הסבר מפורט על ממירים ברכבים חשמליים
מהפך הוא מכשיר הממיר זרם ישר (DC) המסופק מהסוללה לזרם חילופין (AC). המנוע של רכב חשמלי מניע את הגלגלים עם זרם חילופין זה. כדי לשפר את היעילות האנרגטית של הרכב החשמלי כולו, יש למזער את אובדן האנרגיה של המהפך.
סקירה כללית של ממירים
מהפך ברכב חשמלי הוא מכשיר הממיר זרם ישר (DC) המסופק מהסוללה לזרם חילופין (AC). הסיבה לכך היא שמנוע המתיחה המותקן בכלי רכב חשמליים מונע בעיקר על ידי זרם חילופין. הספק המוצא של המהפך נקבע בהתאם להספק המנוע (30kW עד 400kW וכו').
לרוב, מספר האינוורטרים המותקנים ברכב הוא כ-1 עד 2. עם זאת, במקרה של סוג מנוע רכזת (שיטה שבה כל צמיג מונע על ידי מנוע), נדרש אינוורטר לכל מנוע.
לגבי סוגי המנועים
ישנם שני סוגים עיקריים של מנועים, כלומר מנועי דיסק מוברש ומנועים ללא מברשות. מנועי דיסק מוברש משמשים עבור מכשירים קטנים, ומכיוון שהם מונעים על ידי מתח DC, הם פשוטים יחסית לשליטה. מנועים ללא מברשות מדגישים יעילות אנרגטית ומתאימים למצבים הדורשים התאמת מהירות (מהירות) סיבוב עדין. הם משמשים במנועי מתיחה לנהיגה וכו'. מכיוון שהם מונעים על ידי מתח AC, מהפכים הממירים מתח DC למתח AC הם הכרחיים.
מגמות שוק וציוד
ככל שמספר הרכבים החשמליים יגדל, יגדל גם מספר הממירים המותקנים. בנוסף, ככל שביצועי הנהיגה משתפרים, המנועים נעים לעבר תפוקה גבוהה יותר, ולכן גם ממירים צריכים להיות בעלי תפוקה גבוהה יותר (הספק גבוה). כפונקציות/ביצועים הנדרשים מרכיבים אלקטרוניים המהווים ממירים בעתיד, ניתן למנות "הספק גבוה", "התנגדות חום גבוהה" ו"מזעור/קל משקל". הדרישות עבור כל אחת מהן הן כדלקמן.
- הספק גבוה
כדי לתמוך בתפוקה הגבוהה של המנוע, המהפך צריך גם להיות בעל תפוקה גבוהה (הספק גבוה). הספק גבוה פירושו מתח גבוה (מהזרם 400V עד 800V בעתיד) וזרם גבוה, ולכן גם המוליכים למחצה המהווים את המהפך נדרשים לתמוך בהספק גבוה.
- עמידות בחום גבוהה
ככל שהרכיבים האלקטרוניים ממוזערים, גם כמות החום המתקבלת ליחידת שטח עולה. על ידי הפיכתם לעמידים בפני חום, ניתן למנוע הזדקנות הנגרמת על ידי חום שנוצר על ידי הרכיבים עצמם וחום המתקבל מהרכיבים מסביב.
- מזעור/קל משקל
גורמים כמו הספק גבוה הופכים את הציוד לגדול וכבד יותר, מה שישפיע על טווח השיוט, ולכן יש צורך לתמוך בהספק גבוה תוך מזעור/קל משקל.
מבנה המעגל של המהפך
מבנה כולל
המהפך מורכב מהמעגלים הבאים.
- מסנן רעשים: מדכא רעשים מבחוץ או מהמעגל
- מדידת מתח: מדידת מתח לשליטה במעגל ההמרה
- מעגל המרת מתח: ממיר מתח על ידי מיתוג פעולת דרך FET וכו'.
- מדידת זרם: מדידת זרם לשליטה במעגל ההמרה
- מעגל בקרה: שולט במעגל ההמרה וכו'.
- ממיר DC/DC: אספקת חשמל למעגל הבקרה
- תקשורת IF: מעגל תקשורת עם החוץ
