Numer: 07/2024 Str. 260
Autorzy: Aran Prakobsant , Dhidik Prastiyanto , Chonlatee Photong :
Tytuł: Optymalny stosunek mocy do masy dla podwójnych 3-fazowych napędów silników indukcyjnych w celu maksymalizacji mocy regeneracyjnej
Streszczenie: Podwójne napędy silników elektrycznych z natury zapewniają łatwiejszą kontrolę momentu obrotowego, lepsze przyspieszenie i niezawodne prowadzenie. Mają jednak pewne wady związane z dużą wagą, kosztem i złożonością, co wymagałoby dalszych badań w celu wyeliminowania tych problemów. W artykule zaproponowano opracowanie modeli analitycznych i praktycznych w celu określenia optymalnego stosunku mocy do masy silników elektrycznych stosowanych w dwusilnikowych układach napędowych, w celu uzyskania maksymalnej generacji mocy regeneracyjnej podczas hamowania. Zaobserwowano studia przypadków powszechnie stosowanych 3-fazowych silników indukcyjnych do elektrycznych zastosowań motoryzacyjnych o mocy roboczej w zakresie 0,18 – 375 kW. Do opracowania i analizy modelu wykorzystano specyfikacje silników 3 producentów: General Electric, Siemens i ABB. Wyniki analiz wykazały, że maksymalną moc regeneracyjną można było uzyskać tylko wtedy, gdy dwa silniki elektryczne były identyczne i miały ten sam stosunek mocy do masy. Pomimo stosowania tej samej mocy znamionowej silników, różni producenci zapewniali znacząco różną wielkość maksymalnej mocy regeneracyjnej. Mniejsza moc znamionowa silników wykazywała tendencję do generowania wyższej mocy hamowania regeneracyjnego odzwierciedlonej przez moc regeneracyjną 138,2–226,9 kW (36,9–60,5%) przy dużym obciążeniu 375 kW, 78,5–128,3 kW (41,9–68,4%) przy średnim obciążeniu 187,5 kW i 18,9-31,5 kW (50,4-84,0%) przy lekkim obciążeniu 37,5 kW. Silniki o niskich obrotach generują wyższą moc regeneracyjną niż silniki o wysokich obrotach, co znajduje odzwierciedlenie w generowanej mocy 26,4–226,9 kW przy 1000 obr./min w porównaniu z 18,9–209,2 kW i 17,9–210,7 przy 1500 obr./min i 3000 obr./min. Stosunek mocy do masy (kW/kg) niższy od około 0,08 zapewniał niemal liniowy wzrost maksymalnej mocy regeneracyjnej proporcjonalnie do tempa wzrostu stosunku mocy do masy. Z kolei moc regeneracyjna generowana wykładniczo dla stosunku mocy do masy przekraczała 0,08 – 0,12, w zależności od specyfikacji prędkości obrotowej i technologii produkcji każdego producenta. Wyniki te mogą stanowić krytyczne parametry dla optymalnego projektu podejścia z podwójnym napędem silnikowym do zastosowań w motoryzacji elektrycznej.
Słowa kluczowe: stosunek mocy do masy, masa silnika, napędy dwusilnikowe, moc regeneracyjna, hamowanie regeneracyjne, pojazdy elektryczne