Два мотор-генератора: MG1 и MG2
В коробке последовательно-параллельного гибрида стоят две электрические машины. Обе умеют и крутить вал, и вырабатывать ток, поэтому их называют мотор-генераторами: MG1 и MG2. По устройству они похожи, а работа у них разная. MG1 сидит на солнечной шестерне делителя мощности и в основном управляет двигателем. MG2 через понижающий ряд всегда связан с колёсами и в основном везёт машину. Стартера и генератора на ремне у такого гибрида нет: их работу делает MG1.
| MG1 | MG2 | |
|---|---|---|
| С чем связан | Солнечная шестерня делителя | Коронная шестерня и колёса (через понижающий ряд) |
| Главная работа | Генератор: заряжает батарею и питает MG2. Своим моментом задаёт обороты ДВС | Мотор: тянет машину вместе с ДВС или один на электротяге |
| Другие задачи | Пускает ДВС как стартер, на высокой скорости может работать мотором | Задний ход (вращается назад), генератор при торможении |
| Учебные числа модели | До 10 000 об/мин в обе стороны | 50 кВт, 200 Н·м, через ряд с передаточным числом 2,48 |
Синхронная машина с магнитами
В статоре — три обмотки, сдвинутые по кругу на 120°. Если пустить через них три синусоидальных тока со сдвигом на треть периода, внутри появится магнитное поле, которое вращается. В роторе стоят постоянные магниты, и поле «тащит» их за собой: ротор вращается ровно с той же скоростью, что и поле. Поэтому машину называют синхронной.
Два простых правила: момент зависит от силы тока в обмотках, а обороты — от частоты тока. Больше тока — сильнее тянет, выше частота — быстрее вращается. Если же ротор крутят колёса или двигатель, магниты наводят в обмотках напряжение, и машина становится генератором. Одна и та же машина переходит из режима в режим за доли секунды — всё решает, как ей подают ток.
Два датчика на каждой машине
- Датчик положения ротора. Это маленький вращающийся трансформатор: на валу овальный ротор, вокруг — катушка возбуждения и две выходные катушки. Зазор меняется при вращении, и по соотношению двух сигналов блок управления знает угол ротора даже на неподвижной машине. Без угла нельзя включать фазы вовремя: поле должно вращаться точно «впереди» магнитов. По изменению угла блок считает и обороты.
- Датчик температуры обмотки. Терморезистор в статоре: чем горячее, тем меньше его сопротивление. Если обмотка перегревается (долгий подъём, буксировка), блок снижает разрешённый момент, чтобы не повредить изоляцию и магниты.
Если отказал датчик положения ротора MG1, система не может им управлять: двигатель не пускается, а машина едет только на MG2 от батареи — медленно и недолго. Это хорошо видно в модели как неисправность «Отказ датчика положения ротора MG1».
Задания в 3D-модели
В интерактивном уроке 5 заданий выполняются в учебной 3D-модели, модель сама проверяет результат:
- Найдите мотор-генератор MG1
- Найдите мотор-генератор MG2
- Найдите датчик положения ротора MG1
- Включите «Электротягу» и нажмите педаль не меньше чем на 30 %: тянет только MG2
- Включите «Торможение» на скорости 60 км/ч: MG2 становится генератором
Тренажёры
- Что делает MG1, а что MG2.
Проверьте себя
В конце интерактивного урока — проверка из 3 вопросов. Прогресс сохраняется в браузере.