Elektrisõidukite muundurite üksikasjalik selgitus
Inverter on seade, mis teisendab aku tarnitud alalisvoolu (DC) vahelduvvooluks (AC). Elektrisõiduki mootor ajab rattad selle vahelduva vooluga. Kogu elektrisõiduki energiatõhususe parandamiseks tuleb muunduri energiakadu minimeerida.
Ülevaade muunduritest
Elektrisõiduki muundur on seade, mis teisendab aku poolt vahelduvvoolu (AC) tarnitud alalisvoolu (DC). Selle põhjuseks on asjaolu, et elektrisõidukitesse paigaldatud veojõumootor ajendab enamasti vahelduvvool. Inverteri väljundvõimsus seatakse vastavalt mootori väljundvõimsusele (30kW kuni 400kW jne).
Tavaliselt on autosse paigaldatud muundurite arv umbes 1 kuni 2. Kuid jaoturi mootori tüüpi (meetod, milles iga rehvi juhitakse mootoriga), on iga mootori jaoks vajalik inverter.
Mootorite tüüpide kohta
Mootoreid on kahte tüüpi, nimelt harjatud ketasmootorid ja harjadeta mootorid. Harjatud ketasmootoreid kasutatakse väikeste seadmete jaoks ja kuna neid juhib alalisvoolupinge, on neid suhteliselt lihtne juhtida. Harjadeta mootorid rõhutavad energiatõhusust ja sobivad olukordadeks, mis nõuavad peene pöörlemiskiiruse (kiiruse) reguleerimist. Neid kasutatakse sõidumootorites sõiduks jne. Kuna neid juhib vahelduvvoolu võimsus, on DC -võimsuse muutmiseks vahelduvvoolu muundurid hädavajalikud.
Turu- ja seadmete suundumused
Elektrisõidukite arvu suurenedes suureneb ka paigaldatud muundurite arv. Lisaks, kui sõidu jõudlus paraneb, liiguvad mootorid suurema väljundi poole, nii et ka muunduritel peab olema suurem väljund (suur võimsus). Kuna tulevikus invertereid moodustavate elektrooniliste komponentide funktsioonid/jõudlus on loetletud "suure võimsusega", "suure soojustakistuse" ja "miniaturiseerimise/kergekaalu". Nõuded mõlemale on järgmised.
- suur võimsus
Mootori suure väljundi toetamiseks peab muunduril olema ka kõrge väljund (suur võimsus). Suur võimsus tähendab kõrgepinget (tulevikus praegusest 400 V kuni 800 V) ja kõrge vooluga, seega on suure võimsuse toetamiseks vajalik ka muundurit moodustavad pooljuhid.
- kõrge soojustakistus
Kuna elektroonilised komponendid on miniatuursed, suureneb ka pindalaühiku kohta saadud soojuse kogus. Muutes need kuumusele vastupidavaks, saab vältida komponentide enda tekitatud soojuse põhjustatud vananemist ja ümbritsevatest komponentidest saadud soojust.
- miniatuursus/kerge
Sellised tegurid muudavad seadmed suuremaks ja raskemaks, mis mõjutab püsikiirust, seetõttu on vaja toetada suurt võimsust miniaturiseerimise/kergekaalu ajal.
Muunduri vooluahela struktuur
Üldstruktuur
Inverter koosneb järgmistest vooluringidest.
- mürafilter: surub müra väljastpoolt või vooluringist
- pinge mõõtmine: pinge mõõtmine muundumisahela kontrollimiseks
- Pinge muundamise vooluring: teisendab pinge, vahetades töö läbi FET jne.
- Voolu mõõtmine: voolu mõõtmine teisendusahela kontrollimiseks
- Juhtimisahela: kontrollib teisendusahelat jne.
- DC/DC muundur: toiteallika toide juhtskeemile
- Suhtlemine IF: kommunikatsiooni vooluring väljastpoolt
