Вимірювання крутного моменту для дослідження енергетичних характеристик приводів електромобілей

Abstract

UK: Мета роботи. Розробка вузла вимірювання крутного моменту, у складі лабораторного комплексу для дослідження енергетичних характеристик електроприводів з метою математичного моделювання динамічних режимів роботи приводу електричного транспортного засобу. Методи дослідження . Фізичний експеримент, регресійний аналіз, інтерполяція. Отримані результати. Розроблено вузол вимірювання крутного моменту у складі лабораторного комплексу дослідження енергетичних характеристик приводів електричних транспортних засобів, конструкція якого дозволяє створювати крутний момент на валу досліджуваного двигуна за допомогою навантажувального і вимірювати його тензометричним датчиком сили. Лабораторний стенд разом із розробленим вузлом вимірювання моменту відповідає необхідному діапазону та точності вимірювань. Отримані на стенді експериментальні дані дозволяють визначити залежність споживаної електроприводом енергії від механічної потужності на валу досліджуваного двигуна, що дає можливість аналітично описати досліджуваний привод і провести математичне моделювання в контексті дослідження впливу механічних параметрів на спожиту енергію в динамічних режимах роботи. Наукова новизна. Розроблено спосіб вимірювання крутного моменту на валу двигуна для дослідження енергетичних характеристик приводів електричних транспортних засобів. Вказаний спосіб базується на контактному методі вимірювання, який використовує 2 двигуна (навантажувальний і досліджувальний) та тензометриичний датчик сили, відрізняється від інших конструкцією, що створює момент на валу досліджувального двигуна. Результатом обробки експериментальних даних, отриманих даним способом, є аналітична залежність споживаної приводом енергії від значення механічної потужності на валу, параметрами якої є кутова швидкість і крутний момент двигуна. Зазначена енергетична характеристика приводу дозволяє шляхом математичного моделювання визначити електромеханічні параметри приводу, що мінімізують його енергоспоживання у динамічних режимах роботи. Практична цінність. Запропоновано спосіб вимірювання моменту на валу двигуна, за допомогою якого визначена в аналітичному вигляді залежність енергії, що споживається приводом, від механічної потужності на валу двигуна. Це дозволяє шляхом математичного моделювання знайти електромеханічні параметри системи, що підвищують енергоефективність приводу електричного транспортного засобу. EN: Purpose. Development of a torque measuring unit as part of a laboratory complex for studying the energy characteristics of electric drives for the purpose of mathematical modeling of the dynamic operating modes of an electric vehicle drive. Research methods. Physical experiment, regression analysis, interpolation. Findings. A torque measuring unit has been developed as part of a laboratory complex for studying the energy characteristics of electric vehicle drives, the design of which allows creating a torque on the shaft of the engine under study using a load and measuring it with a strain gauge force sensor. The laboratory stand together with the developed torque measuring unit corresponds to the required range and measurement accuracy. The experimental data obtained at the test bench make it possible to determine the dependence of the energy consumed by the drive on the mechanical power on the shaft of the engine under study, which makes it possible to analytically describe the drive under study and carry out mathematical modeling in the context of studying the influence of mechanical parameters on the consumed energy in dynamic modes of operation. Originality. A method for measuring torque on the motor shaft for studying the energy characteristics of electric vehicle drives has been developed. This method is based on the contact method of measurement, which uses 2 motors (loading and testing) and strain gauge force sensor and differs from others in the design that creates a moment on the shaft of the test motor. The result of processing the experimental data obtained by this method is the analytical dependence of the energy consumed by the drive on the value of the mechanical power on the shaft, the parameters of which are the angular speed and torque of the engine. The specified energy characteristic of the drive makes it possible, by means of mathematical modeling, to determine the electromechanical parameters of the drive, minimizing its energy consumption in dynamic modes of operation. Practical value. A method for measuring the moment on the motor shaft is proposed, with the help of which the dependence of the energy consumed by the drive on the mechanical power on the motor shaft is determined in an analytical form, which allows by mathematical modeling to find the electromechanical parameters of the system that increase the energy efficiency of the drive of an electric vehicle.