Учёным из Южно-Уральского государственного университета, находящемуся в Челябинске, удалось создать мотор-колесо для машин на электрических двигателях, которое примерно на 25% меньше аналогов и в то же время на 20% экономичнее.
Оригами-колеса для автомобиля поменяли форму в движении
Эфир Программа передач Новости Программы Фильмы Трансляции Лица канала. Учёным из Южно-Уральского государственного университета, находящемуся в Челябинске, удалось создать мотор-колесо для машин на электрических двигателях, которое примерно на 25% меньше аналогов и в то же время на 20% экономичнее. Главная проблема электрических мотор-колес — высокая неподрессоренная масса — скоро будет решена: британская компания Alvant разрабатывает мотор-колесо облегченной конструкции, в котором ротор будет сделан из материала AMC, применяемого в авиастроении. Последние новости России и Мира» Новости» Модель мотор-колеса для авто. В Челябинске молодые ученые занялись разработкой мотор-колеса для электромобилей. Полусферический движитель (3D мотор-колесо) – базовый элемент для быстрого модульного проектирования ультра-маневренных беспилотных электромобилей транспортной системы будущего.
Колесо с мотором
| Мотор Колесо Дуюнова без магнитов - уникальный асинхронный электромотор в мире. | Например, в 2018 году американские военные испытали колесо для боевых машин, которое может на ходу переключаться между режимом круглого вращающегося колеса и треугольного гусеничного движителя. |
| Колесо с встроенным двигателем для электромобилей изобрели южноуральские ученые | В ходе работы была смоделирована конструкция двигателя комбинированного возбуждения для мотор-колеса, использование которого повысит эффективность управления транспортным средством. |
Асинхронная революция
Двигатель автомобиля не используется. Работая водителем крупных транспортных средств, Лиддард неоднократно сталкивался со сложностью выполнения автомобильных маневров на ограниченном пространстве. С этой проблемой знакомы практически все водители, но он сам решил найти способ решения вопроса. К практической реализации своей идеи водитель приступил 8 лет назад. Свое изобретение автор назвал в честь самого себя: Liddiard Wheels. Сейчас идет обкатка новых колес, они испытываются в полевых условиях. Демонстрацию их возможностей автор снял на видео второй по счету ролик в посте. Всенаправленные колеса — далеко не новая идея. Первый патент на omni-колесо omni-directional wheels, еще одно название всенаправленных колес был получен в 1919 году. В автомобильной промышленности такие колеса практически не используются.
В основном, их применяют при создании движущихся шасси роботов, кресел-колясок для инвалидов, портативных мобильных систем. Уильям Лиддард использовал разработанное им всенаправленное колесо на практике.
Главное — обмотка! Выше шла речь о двигателях, которые модернизировали обмоткой «Славянка». А в идеале надо проектировать всё новые и новые машины так между собой инженеры называют асинхронные двигатели не под классическую обмотку, а сразу под «Славянку». Технология «Славянка» запатентована, благодаря ей Дмитрию Дуюнову и его команде удаётся разрабатывать, проектировать и выпускать асинхронные электродвигатели нового поколения, превосходящие по своим характеристикам все современные аналоги.
Разработчики передовой техники для коммерциализации технологии создали свою инжиниринговую компанию «Совэлмаш». Благодаря частным инвесторам, на деньги которых была создана сертифицированная лаборатория с испытательными стендами, новые образцы электродвигателей увидели свет в 2019-м и доказали преимущества на испытаниях. Благодаря этому компания «Совэлмаш» — единственное предприятие в мире, которое разрабатывает двигатели классов высокой энергоэффективности без увеличения их размеров по сравнению с моторами низкой энергоэффективности. Что экономит ресурсы планеты и бизнеса. Есть примеры двигателей на «Славянке», которые работают без поломок уже более 20 лет. Издают меньше шума и вибраций — использовать их гораздо комфортнее и экологичнее, чем традиционные моторы.
Но лаборатория стала слишком тесной для новых масштабов деятельности. Сдача ПКТБ госкомиссии намечена на начало следующего года. На его мощностях будут разрабатываться энергоэффективные асинхронные электродвигатели нового поколения по запатентованной технологии, в том числе в составе приводов, а также проектироваться соответствующие технологические процессы, специализированная оснастка, станки и под заказ целые производственные линии. И самое главное — в 2019 г. Под строительство проектно-конструкторского технологического бюро был предоставлен в аренду с правом последующего выкупа земельный участок более 2 га на площадке «Алабушево». Таким образом правительство Москвы поддержало инновационный проект «Совэлмаш».
Что это значит для страны в целом? Для начала — формируется реальная, а не бумажно-патетическая импортонезависимость. Асинхронные двигатели сейчас приходится закупать в Китае, странах Юго-Восточной Азии. Или везут их основные элементы для «отвёрточной» сборки. Для отечественной промышленности приходится тащить через полмира энергоэффективные образцы продукции «недружественных» стран по параллельному импорту. Те же асинхронные двигатели «Сименс», заметно уступающие разработкам Дуюнова, обходятся потребителям, отечественным производствам, в разы дороже.
Где взять деньги на создание громадного и оснащённого по последнему слову техники комплекса с нуля, тоже придумали. Не стали «ложиться» под крупного инвестора или банк, а основали в 2017 г.
Такое соотношение числа электромагнитов и постоянных магнитов, их взаиморасположение и используемая схема коммутации электромагнитов обеспечивает резонанс токов текущих через обмотки диаметрально противоположных электромагнитов, и как следствие, уменьшает скачки напряжения электропотребление при трогании и разгоне электродвигателя и улучшает его динамические характеристики. Кроме того, такая конструкция электродвигателя позволяет максимально эффективно рекуперировать электроэнергию за счет возникновения противоЭДС при холостом ходе. Практически ликвидировать искрение на токосъемниках можно путем выбора подходящего угла опережения между токосъемниками и токопроводящими пластинами коллектора. Поэтому обычно токосъемники устанавливают на электродвигателе с возможностью регулировки их положения относительно коллектора.
Общее число витков в обмотках катушек противоположных электромагнитов может быть различно. Настоящее изобретение может быть использовано как для электродвигателя однонаправленного вращения, так и для реверсивного электродвигателя, в зависимости от способа подключения электропитания. В первом случае положительные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока, а отрицательные токопроводящие пластины распределительного коллектора при этом замкнуты на корпус электродвигателя. В реверсивном электродвигателе положительные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с положительным полюсом источника постоянного тока, а отрицательные токопроводящие пластины распределительного коллектора соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока и изолируют от корпуса электродвигателя. Для изменения направления вращения электродвигателя меняют подключение полюсов источника постоянного тока на противоположное. Конструктивно электродвигатель может быть выполнен так, что ротор будет расположен с внешней стороны статора или ротор будет расположен внутри статора.
На нём полюса электромагнитов ротора сверху и снизу совпадают с полюсами магнитов на статоре. Эти электромагниты в создании тяги не участвуют, поэтому питание на них не подается. Полюса электромагнитов справа и слева с полюсами магнитов на статоре не совпадают. Поэтому на эти электромагниты питание подается. И именно эти электромагниты создают крутящий момент. И именно на это тратится энергия из аккумулятора.
Обратите внимание, что как правый, так и левый электромагниты сразу взаимодействует с магнитными полями трех соседних статорных магнитов. А это уже типичная магнитная дорожка, которая за счет градиентов в магнитных полях позволяет получить максимальную тягу. А это уже большой показатель. Теперь рассмотрим схему стандартного электродвигателя с подмагничиванием статорных обмоток, взято здесь рис. В правом верхнем углу показано сечение мотора с неправильным указанием направления токов в проводниках роторной обмотки. Дело в том, что в каждый момент времени ток подается только в пару проводников, значит только в одном проводнике сверху ток течет от нас, а внизу только в одном проводнике ток течет к нам.
Остальные секции ротора такого мотора работают как маховик, что не всегда хорошо. Поэтому при запуске за счет необходимости «сдвинуть ротор с места» такие моторы потребляют большой ток из сети или аккумулятора. Либо при выключении такие моторы превращаются в генераторы, так как остановка ротора, обладающего большой механической инерцией, требует длительного промежутка времени. К сожалению, такие моторы составляют большую часть моторов на постоянном токе в нашей промышленности. И замена электромагнитов статора на сильные постоянные магниты погоды не сделают.
Оно, в свою очередь, позволит увеличить эффективность управления машиной. Само устройство включает в себя не только колесо автомобиля, но и другие составляющие такие, как электродвигатель, тормозная и система охлаждения, редуктор. Учёный поясняет, что разработка имеет несколько важных преимуществ, среди которых высокий КПД и улучшенная динамика.
Большую роль в разработке играет её размер. Как отметил аспирант ЮУрГУ, все известные аналоги мотор-колеса либо слишком большие, либо их диапазон регулирования ограничен. Поэтому южноуральские учёные изначально старались создать эффективное устройство с наименьшими габаритами.
УРАЛЬСКИЕ УЧЁНЫЕ ИЗОБРЕЛИ ПЕРВОЕ КОМПАКТНОЕ МОТОР-КОЛЕСО ДЛЯ ЭЛЕКТРОАВТОМОБИЛЕЙ
Колесом этот мотор называется не случайно, так как благодаря небольшим размерам и массе он встраивается непосредственно в колесо транспортного средства. Мотор-колёса не любят большой я загнать себя в рамки, в пределах которых нет адекватного решения. Последние новости России и Мира» Новости» Модель мотор-колеса для авто. Последние новости России и Мира» Новости» Модель мотор-колеса для авто. Ученые Южно-Уральского государственного университета в Челябинске создали мотор-колесо для электромобилей, которое превосходит аналоги: оно компактнее и экономичнее примерно на 25% и 20% соответственно. Использование автономных колесных двигателей, таких как Protean Drive, исключает трансмиссии и карданные валы, а также освобождает пространство в центре автомобиля между ведущими колесами.
Челябинский учёный собрал мотор-колесо для электромобиля
Такой сферомобиль способен передвигаться не только прямолинейно, но и под углом 90 градусов, и по диагонали под любым углом. Действующая модель платформы и концепт электромобиля Обладает существенными преимуществами: Полусферический движитель 3D мотор-колесо — базовый элемент для быстрого модульного проектирования ультра-маневренных беспилотных электромобилей транспортной системы будущего. Важно, что эффективное управление сразу несколькими характеристиками движения скорость, направление движения, точное торможение, сложное маневрирование осуществляется путём изменения всего лишь одного параметра, а именно - угла наклона осей вращения полусферических колёс.
Кроме углеродной экономики у нас в РФ нет вообще никакой. Если мы про идеи, про изобретения - то да, мы были и пока остаемся впереди не только Китая, но и всего остального мира. Если мы про воплощение, про индустрию - то не для того промышленность РФ четверть века уничтожали, чтобы допустить какой-то прорыв. Хотел бы я очень ошибиться, но при ныне сущем тренде ни о каких подобных велосипедах и тем более авто, в сколь-нибудь промышленном масштабе, в РФ можно даже не мечтать.
Боюсь, при номинальной мощности 12 кВт долго эксплуатировать в таких режимах не получится, принудительное охлаждение не планируется, плюс диаметр колёс достаточно большой будет. Добавлено 24 Ноя 2020 в 22:38 Именно мотор колеса? В таком случае не вижу. А вот стационарные моторчики есть и на 50кВт которые к мосту подключаются.
Дуюнов взялся за решение этой задачи и разработал собственный способ совмещать обмотки, разработал методику расчёта обмотки для любого асинхронного двигателя. Первые электродвигатели, намотанные по методу Дуюнова, установили на северо-восточную насосную станцию города Стаханова, тогдашний мэр решился поверить изобретателю и пошёл на эксперимент. Результат превзошёл все ожидания — работают до сих пор. Дуюнов начал сотрудничать с обмотчиками электродвигателей, многих обучил сам. Совмещённые обмотки получили название «Славянка». Двигатели с ними обладают уникальными характеристиками и превосходят все мировые аналоги, существующие на рынке. Переобматывали новые, работоспособные и вышедшие из строя двигатели. Наработалась статистика — «Славянка» реально продлевала сроки эксплуатации, повышала энергоэффективность. С 1995 по 2017 г. Стоит привести несколько примеров из транспортной сферы, где применили двигатели, модернизированные по технологии «Славянка»: — в 2013 году в Донецке на шахтный электровоз «Эра» установили двигатель 112-го габарита, модернизированный по технологии «Славянка». После этого электровоз вытянул 11 вагонеток с углём, тогда как предыдущий мотор тянул лишь 5. При транспортировке 100 тонн угля двигатель не перегревался, несмотря на двукратный рост нагрузки. Разработка Дуюнова повысила производительность труда донецких шахтёров в два раза при значительном снижении энергопотребления; — в 2015 году член команды Дуюнова Виктор Аристов перемотал по технологии «Славянка» двигатель электромобиля Renault Kangoo, электромотор которого сильно нагревался. Модернизированный автомобиль принял участие в гонке «Дакар-2017». Гонщики и механики «КамАЗ-Мастер» остались довольны усовершенствованием, после чего были перемотаны генераторы всех остальных автомобилей к ралли «Дакар-2018». Из чего следует вывод — славяне, как и в конце XIX века, обогнали весь мир. Осталось только воспользоваться приоритетом. Самое время браться за дело. Главное — обмотка! Выше шла речь о двигателях, которые модернизировали обмоткой «Славянка». А в идеале надо проектировать всё новые и новые машины так между собой инженеры называют асинхронные двигатели не под классическую обмотку, а сразу под «Славянку». Технология «Славянка» запатентована, благодаря ей Дмитрию Дуюнову и его команде удаётся разрабатывать, проектировать и выпускать асинхронные электродвигатели нового поколения, превосходящие по своим характеристикам все современные аналоги. Разработчики передовой техники для коммерциализации технологии создали свою инжиниринговую компанию «Совэлмаш». Благодаря частным инвесторам, на деньги которых была создана сертифицированная лаборатория с испытательными стендами, новые образцы электродвигателей увидели свет в 2019-м и доказали преимущества на испытаниях.
Hyundai показала «вождение краба» и разворот авто на месте с помощью технологии e-Corner
RU с тало известно, что американский автомобильный производитель Ford подал заявку на патент на неразрезные оси со встроенными мотор-колесами. Такие оси способы поворачиваться при движении по неровным поверхностям. То есть они подходят для пикапов.
Самое время пояснить, что ИСК, в отличие от литий-ионных батарей, которые применяются в схемах последовательного гибрида, обеспечивают более быстрое накопление энергии рекуперации при торможении и служат более подходящим источником импульсной энергии при разгоне. К тому же ИСК-модули дешевле в сравнении с литиевыми батареями. Другой любопытный факт касается мирового рынка суперконденсаторов. Если ведущие мировые производители в основном используют баночную конструкцию с цилиндрическую формой корпуса, то специалисты ТЭЭМП предложили специальную технологию плоских конденсаторов: первоначально намотанная на цилиндр конденсаторная лента аккуратно сжимается и приобретает призматическую форму конструкция запатентована. Такие альтернативные элементы собираются модули без всяких соединительных проводов.
Характеристики ИСК улучшаются, а трудоемкость изготовления и себестоимость уменьшаются. Причем вопрос достижения результата, по мнению руководителя компании, сегодня исчисляется не пятилетками. Перейти на серийное изготовление мотор-колес и суперконденсаторов займет не больше года-полутора. Проще ситуация с мотор-колесами, где используются классические элементы электротехники. Такой заказ можно разместить на предприятиях, например, из ракетно-космической сферы или оборонного комплекса. А вот для масштабного выпуска суперконденсаторов потребуется строительство нового предприятия, пусть небольшого, но со специфическим оборудованием. Однако снизить исходную стоимость компонентов для экологически чистого транспорта — это хоть и важная, но не единственная задача.
Какое-то время Model 3 продержалась в таком «свободном полёте», однако в конце концов колёсные ступицы не выдержали напряжения, и вся конструкция просто развалилась. Перед этим авторы видео измывались над Model 3 менее дорогостоящими способами. К примеру, ездили на электромобиле с установленным блокиратором колеса и пробивали гаражную дверь при помощи автопилота.
Ещё по теме.
При четырёх таких моторах можно построить электрокар мощностью 240 кВт. Традиционно подобные системы привода вызывают вопрос по поводу неподрессоренных масс. Зато есть плюсы: нет механических потерь в трансмиссии, преобразователь тока, установленный прямо на моторе, упрощает монтаж и сокращает затраты энергии на движение. Свою разработку Hitachi привезла на 30-ю конференцию по экологичному транспорту в Ахене Германия , проходящую с 4 по 6 октября.
Моторы и колеса
| Уникальное мотор-колесо Шкондина, Дуюнова — DRIVE2 | В патенте подробно описано добавление узлов мотор-ступица к неразрезной оси, по одному узлу на колесо для того, чтобы обеспечить полный привод. |
| Фирмы AAM и REE представили шасси с мотор-колесами | В перспективе мотор-колеса будут устанавливать на электромобили. За счет собственного запаса энергии они смогут экономить заряд двигателя автомобиля — расходовать свой заряд они будут примерно на 20 процентов медленнее, на 30 процентов больше такой автомобиль. |
| АвтоНовости Hyundai | Также он отметил,что в перспективе созданное мотор-колесо подобной конструкции можно применять при изготовлении легкового и грузового электротранспорта как обще промышленного, так и специального назначения. |
Первое компактное мотор-колесо для электромобилей изобрели российские ученые
У большинства электромобилей двигатель установлен на одной или обеих осях, но моторы также могут находиться внутри колёс, как на электрическом самокате или велосипеде. Учёным из Южно-Уральского государственного университета, находящемуся в Челябинске, удалось создать мотор-колесо для машин на электрических двигателях, которое примерно на 25% меньше аналогов и в то же время на 20% экономичнее. В автомобили на гибридной тяге: двигатель внутреннего сгорания, накопитель энергии (аккумулятор) и в дополнение – электродвигатель. Соответственно, комплект из четырех мотор-колес также обойдется вдвое дороже. 10-дюймовый мотор для автомобиля, модификация заднего колеса для высокоскоростного электрического велосипеда, 1000/1200 Вт, 48 В/60 в/72 в.
Колесо с мотором
Разработка экспериментального образца «умного» подрессоренного мотор-колеса для увеличения управляемости и проходимости оснащенных ими робототехнических комплексов (РТК) и БПТС. А вершина модельного ряда — мотор-колесо 2МК-100 с водяным охлаждением для мостов с 22,5” ошиновкой. Подрессоренное мотор колесо с цифровым управлением повышенной проходимостью и управляемостью предназначено для использования в электромобилях и гибридных автомобилях с повышенной эффективностью.