Tema 18-5 TRACCIÓN Hybrid. Motor Eléctrico de tracción.





1. Presentación.

La máquina eléctrica de tracción es un motor eléctrico síncrono, compacto, de altas prestaciones y con imanes permanentes.

Este motor puede suministrar un par máximo a partir de 0 rpm. Está situado en el tren trasero del vehículo.

Motor eléctrico de tracción. Implantación.

 

Motor eléctrico de tracción. Identificación.

1.2. Identificación.

La identificación de la máquina eléctrica de tracción se efectúa mediante la placa del fabricante (Bosch) y del tipo motor situado en el cuerpo de la máquina eléctrica de tracción.

1.3. Implantación.

Está situada en la parte trasera del vehículo en la estructura tubular del tren trasero.

1.4. Función.

La máquina eléctrica de tracción tiene por función transformar la energía eléctrica en energía mecánica en fase de circulación o de aceleración vehículo.

La máquina eléctrica de tracción también permite transformar la energía mecánica (rotación de las ruedas) en energía eléctrica en las fases de deceleración del vehículo.

 

2. Entradas / Salidas

 

Motor eléctrico de tracción. Entradas/Salidas.

La máquina eléctrica de tracción permite propulsar el vehículo utilizando la energía de la batería de tracción y permite recargar la batería de tracción durante las fases de deceleración (freno motor).

En fase propulsión, el calculador de control Híbrido controla la máquina eléctrica de tracción en función de la demanda de par del conductor. Esta energía mecánica se transmite al reductor.

En fase de recuperación, el calculador de control Híbrido recupera la energía suministrada por la máquina eléctrica de tracción para almacenarla en la batería de alta  tensión.

La máquina eléctrica de tracción está constituida por 2 elementos principales:

  • Una máquina trifásica síncrona con imanes permanentes.
  • Un conjunto de captadores: temperatura y posición.

 

Composición

Motor eléctrico de tracción. Composición.

 

Encontramos en la máquina eléctrica de tracción:

  • El conector alta tensión 3 vías (IP2X).
  • Los rodamientos para el rotor.
  • El rotor con imanes permanentes.
  • El estátor.
  • El resólver.
  • Un conector de 6 vías amarillo (captador de temperatura).
  • Un conector de 10 vías negro (resólver).
  • La entrada y la salida del líquido de refrigeración.

Motor eléctrico de tracción. Parte estator. Detalle NTC

La máquina eléctrica de tracción posee un sólo captador de temperatura de coeficiente de temperatura negativo (CTN) colocado directamente en los bobinados de las fases de la máquina eléctrica de tracción.

 

2.1. Características técnicas

2.1.1. Características mecánicas.

Rangos de funcionamiento:

  • Rango de régimen: - de 1875 a 7500 rpm.
  • Par máximo 200 N.m.
  • Potencia máxima: 27 kW (8 kW en continuo).
  • Rango de funcionamiento: de - 30 °C a 80 °C (temperatura máxima de 90 °C).
  • Caudal de líquido de refrigeración entre 4 y 6 l/min. (suministrado por la bomba de agua eléctrica).
  • Presión máxima del circuito 2.5 bar (presión en continuo 2,1 bar).
  • Posee 6 pares de polos.

NOTA: la velocidad de rotación negativa corresponde a la circulación en marcha atrás (aproximadamente 30 km/h). El régimen de rotación máximo de la máquina es de 7500 rpm (a aproximadamente 120 km/h).

Peso: 24 kg (con el reductor 60 kg).

 

2.1.2. Características eléctricas.

Rangos de funcionamiento:

  • Rango de tensión: de 150 a 270 V.
  • Tensión máxima admisible: 300 V.

 

3. Funcionamiento

3.1. Recuperación de energía

Motor eléctrico de tracción. Función alternador.

En las fases de deceleración y de frenado, la máquina eléctrica de tracción suministrará la energía para recargar la batería de tracción.

Para aumentar el par resistente del motor no podemos modular el campo magnético en el rotor como en un alternador (imán permanente). Por lo tanto, para regular el par y modularlo, pilotamos las 3 fases de forma alternativa (en función de la posición del rotor) y recuperamos la energía en las 3 fases. A continuación, el calculador de control Híbrido se comporta como un puente de diodos del alternador de un vehículo térmico y rectifica la corriente para recargar la batería de tracción.




 

3.2. Función del resólver

Motor eléctrico de tracción. Función motor.

El desacoplamiento.

Cuando un elemento bloquea o retarda el rotor, la alimentación del estátor ya no está sincronizada con la rotación del rotor, el motor se bloquea y puede destruir las fases (bobinados) por calentamiento.

Ejemplo: Cuando el vehículo sube a una acera, esto requiere una potencia muy grande, con el motor eléctrico estático, y una intensidad máxima.

En esta situación, gracias al resólver, es posible comprobar que el rotor está estático debido al gran par resistente.

Si se utiliza la máquina eléctrica de tracción, esto puede provocar su destrucción, por lo tanto, es necesario el arranque del motor térmico.

El resólver

Se instala un captador de posición en el rotor para sincronizar las alimentaciones del estator con la posición del rotor. De ahí el nombre de la máquina eléctrica de tracción síncrona (motor síncrono).

Composición y funcionamiento del resólver

Composición y funcionamiento del resólver.

Composición del resólver:

1: Bobina señal de excitación.

2: Bobina señal seno.

3: Bobina señal coseno.

4: Leva.

Principio de funcionamiento:

El calculador de control Híbrido envía una señal sinusoidal a la bobina de excitación. Esta señal es devuelta por las bobinas seno y coseno deformada en función de la posición de la leva. Esto permite determinar una posición angular muy precisa de las masas polares del rotor de máquina eléctrica de tracción.

Detalles del resólver.

Funciones del resólver:

Determinar una posición angular a todos los regímenes de rotación (de 0 a régimen máximo).

  • Determinar el sentido de rotación de la máquina eléctrica:
    • señal coseno y luego señal seno = sentido horario
    • señal seno y luego señal coseno = sentido antihorario
  • Determinar la velocidad de rotación (número de periodos por segundo = número de revoluciones por segundo).

Esta representación es puramente esquemática, en realidad el resólver de la máquina eléctrica de tracción se compone de 6 ranuras para aumentar la precisión del captador.

 

 

 

4. Asignación de las vías

Conector de 8 vías negro de alta tensión:

  • Vía 1 fase U.
  • Vía 2 fase V.
  • Vía 3 fase W.
  • Vía 4 blindaje.
  • Vía 5 blindaje.
  • Vía 6 blindaje.

Entradas/Salidas eléctricas del motor eléctrico de tracción.

Conector 6 Vías amarillo:

  • Vía 1 Masa captador temperatura.
  • Vía 2 Pilotaje interlock entrada.
  • Vía 3 Pilotaje interlock salida.
  • Vía 4 Señal captador temperatura.

 

Conector 10 vías negro:

  • Vía 1 Blindaje cablería máquina eléctrica de tracción.
  • Vía 2 Masa resólver.
  • Vía 3 señal SENO – resólver.
  • Vía 4 señal SENO + resólver.
  • Vía 5 Señal COSENO – resólver.
  • Vía 6 Señal COSENO + resólver.
  • Vía 7 Alimentación resólver.

5. Mantenimiento, reparación, diagnóstico

No hay mantenimiento para la máquina eléctrica de tracción. (excepto el líquido de refrigeración del circuito de baja temperatura)

No hay reparación en la máquina eléctrica de tracción.

Como resultado de la sustitución de la máquina eléctrica de tracción, es necesario efectuar un aprendizaje con el útil DiagBox.

El diagnóstico de la máquina eléctrica de tracción se hace a través del calculador de control Híbrido con el útil DiagBox.

El procedimiento de aprendizaje con el útil DiagBox permite al calculador de control Híbrido aprender la posición de la máquina eléctrica de tracción gracias al resólver.

Como resultado de esta manipulación, el calculador de control Híbrido puede controlar la máquina eléctrica de tracción.



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