理,在哪里可见外翼进行散热。由于高度限制的整体尺寸,该电动机安装在带风扇的冷却塔的底座上,从而避免了右倾角的传输和减速,这在传统配置中是必要的(具有异步发动机)。

应用程序

第一个应用程序在民事部门永磁同步电动机包括调节系统,因为能量消耗在这种情况下保持。在里面制冷(工业和国内)也,采用同步电动机逐渐发展。此外,特定情况是通过循环泵来表示用于加热设备的循环泵,由于效率原因,现在几乎完全基于无传感器控制中的永磁同步电动机。
家用电器,在洗衣机中,在过去几年中使用这些电机类型已经很常见。一方面允许使用同步电机而不是异步或通用(带刷子)的总体尺寸和使用的材料的数量,另一方面是更好的可控性,也与采用解决方案相连机械直接驱动连接。在后一种情况下,由于整体尺寸约束和扭矩要求,转子通常是外部,整个电动机平坦,直径大(图7)。

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图7.直接驱动永磁同步电动机,外转子(网站LG)。

这种类型的机器生产的细节,也由其他特定应用共享,是在牙齿上缠绕(每个定子齿的明显绕组)。
在这种类型中,闲置的铜部件减少了,但它变得更加困难,以设计低转矩脉动的机器。从整体运行的角度来看,直接耦合也提供了优点,除了速度控制外,还便于罐内的负荷识别及其布置。
由于洗衣机的特定工作循环,包括旋转干燥,高速(超过标称值)的操作很重要。这种方式被称为“去焊药“,因为,由于与流动成比例的电压和速度,通过适当的控制减少了整体流程,以允许更高速度和固定电压的操作。在这种情况下,内部永磁体同步电动机是主要候选者,因为它们可用的扭矩不会突然超出标称速度。
一个范围,同步电机已经成为高度存在电梯,特别是大尺寸。在这种情况下,也已经实现了特定的解决方案,如图8中的那个。在图8中,允许直接负载运动(无齿轮)。

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图8.带有轴向流动(网站kone)的永磁同步电动机的无齿轮升降机提升系统。

在这种情况下,它是轴流电动机,即定子和转子之间的间隙(磁隙)由平行于轴线的场线交叉。
其他特定的应用领域关注可再生能源(例如风能)和航道,他们的目标是“更多的电动飞机”(取代液压或气动执行器)。雷竞技app下载官方版高效、高密度电机的使用也在不断扩大牵引,包括道路范围(从自行车到重型车辆和操作机器),铁路/有轨电车部门和工业领域(叉车和类似的)。

参考书目

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  5. Lipo,T.A,“同步磁阻机 - 交流驱动器的可行替代品。”,威斯康星电机和电力电子联盟,研究报告,1991。雷竞技app下载官方版
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