Аўтааматары заўсёды фанатычна ставіліся да рухавікоў, але электрыфікацыю нельга спыніць, і запасы ведаў некаторых людзей, магчыма, трэба будзе абнавіць.
Самым вядомым сёння з'яўляецца чатырохтактны рухавік, які таксама з'яўляецца крыніцай энергіі для большасці бензінавых аўтамабіляў.Падобна чатырохтактным, двухтактным і ротарным рухавікам Ванкеля рухавікоў унутранага згарання, рухавікі электрамабіляў можна падзяліць на сінхронныя рухавікі і асінхронныя рухавікі ў залежнасці ад розніцы ў ротарах. Асінхронныя рухавікі таксама называюць асінхроннымі рухавікамі, у той час як сінхронныя рухавікі ўтрымліваюць пастаянныя магніты. і ток для ўзбуджэння рухавіка.
Статар і ротар
Усе тыпы электрарухавікоў складаюцца з двух асноўных частак: статара і ротара.
Статар▼
Статар - гэта частка рухавіка, якая застаецца нерухомай і ўяўляе сабой фіксаваны корпус рухавіка, усталяваны на шасі, як і блок рухавіка.Ротар - гэта адзіная рухомая частка рухавіка, падобная на каленчаты вал, якая перадае крутоўны момант праз трансмісію і дыферэнцыял.
Статар складаецца з трох частак: стрыжань статара, абмотка статара і каркас.Шматлікія паралельныя канаўкі ў корпусе статара запоўнены злучанымі паміж сабой меднымі абмоткамі.
Гэтыя абмоткі ўтрымліваюць акуратныя медныя ўстаўкі для шпілек, якія павялічваюць шчыльнасць запаўнення слота і прамы кантакт провад-правад.Шчыльныя абмоткі павялічваюць магутнасць крутоўнага моманту, у той час як канцы размешчаны ў больш акуратным шахматным парадку, памяншаючы аб'ём для меншай агульнай упакоўкі.
Статар і ротар▼
Асноўная функцыя статара - ствараць верціцца магнітнае поле (RMF), у той час як асноўная функцыя ротара - разразацца магнітнымі сілавымі лініямі ва верціцца магнітным полі для стварэння (вываду) току.
Рухавік выкарыстоўвае трохфазны пераменны ток для ўстаноўкі верціцца поля, а яго частата і магутнасць кантралююцца сілавы электронікай, якая рэагуе на акселератар.Акумулятары з'яўляюцца прыладамі пастаяннага току (DC), таму сілавая электроніка электрамабіля ўключае інвертар пастаяннага току ў пераменны ток, які забяспечвае статар неабходным пераменным токам для стварэння вельмі важнага пераменнага верцільнага магнітнага поля.
Але варта адзначыць, што гэтыя рухавікі таксама з'яўляюцца генератарамі, гэта значыць, што колы будуць прыводзіць у зваротны рух ротар у статары, індукуючы верціцца магнітнае поле ў іншым кірунку, адпраўляючы энергію назад у акумулятар праз пераўтваральнік AC-DC.
Гэты працэс, вядомы як рэгенератыўнае тармажэнне, стварае супраціў і запавольвае рух аўтамабіля.Рэгенерацыя ляжыць у аснове не толькі пашырэння дыяпазону электрамабіляў, але і высокаэфектыўных гібрыдаў, паколькі экстэнсіўная рэгенерацыя паляпшае эканомію паліва.Але ў рэальным свеце рэгенерацыя не такая эфектыўная, як "катанне аўтамабіля", якое дазваляе пазбегнуць страт энергіі.
Большасць электрамабіляў разлічвае на аднаступеністую трансмісію, каб запаволіць кручэнне паміж рухавіком і коламі.Як і рухавікі ўнутранага згарання, электрарухавікі найбольш эфектыўныя пры нізкіх абарачэннях і высокай нагрузцы.
У той час як электрамабіль можа атрымаць прыстойны запас ходу з адной перадачай, больш цяжкія пікапы і пазадарожнікі выкарыстоўваюць шматхуткасныя трансмісіі, каб павялічыць запас ходу на высокіх хуткасцях.
Электромабілі з некалькімі перадачамі сустракаюцца рэдка, і сёння толькі Audi e-tron GT і Porsche Taycan выкарыстоўваюць двухступеністую трансмісію.
Тры тыпу матораў
Ротар асінхроннага рухавіка, які нарадзіўся ў 19 стагоддзі, складаецца з падоўжных слаёў або палос электраправоднага матэрыялу, часцей за ўсё з медзі і часам алюмінія.Магнітнае поле статара, якое верціцца, індукуе ток у гэтых лістах, які, у сваю чаргу, стварае электрамагнітнае поле (ЭМП), якое пачынае круціцца ў межах магнітнага поля, якое верціцца.
Асінхронныя рухавікі называюцца асінхроннымі, таму што індукаванае электрамагнітнае поле і круцячы момант могуць стварацца толькі тады, калі хуткасць ротара адстае ад кручэння ротара.Гэтыя тыпы рухавікоў з'яўляюцца агульнымі, таму што яны не патрабуюць рэдказямельных магнітаў і адносна танныя ў вытворчасці.Але яны менш здольныя рассейваць цяпло пры працяглых высокіх нагрузках і па сваёй сутнасці менш эфектыўныя на нізкіх хуткасцях.
Рухавік з пастаяннымі магнітамі, як вынікае з назвы, яго ротар мае ўласны магнетызм і не патрабуе энергіі для стварэння магнітнага поля ротара.Яны больш эфектыўныя на нізкіх хуткасцях.Такі ротар таксама круціцца сінхронна з верціцца магнітным полем статара, таму яго называюць сінхронным рухавіком.
Аднак простае абкручванне ротара магнітамі мае свае праблемы.Па-першае, гэта патрабуе вялікіх магнітаў, а з дадатковай вагай можа быць цяжка падтрымліваць сінхранізацыю на высокіх хуткасцях.Але большай праблемай з'яўляецца так званая высакахуткасная "зваротная ЭРС", якая павялічвае супраціў, абмяжоўвае максімальную магутнасць і стварае залішняе цяпло, якое можа пашкодзіць магніты.
Каб вырашыць гэтую праблему, большасць электрамабільных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі маюць унутраныя пастаянныя магніты (IPM), якія слізгаюць парамі ў падоўжныя V-вобразныя канаўкі, размешчаныя ў некалькіх пялёстках пад паверхняй жалезнага стрыжня ротара.
V-вобразная канаўка забяспечвае бяспеку пастаянных магнітаў на высокіх хуткасцях, але стварае крутоўны момант паміж магнітамі.Магніты альбо прыцягваюцца да іншых магнітаў, альбо адштурхваюцца імі, але звычайнае нежаданне прыцягвае долі жалезнага ротара да верціцца магнітнага поля.
Пастаянныя магніты ўступаюць у гульню на нізкіх хуткасцях, у той час як крутоўны момант нежадання бярэ верх на высокіх хуткасцях.У гэтай канструкцыі выкарыстоўваецца Prius.
Апошні тып рухавіка з токам толькі нядаўна з'явіўся ў электрамабілях. Абодва вышэйпералічаныя з'яўляюцца бесщеточными рухавікамі. Звычайная мудрасць сцвярджае, што бесщеточные рухавікі - адзіны жыццяздольны варыянт для электрамабіляў.А кампанія BMW нядаўна пайшла супраць нормы і ўсталявала сінхронныя рухавікі пераменнага току, якія ўзбуджаюцца шчоткай, на новыя мадэлі i4 і iX.
Ротар гэтага тыпу рухавіка ўзаемадзейнічае з верціцца магнітным полем статара, гэтак жа, як ротар з пастаянным магнітам, але замест пастаянных магнітаў ён выкарыстоўвае шэсць шырокіх медных пялёсткаў, якія выкарыстоўваюць энергію ад батарэі пастаяннага току для стварэння неабходнага электрамагнітнага поля .
Гэта патрабуе ўстаноўкі кантактных кольцаў і спружынных шчотак на вале ротара, таму некаторыя людзі баяцца, што шчоткі будуць зношвацца і назапашваць пыл, і адмаўляюцца ад гэтага метаду.Нягледзячы на тое, што шчоткі знаходзяцца ў асобным корпусе са здымнай вечкам, яшчэ трэба высветліць, ці з'яўляецца праблемай знос шчотак.
Адсутнасць пастаянных магнітаў дазваляе пазбегнуць росту кошту рэдказямельных элементаў і ўздзеяння здабычы на навакольнае асяроддзе.Гэта рашэнне таксама дазваляе змяняць напружанасць магнітнага поля ротара, што забяспечвае далейшую аптымізацыю.Тым не менш, харчаванне ротара па-ранейшаму спажывае энергію, што робіць гэтыя рухавікі менш эфектыўнымі, асабліва на нізкіх хуткасцях, дзе энергія, неабходная для стварэння магнітнага поля, складае большую долю ад агульнага спажывання.
У кароткай гісторыі электрамабіляў сінхронныя рухавікі пераменнага току з узбуджаным токам з'яўляюцца адносна новымі, і ёсць яшчэ шмат месца для развіцця новых ідэй, і адбыліся важныя паваротныя моманты, такія як пераход Тэслы ад канцэпцый асінхронных рухавікоў да канцэпцый пастаянных магніты сінхронны рухавік.У эпоху сучаснага электрамабіля прайшло менш за дзесяць гадоў, і мы толькі пачынаем.
Час публікацыі: 21 студзеня 2023 г