صمم الباحثون من جامعة جنوب الأورال الحكومية محركاً لسيارة كهربائية على مبدأ المحركات التفاعلية المتزامنة ذات التحريض المستقل. هذا الحل الابتكاري بحسب رأي الباحثين، سوف يسمح بتطوير المؤشرات والخصائص التقنية للسيارات الكهربائية بشكل كبير.
بدأ العالم يبدي اهتماماً تجاه السيارات الكهربائية في ستينات القرن العشرين بسبب المشاكل البيئية وارتفاع تكاليف الوقود… وفي السنوات الأخيرة بدأت السيارات الكهربائية تكتسب شعبية من جديد.
ويشير صاحب هذه الفكرة يفغيني حياتوف وهو طالب دكتوراه في قسم "المحركات الكهربائية المؤتمتة" في معهد البوليتكنيك لجامعة جنوب الأورال الحكومية، قائلاً: "إن مشروعي يهدف لتصميم محرك كهربائي للسيارات الكهربائية على مبدأ المحركات التفاعلية المتزامنة ذات التحريض المستقل، علماً أن هذا النوع من المحركات كالمحركات التفاعلية المتزامنة ذات التحريض المستقل لم تستخدم سابقاً في المحركات الكهربائية النقالة".
إن العمل في هذا البحث المهم والضروري من الناحية العملية أتاح لطالب الدراسات العليا في أنه أصبح واحداً من الفائزين في مسابقة "الآفاق العلمية التي أجريت في إطار مشروع 5-100 في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
إن الآلات النفاثة المتزامنة مناسبة تماماً لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية، التي لا تتطلب زيادة كبيرة في الحمولة أو سرعات دوران عالية، وكذلك تستخدم بشكل متزايد للمضخات المنظمة للترددات بسبب زيادة فعاليتها. ولكن لم تكن هناك تجربة في استخدام هذه الآلات كمحركات للسيارات الكهربائية.
وقد أجرى الباحثون في المرحلة الأولى نمذجة رياضية لمحرك سيارة كهربائية بمساعدة البرمجيات، التي تسمح بدراسة العمليات الكهرومغناطيسية المرتبطة بشكل وثيق مع الحركات الميكانيكية.
وتابع يفغيني حياتوف حديثه بهذا الشأن، قائلاً: "قمنا بتصميم نموذج محرك ثلاثي الأبعاد الذي يحتوي على الجزء الدوار والجزء الساكن. ويؤثر المجال المغناطيسي المتحرك في الجزء الساكن على وشيعة الجزء الدوار ويحرض فيه تيار الحث، وهنا ينشأ عزم الدوران، الذي يجبر الجزء الدوار على الحركة. في المرحلة الأولى قمنا بتغيير القسم الخلفي من الجزء الساكن، وهذا سمح لنا الحصول على مؤشرات مثالية. في المرحلة التالية، ومن خلال تغيير هندسة النموذج الثلاثي الأبعاد، حصلنا على شكل هندسي مثالي".
تم تصميم نموذج من الجزء الدوار التجريبي على أساس المركز العلمي والتقني "تقنية المحركات" التابع لجامعة جنوب الأورال الحكومية. حالياً يجري العلماء الأبحاث من أجل إثبات كفاءة هذا التصميم، ولتحقيق هذا الهدف ينبغي إجراء التجارب في منشأة واقعية.
ويوضح الباحث الشاب، قائلاً: "إن المرحلة التالية من الأبحاث العلمية التي نقوم بها هي تصميم محول من أنصاف النواقل، الذي يجب أن يكون جزءاً من المحرك جنباً إلى جنب مع بطاريات المكونة من الليثيوم والحديد والفوسفات".
حالياً هناك فرص كبيرة لدى المهندسين لتطوير صناعة المحركات الكهربائية. وقد تم في هذا الإطار نشر مقالات علمية للباحث يفغيني حياتوف تتحدث عن نتائج الأبحاث، بما في ذلك في مجلة الهندسة الكهربائية الروسية وهي جزء من قاعدة بيانات سكوبوس. لاحقاً يأمل الباحث في تطبيق جميع تصاميمه عملياً وإنتاج سيارة كهربائية حقيقية.
*إن مصطلح التحريض المستقل يعني أن مصدر التيار لوشيعة التحريض يعتبر مصدراً مستقلاً (منفصلاً)- (وتتمثل وظيفة وشيعة المحرك في إنشاء المجال المغناطيسي).
**الهندسة الكهربائية الروسية
(حساب الخسائر وأنظمة التشغيل الحراري المنظمة من قبل محركات التيار المتناوب)