Рекуперативное торможение: что это такое и как работает

Рекуперативное торможение: что это такое и как работает?

Если вы заинтересованы в покупке электрического или гибридного автомобиля, возможно, вы слышали о рекуперативном торможении. Но что означает этот термин и каково управлять автомобилем с подобной системой? Читайте дальше, чтобы узнать все о регенеративном (рекуперативном) торможении.

Что представляет собой рекуперативное торможение?

Когда вы нажимаете на педаль тормоза бензинового или дизельного автомобиля, гидравлическая жидкость прижимает тормозные колодки к тормозным дискам на каждом колесе (или барабанам на старых и более дешевых моделях). Возникающее в результате трение замедляет автомобиль, выделяя тепло и стирая материал на колодках и дисках.

Регенеративное торможение — это способ использования энергии, потерянной в процессе замедления автомобиля, для подзарядки автомобильных аккумуляторов. На обычном автомобиле при торможении просто тратится энергия, но при рекуперативном торможении часть энергии можно использовать повторно.

Системами рекуперативного торможения оснащаются многие современные автомобили. На бензиновых и дизельных моделях они используются для зарядки аккумулятора, который запускает различные вспомогательные системы в авто, что означает уменьшение работы для двигателя и экономию сжигаемого топлива. система практически незаметна для водителя, но в гибридных и чисто электрических автомобилях рекуперативное торможение играет более активную и очевидную роль. В таких моделях регенерация тормозов может помочь зарядить более крупные аккумуляторы, которые напрямую управляют автомобилем.

Как работает рекуперативное торможение?

Электродвигатель в гибриде или электромобиле предназначен для работы в двух направлениях: вращение колес и движение автомобиля, а также подзарядка аккумулятора. Когда вы снимаете ногу с педали акселератора и нажимаете на тормоз, электродвигатель меняет свою направленность и начинает возвращать энергию в аккумулятор.

Когда запускается данный процесс, вы можете почувствовать, как авто начинает тормозить. В каждом автомобиле с подобной функцией возникают разные ощущения, потому что производители могут запрограммировать мощность рекуперативного торможения при отпускании педали.

Все автомобили по-прежнему оснащаются обычными тормозами, поэтому, если вы нажмете на педаль достаточно сильно, гидравлическая система мгновенно сработает и быстро остановить вас (в зависимости от изначальной скорости). Опять же, разные авто будут предполагать разную степень усилия на педаль, необходимую для срабатывания тормозов.

На что похоже регенеративное торможение?

Есть много автомобилей с рекуперативным торможением, и все они немного отличаются в использовании. Фактически, в большинстве электромобилей вы даже можете настроить их по своему вкусу.

Если вы хотите собрать как можно больше потерянной энергии, то следует установить регенеративное торможение на максимальное значение. Если же вам не понравятся ощущения от подобного торможения, вы можете выключить его. В некоторых современных моделях даже есть автоматический круиз-контроль, использующий регенерацию тормозов. Автомобиль впереди контролируется датчиками, и регенерация тормоза используется системой для соответствия скорости автомобиля на дороге.

Во многих электромобилях, когда вы полностью отпускаете педаль, кажется, что вы твердо держите ногу на тормозе. Это часто называют вождением с одной педалью, так как вам нужно управлять правой ногой, чтобы ускоряться и замедляться, а не переключать ее между педалями тормоза и акселератора.

Эту так называемую электронную педаль можно включать и выключать с помощью кнопки на приборной панели. Кроме того, за рулевым колесом обычно расположены подрулевые рычаги, обеспечивающие различные уровни регенерации.

Однако в некоторых моделях регенеративная сила не очень велика. У них регенеративное торможение больше похоже на включение высокой передачи и торможение двигателем для замедления в бензиновом или дизельном авто.

Регенеративное торможение обычно пагубно сказывается на ощущении педали тормоза, поэтому к нему нужно привыкнуть, особенно когда вы пытаетесь определить точку перехода между рекуперативным торможением и гидравлической тормозной системой.

Системные компоненты

Разделы

Реакторы двигателя

Высокоскоростное включение силовых транзисторов вызывает появление ёмкостных токов зарядки/разрядки в кабеле двигателя и самом двигателе, а также повышение напряжения в обмотках двигателя. Эти токи могут быть уменьшены с установкой реактора двигателя.Снижением напряжения, вызванным реактором двигателя, обычно можно принебречь для выходных частот в 60 Гц и ниже. Падение напряжения uk в блоке в данном случае будет в пределах от 1% до 4% при номинальном токе и частоте в 50 Гц. При cos ϕ равном 0,86 и выходной частоте в 50 Гц, напряжение в двигателе с реактором будет ниже приблизительно на 2% по сравнению с системами без реактора двигателя.

Читать еще: Шаговый двигатель холостого хода соната

Реакторы двигателя допускаются к использованию только в векторном и векторно-частотном режимах. Реакторы двигателя совместимы со всеми типами модуляции (пространственно-векторная модуляция, контурная модуляция).

Синусоидальные фильтры

Синусоидальные фильтры – это низкочастотные LC-фильтры, которые позволяют эффективно пропускать только основные гармоники выходного напряжения Силового Модуля или Модуля Двигателя с прямоугольным сигналом и широтно-импульсной модуляцией. Резонансная частота синусоидального фильтра должна быть значительно ниже, чем импульсная частота Силового Модуля или Модуля Двигателя, и измеряться со значительным запасом по отношению к максимально допустимой выходной частоте. Таким образом, синусоидальные фильтры определяют выбор импульсной частоты и накладывают ограничение на максимально допустимую выходную частоту. Этот тип фильтра совместим только с пространственно-векторной модуляцией. Таким образом, выходное напряжение Силового Модуля или Модуля Двигателя ограничено выходным напряжением (среднеквадратическое значение) в приблизительно 0,67 x напряжение в цепи DC. При падении напряжения, проходящего через синусоидальный фильтр, максимально возможное выходное напряжение (среднеквадратическое значение) будет составлять приблизительно 0,63 x напряжение в цепи DC. Синусоидальный фильтр регистрируется на Блоке Управления при помощи параметра настройки, где храняться все значения по умолчанию, относящиеся к фильтру, такие как допустимые типы модуляции, максимальная выходная частота и т.д..

Сенсорные Модули

При предварительном формировании сигнала для различных преобразователей (инкрементальный преобразователь sin/cos 1 Vpp, абсолютный преобразователь, синусно-косинусный преобразователь) сигналы преобразуются к сигналам DRIVE-CLIQ при помощи сенсорных модулей. В зависимости от системы измерения, будут использоваться Сенсорные Модули SMC10, SMC20 или SMC30. Сенсорные Модули монтируются на рейках DIN. Они также используются для формирования сигнала внешних (машинных) преобразователей.

Модули расширения

Даже стандартная версия Блока Управления CU320 включает интерфейсы и терминаля для связи. SINAMICS S120 предлагает следующие модули расширения:• Терминальный Щиток TB30 (расширения, для подключения во вспомогательный слот на Блоке Управления CU320) • Терминальный Модуль TM31 (расширения для подключения через DRIVE CLiQ)При использовании модулей расширения необходимо учитывать следующее:• Только один вспомогательный щиток может быть подключён к вспомогательному слоту Блока Управления CU320. • В группе приводов может присутствовать не больше 8 Терминальных Модулей.

Модули Торможения и тормозные резисторы

Блоки торможения состоят из Модуля Торможения и тормозного резистора, которые должны подключаться внешним образом.Блоки торможения используются, когда• регенеративная энергия появляется иногда и ненадолго, например, когда привод останавливается (АВАРИЙНАЯ ОСТАНОВКА), а привод не снабжён регенеративной обратной связью • привод включает блоки регенеративной обратной связи, но не может достаточно быстро вернуть энергию при «АВАРИЙНОЙ ОСТАНОВКЕ» • привод необходимо отключить при неисправности сети питания Блоки торможения для Силовых Модулей формата книги состоят только из тормозных резисторов, т.к. их стандартная комплектация уже включает Модуль Торможения.Некоторое количество Модулей Торможения может быть параллельно подключено к цепи DC для увеличения тормозной мощности. Каждый Модуль Торможения требует наличия собственного тормозного резистора. Не допускается использовать комбинации блоков торможения формата книги и шасси в одной и той же цепи DC.Требуемая тормозная мощность рассчитывается на основе мощности Pd в цепи DC группы приводов или Силового Модуля при работе генератора.

Модули торможения и тормозные резисторы в книжном формате

Для работы Модулей Торможения формата книги требуется минимальное ёмкостное сопротивление в цепи DC. Это ёмкостное сопротивление определяется используемым тормозным резистором.

Тормозной резистор 0,3 кВт/25 кВт → ёмкость цепи DC 220 мкФ

Тормозной резистор 1,5 кВт/100 кВт → ёмкость цепи DC 330 мкФ

Ёмкостное сопротивление Модуля Торможения формата книги величиной в 110 мкФ включено в общее значение ёмкости. Если ёмкостное сопротивление цепи DC недостаточно для использования одного или нескольких Модулей Торможения, для увеличения эффективной ёмкости цепи DC для группы приводов может быть добавлен Модуль Ёмкости.

Читать еще: Ytma двигатель форд характеристики описание

Когда Модули Торможения формата книги подключены параллельно, минимальное ёмкостное сопротивление, указанное выше, должно быть обеспечено для каждого Модуля Торможения.

Примечание: Только модули формата книги, напрямую подключённые друг к другу через основную шину цепи DC, могут быть включены в общую ёмкость.

Если ёмкостное сопротивление цепи DC недостаточно для работы нескольких Модулей Торможения, для увеличения ёмкости цепи DC могут быть использованы Модули Ёмкости. Должна учитываться максимально допустимая ёмкость цепи DC группы приводов на Модуле Линии. Tмаксимальные ёмкостные сопротивления, которые должны учитываться для ограничения тока предварительной зарядки Модулей Линии, приведены в технической документации по модулям Линии.Тормозной резистор производит отвод избыточной энергии из цепи DC:

Рабочий цикл тормозных резисторов

Модули Торможения и тормозные резисторы для формата шасси

Модули Торможения с мощностью торможения в 25 кВт (для типа FX) и 50 кВт (для типов GX, HX и JX) доступны с соответствующими тормозными резисторами для блоков формата шасси. Для получения более высокой тормозной мощности блоки торможения могут быть подключены параллельно. В данном случае блоки могут устанавливаться на конце Модуля Линии или на конце Модуля Двигателя.

Когда Модуль Торможения устанавливается на Базовый Модуль Линии размера GB, поставляемые кабели для подключения к цепи DC слишком малы. В данном случае для подключения Модуля Торможения должен быть заказан жгут кабелей 6SL3366 2NG00 0AA0.

Номинальная мощность PDB

Пиковая мощность P15

Максимальное число возможных мест подключения для модуля торможения

Что такое регенеративная энергия двигателя

Двигатели энергетического поворота: Дорин Рашеманн помогала Фельдхайму стать первым энергонезависимым населенным пунктом в Германии.

В бранденбургской деревне Фельдхайм под Потсдамом проживают лишь 135 человек. А гостей сюда приезжает каждый год больше 3500 человек! Это и школьные классы, и международные делегации, вплоть до глав государств (недавно приезжал глава Мьянмы). Что же так привлекает в Фельдхайме? А привлекает их первый энергонезависимый населенный пункт в Германии, который сам вырабатывает электроэнергию и тепло с помощью ветряков и биогазовых установок. Зимой к ним добавляется еще котельная, работающая на дровах, которые заготавливают из мертвых деревьев, найденных в местном лесу. Цена электроэнергии получается низкой, а теплоснабжение — надежным.

Дорин Рашеманн (45 лет) участвовала в работе по переходу деревни на автономное энергоснабжение с самого начала. Она приехала сюда в 2008 г., а в 2010 г. жителей подключили к первой собственной электросети. «Фельдхайм продемонстрировал, что стопроцентное снабжение за счет регенеративных источников энергии возможно», – говорит председательница объединения «Neue Energien Forum Feldheim» (NEF). Этот форум был создан с целью хоть как-то разгрузить деревню от притока посетителей. В старом газгольдере был основан информационный центр для посетителей, где регулярно проходят выставки и доклады, а школьники могут ставить практические эксперименты с использованием энергии солнца и ветра.

Электричество из ветра для 65.000 домохозяйств

Дорин Рашеманн вспоминает о том, что здесь поначалу стояли лишь четыре ветряка, и была построена небольшая биогазовая станция. Сегодня электроэнергию вырабатывают 55 ветроэнергетических установок, и ее достаточно для снабжения 65.000 домохозяйств в округе (колебания в сети сглаживаются благодаря работе обычной электростанции). В случае необходимости – например, если стоит безветренная погода – подключается накопитель энергии мощностью 10 МВт. Недалеко от города, на территории бывшей военной части, также расположен солярный парк. Гости из Кении приезжали с целью внимательно изучить устройство фотовольтаики, поскольку одного такого модуля хватило бы на снабжение электричеством целой деревни.

Шанс для сельских областей

«Здесь у нас нет безработицы», – говорит Рашеманн. Эта тема тоже не оставляет ее равнодушной как доверенное лицо разработчика проекта «Energiequelle» («Источник энергии»). Для фермеров, занимающихся производством молока, использование биоэнергии в этой сельской местности – финансовый буфер в ситуации падающих цен на молоко. «Это позволяет сохранить производство на местах, и деньги, которые мы зарабатываем благодаря энергии, тоже остаются здесь. У нас получается замкнутый цикл», – говорит Рашеманн. Сейчас ветряной парк достиг грандиозных размеров, его эксплуатирует целый ряд энергетических компаний. Но одна управление одной ветроэнергетической установкой принадлежит самими гражданами Фельдхайма в форме коммандитного товарищества. Сама Дорин Рашеманн ездит на автомобиле с гибридным мотором и заряжает его на электрозаправке рядом с NEF, поскольку для передвижения на короткие расстояния ей хватает электродвигателя. А электричество поступает сюда, естественно, из соседнего парка ветряков.

Читать еще: Что такое бошки в двигателе

Компактный вариатор DC / для двигателя / 4 квадранта / регенеративный

Описание товара

Этот 4-квадрантный рекуперативный контроллер двигателя постоянного тока обеспечивает быстрый управляемый отклик во всем диапазоне скоростей движения вперед/назад при движении и торможении.

Повысьте энергоэффективность, регенерируя энергию в сеть электропитания при торможении. Энергия, затрачиваемая на ускорение массы груза, восстанавливается при торможении. Отсутствие потерь энергии в расточительных тормозных резисторах.

Компактный монтажный пакет для монтажа на DIN-рейку позволяет сэкономить место и энергию.

Для управления двигателями постоянного тока до 12,2 А доступны три варианта. Вы можете использовать эту универсальную серию полностью изолированных контроллеров для двигателей с постоянными магнитами или двигателей с маневровой намоткой.

Для быстрой и простой установки все контроллеры серий 340XRi, 680XRi и 1220XRi имеют удобный доступ к настройкам привода, винтовым клеммам и небольшой размер ножки от 60 мм x 105 мм.

С первого взгляда: 340XRi, 680XRi, 1220XRi, 1240XRi серии

— 4 Квадрантный рекуперативный контроллер двигателя постоянного тока с рекуперативным двигателем постоянного тока
— Полностью изолированная управляющая электроника
— Контроллер 340XRi для двигателей постоянного тока мощностью до 3,4 Ампер (0,55 кВт/0,75 л.с.)
— Контроллер 680XRi для двигателей постоянного тока мощностью до 6,8 Ампер (0,75 кВт/1HP)
— Контроллер 1220XRi для двигателей постоянного тока мощностью до 12,2 Ампер (1,8 кВт/2HP)
— Монтаж на DIN-рейку
— Легкий доступ к настройкам привода
— Вставные винтовые клеммы
— Малая занимаемая площадь
— 340XRi модель 105 x 60 x 120(мм) H x Ш x Г
— 680XRi, 1220XRi модели 105 x 70 x 120(мм).
— UL, CuL, CE одобрены

Компактный монтажный пакет для монтажа на DIN-рейку позволяет сэкономить место и энергию.

С первого взгляда: 340XRi, 680XRi, 1220XRi, 1240XRi серии