Maszyna elektryczna do bezpośredniego napędu koła pojazdu elektrycznego

W pracy, w syntetyczny sposób przedstawiono metodę projektowania, konstrukcję, maszyny elektrycznej do bezpośredniego napędu samochodu elektrycznego. Rozpatrywano napęd miejskiego samochodu, w którym zastosowano specjalne rozwiązania konstrukcyjne, umożliwiające pełne użytkowanie pojazdu przez osoby sprawne i niepełnosprawne. Z tego powodu szczególnie istotnym było przeniesienie maszyn napędowych do niewykorzystywanej przestrzeni wnętrza obręczy kół. Przyjęto, że pojazd jest bezpośrednio napędzany dwoma maszynami umieszczonymi we wnętrzu piętnastocalowych obręczy kół tylnych. Każda maszyna ma moc 5 kW przy prędkość obrotowej 330 obr/min, oraz zapewnia trzykrotne przeciążenie momentem i 70 % zwiększenie prędkości obrotowej. Uzasadniono zastosowanie do napędu kół wielobiegunowej maszyny synchronicznej z powierzchniowymi magnesami trwałymi i zewnętrznym wirnikiem. Projekt maszyny zrealizowano w sposób iteracyjny w dwóch następujących po sobie i wielokrotnie powtarzanych etapach. W pierwszym etapie zastosowano model obwodowy i metodę optymalizacji, w drugim etapie model polowy MES 2D. Ze względu na specyficzne wymagania i warunki pracy maszyny przy jej budowie zastosowano nowatorskie rozwiązania techniczne i technologiczne. Przedstawiano przykładowe wyniki badań - charakterystyki momentu obrotowego w zależności od kąta położenia wirnika w stanie zahamowanym. Zamieszone w pracy przykładowe wyniki badań zbudowanego prototypu maszyny elektrycznej potwierdziły poprawność opracowanej metody projektowania oraz skuteczność zastosowanych rozwiązań technicznych i technologicznych.

---

In the paper design method, construction, of electrical machine for direct drive in the electric car is concisely presented. Drive for urban car which due to the special constructional solutions could be fully used both by able and disable persons was considered. By that reason it was important to place drives into not used inter wheel ring space. It was accepted that vehicle is to be driven by two machines placed in the 15 inch back wheels ring. Each machine of 5 kW power for rotating velocity 330 rpm provides three times torque overload and 70 % rotational speed increase. The multi-pole synchronous machine with surface permanent magnets and external rotor is applied. Due to expected considerable overloads internal stator frame is cooled with the aid of liquid medium. Machine is fully integrated with wheel hub. Machine design was realized in the iterative way in two subsequent, severally repeated stages. In the first stage the circuit model and optimization method while in the second field model MES 2D were used. Due to special requirements and machine operation condition the novel technical and technological solutions were used. The chosen test results of machine prototype - torques in respect to rotor angle position in locked stat were performed. Presented in the paper chosen test results of machine prototype confirms the correctness of adopted method of design and efficiency of applied technical and technological solutions.