Turbin Listrik Otomotif

Cara paling efektif untuk meningkatkan daya mesin mobil adalah turbin. Namun, ia memiliki sejumlah kelemahan signifikan seperti: keberadaan lubang turbo, operasi optimal dalam rentang kecepatan mesin kecil, sumber daya rendah, dan kesulitan memasangnya di mesin yang tidak siap untuk ini.

Banyak dari masalah ini dapat diselesaikan dengan turbin listrik. Dengan turbin listrik, tekanan dorongan yang diperlukan dapat dibuat kapan saja dan Anda dapat melambat tanpa takut tekanan akan turun. Dalam turbin listrik tidak ada bagian panas yang dipanaskan hingga seribu derajat. Ini memiliki efek positif pada sumber dayanya, harga dan kemudahan instalasi.

Artikel ini akan dikhususkan untuk pengembangan kami ke arah ini.



Pengembangan dan fitur desain

Saat ini, di Cina Anda dapat membeli banyak turbin listrik, yang ditempatkan langsung di pintu masuk di depan saringan udara. Namun, mereka 100% tidak berguna. Untuk memastikan tekanan yang diperlukan dan volume besar udara yang disuplai, daya motor listrik harus sekitar 4 kW. Turbin Tiongkok memiliki daya beberapa ratus watt.

Untuk tugas ini, kami telah mengembangkan motor listrik brushless yang mampu memberikan daya hingga 5KW dan yang dapat memutar turbin hingga 50000RPM. Motor ini dirancang khusus sehingga pada daya penuh memberikan efisiensi maksimum 93%, maka akan menghasilkan panas 350W, yang cukup realistis untuk dihilangkan dan secara teori, motor kami dapat menghasilkan dorongan penuh secara konstan. Rincian lebih lanjut tentang karakteristik motor kami dapat ditemukan di sini .





Untuk menyalakan motor ini, kami memutuskan untuk menggunakan dua aki mobil. Ini akan sangat menyederhanakan proses operasi dan biaya pemasangan. Satu baterai digunakan standar, yang kedua terhubung secara seri. Untuk mengisi ulang baterai kedua, ia menghubungkan kembali ke yang pertama melalui kontaktor relay presisi tinggi. Baterai lithium akan membutuhkan biaya lebih besar, sementara mereka membutuhkan pengisian khusus dan operasi yang sangat hati-hati sesuai dengan kondisi suhu yang benar.

Namun, solusi ini memiliki minus. Untuk memberi daya motor pada daya penuh, arus sekitar 250A diperlukan, baterai timbal mampu menghasilkan ini, tetapi tidak lama (10-30 detik). Maka baterai perlu sedikit "istirahat." Namun, bagi kami ini cukup, jarang mesin membutuhkan tenaga penuh untuk periode yang lebih lama.

Kami menggunakan turbin ini sebagai turbin itu sendiri (karakteristiknya juga tersedia di sini ).

Kami menghapus semua yang berlebihan dari itu dan menyia-nyiakannya di bawah dudukan motor. Semua bantalan terletak langsung di motor dan impeller diletakkan pada porosnya, yang secara otomatis memberikan keselarasan poros motor dan impeller. Karena turbin akan berputar dengan kecepatan sangat tinggi, kami mengambil bantalan kecepatan tinggi buatan Italia SKF di motor.


Agar motor brushless dapat bekerja, Anda memerlukan pengontrol dan untuk arus setinggi itu cukup mahal. Namun, kami secara khusus memilih arus dan tegangan sehingga pengontrol murah paling kuat dengan biaya 1.500 r muncul untuk tugas ini. Kontroler ini cukup di ambang daya penuh dan perlu memberikan pendinginan yang sangat baik. Kontroler yang lebih kuat sudah lebih mahal dari 10.000r.

Hasil



Pengukuran motor kami untuk daya hingga 1000 W menunjukkan bahwa karakteristik motor kami (konsumsi, kecepatan, Kv) cukup dekat dengan yang dihitung selama simulasi. Volume besar stator dan kawat tembaga mampu memberikan efisiensi tinggi dan pemanasan rendah. Dengan tenaga yang tepat, turbin dengannya berakselerasi ke kecepatan yang diinginkan. Namun sayangnya, kami belum dapat melakukan tes penuh dengan kekuatan penuh. Ketika diberdayakan oleh dua baterai, 2 detik setelah mendapatkan kecepatan penuh, controller terbakar karena kurangnya pendinginan yang tepat. Kami memesan pengontrol baru dan berencana untuk memasukkannya ke dalam tangki dengan minyak transformator, yang akan memastikan pendinginan terbaiknya.


Kesimpulan

Sebagai hasilnya, kami berhasil membuat turbin listrik yang berfungsi, yang memiliki biaya rendah dan cukup mudah dipasang. Selanjutnya akan diuji sudah di mobil sungguhan.

Perkiraan biaya komponen yang diperlukan:

• Motor -17000r
• Turbin -20000r
• Baterai -3000r
• 4 relay -3000r
• Elektronik tambahan, pipa, saluran udara -5000r

Total biaya kit turbin akan berada di wilayah 50000r.

PS
Penulis ide ini adalah Frimen3 (frimen3@gmail.com). Dia telah mengerjakan masalah ini untuk waktu yang lama geektimes.ru/post/252076 dan dia hanya memerintahkan kita untuk mengembangkan motor untuk tugas ini.