Компания Komatsu первой применила технологию гибридного привода с коммутацией магнитного сопротивления (SR) в землеройных машинах.

Более двух десятилетий тому назад мы впервые внедрили технологию SR в колесных погрузчиках для наземных работ и вывели эту технологию на принципиально новый уровень благодаря системам хранения энергии KESS высокой емкости (система накопления кинетической энергии). Система гибридного привода SR сохраняет и использует регенерируемую энергию, обеспечивая до 45 процентов общей экономии топлива. Модуль KESS обладает большей емкостью для хранения рекуперируемой энергии, дополняя мощность двигателя для увеличения ускорения машины, снижая провалы двигателей с турбонагнетателями, существенно сокращая время рабочего цикла машин и выбросы дизельных двигателей.

Принцип работы приводов SR

Процесс сохранения регенерированной энергии начинается с преобразования энергии дизельного двигателя в электрическую энергию генератором SR, подающим питание на двигатели, вращающие колеса. Когда оператор снимает ногу с педали акселератора, потребление энергии от дизельного двигателя прекращается, но машина продолжает двигаться по инерции и вращает двигатели. С этого момента двигатели становятся генераторами, подающими энергию в систему KESS. При повторном нажатии оператором педали акселератора система KESS подает накопленную энергию одновременно с энергией, поступающей от дизельного двигателя. В результате эквивалентная мощность двигателя 400 л. с. дополнительно увеличивается на 550 л. с.

Чтобы сделать это возможным, наши инженеры изобрели накопитель энергии на ультраконденсаторе в дополнение к аккумуляторному накопителю. Высокое быстродействие гибридного привода SR по сравнению с другими типами двигателей сделало возможным создание системы хранения кинетической энергии SR и обеспечило ему преимущества по сравнению с другими предлагаемыми устройствами хранения энергии. 

Конструкция ротора и статора, обеспечивающая увеличение крутящего момента

Система гибридного привода SR такова, что всегда имеются выступы ротора, приближающиеся или удаляющиеся от обмоток статора. Это обеспечивает повышенный крутящий момент.

Особенности ротора:

  • Меньшие ударные нагрузки на зубчатые передачи и высокое отношение крутящего момента к инерции означает повышение быстродействия
  • Пониженная частота коммутации по сравнению с системами переменного тока, продлевающая срок службы силовых электронных узлов и изоляции двигателя
  • Простая прочная конструкция, представляющая собой пакет пластин из электротехнической стали
  • Никаких обмоток, глубокопазных роторов, магнитов или контактов какого-либо типа
  • Низкая рабочая температура, так как все потери сосредоточены в статоре

Особенности статора:

  • Короткие лобовые части позволяют электрическим приводам развивать очень высокое отношение «крутящий момент/объем»
  • Индивидуально наматываемые обмотки без участков перекрытия
  • Эффективный отвод тепла, поскольку вызванное потерями тепло легко рассеивается по наружной поверхности

Технология используется во многих типах изделий

Наша технология SR в настоящее время используется во многих типах изделий:

  • Гибридные экскаваторы
  • Колесные погрузчики 2 поколения для наземных работ
  • Гибридные погрузчики

Миллионы часов опыта эксплуатации

Благодаря накопленному нами за многие десятилетия опыты в настоящее время во всем мире эксплуатируется более 150 колесных погрузчиков для наземных работ с приводом SR. Это – миллионы часов суммарной наработки и десятки тысяч часов, наработанных отдельными компонентами.

Опираясь на накопленный нами опыт, мы разработали продвинутые алгоритмы управления приводами SR, обеспечивающие оптимальную эффективность приложения крутящего момента к грунту, предотвращение пробуксовки колес для минимизации износа шин и значительное сокращение расхода топлива. Кроме того, опираясь на опыт многих десятилетий разработки ходовых двигателей для горнодобывающей отрасли, мы обеспечиваем прочность и надежность конструкции наших двигателей и генераторов, а также длительный срок службы в тяжелых условиях горнодобывающих предприятий.