Az autók szerelmesei mindig is rajongtak a motorokért, de a villamosítás megállíthatatlan, egyesek tudástartalékait esetleg frissíteni kell.
A legismertebb manapság a négyütemű motor, amely a legtöbb benzinüzemű jármű energiaforrása is.A belső égésű motorok négyütemű, kétütemű és Wankel-rotoros motorjaihoz hasonlóan az elektromos járműmotorok a forgórészek különbsége szerint szinkronmotorokra és aszinkronmotorokra oszthatók. Az aszinkron motorokat indukciós motoroknak is nevezik, míg a szinkron motorok állandó mágneseket tartalmaznak. és áram a motor gerjesztésére.
Állórész és forgórész
Minden típusú elektromos járműmotor két fő részből áll: egy állórészből és egy forgórészből.
Állórész▼
Az állórész a motor azon része, amely álló helyzetben marad, és a motor rögzített háza, amely a motorblokkhoz hasonlóan az alvázra van felszerelve.A forgórész a motor egyetlen mozgó része, hasonlóan a főtengelyhez, amely a nyomatékot a sebességváltón és a differenciálműön keresztül küldi ki.
Az állórész három részből áll: állórész magból, állórész tekercselésből és keretből.Az állórész testében található számos párhuzamos horony egymásba kapcsolt réztekercsekkel van kitöltve.
Ezek a tekercsek rendezett hajtűs rézbetéteket tartalmaznak, amelyek növelik a rés kitöltési sűrűségét és a közvetlen vezeték-huzal érintkezést.A sűrű tekercsek növelik a nyomatékkapacitást, míg a végek rendezettebben vannak elosztva, csökkentve a tömeget egy kisebb csomaghoz.
Állórész és forgórész▼
Az állórész fő funkciója a forgó mágneses mező (RMF) generálása, míg a forgórész fő funkciója az, hogy a forgó mágneses térben lévő mágneses erővonalak elvágják (kimeneti) áramot.
A motor háromfázisú váltóárammal állítja be a forgó mezőt, frekvenciáját és teljesítményét pedig a gyorsítóra reagáló teljesítményelektronika szabályozza.Az akkumulátorok egyenáramú (DC) eszközök, így az elektromos járművek teljesítményelektronikája tartalmaz egy DC-AC invertert, amely az állórészt a szükséges váltóárammal látja el, hogy létrehozza a rendkívül fontos változó forgó mágneses mezőt.
De érdemes kiemelni, hogy ezek a motorok egyben generátorok is, vagyis a kerekek visszahajtják az állórész belsejében lévő forgórészt, ezzel ellenkező irányba forgó mágneses teret indukálva, AC-DC átalakítón keresztül visszaküldve az akkumulátort.
Ez a regeneratív fékezésnek nevezett folyamat ellenállást hoz létre, és lelassítja a járművet.A regeneráció nemcsak az elektromos járművek kínálatának bővítésében áll, hanem a rendkívül hatékony hibrideknél is, mivel a kiterjedt regeneráció javítja az üzemanyag-fogyasztást.De a való világban a regeneráció nem olyan hatékony, mint az autó „gurítása”, amivel elkerülhető az energiaveszteség.
A legtöbb elektromos autó egysebességes sebességváltóra támaszkodik, hogy lelassítsa a motor és a kerekek közötti pörgést.A belső égésű motorokhoz hasonlóan az elektromos motorok is alacsony fordulatszámon és nagy terhelésen a leghatékonyabbak.
Míg az elektromos autók egyetlen fokozattal is megfelelő hatótávot érhetnek el, a nehezebb pickupok és SUV-k többsebességes sebességváltót használnak a hatótáv növelésére nagy sebességnél.
A többfokozatú elektromos autók ritkák, és ma már csak az Audi e-tron GT és a Porsche Taycan használ kétsebességes sebességváltót.
Három motortípus
A 19. században született aszinkronmotor forgórésze hosszirányú vezető anyagú rétegekből vagy csíkokból áll, leggyakrabban rézből és néha alumíniumból.Az állórész forgó mágneses tere áramot indukál ezekben a lapokban, ami viszont egy elektromágneses mezőt (EMF) hoz létre, amely forogni kezd az állórész forgó mágneses mezőjében.
Az indukciós motorokat aszinkron motoroknak nevezik, mert az indukált elektromágneses mezőt és a forgási nyomatékot csak akkor lehet létrehozni, ha a forgórész fordulatszáma elmarad a forgó mágneses tértől.Az ilyen típusú motorok elterjedtek, mivel nem igényelnek ritkaföldfém-mágneseket, és viszonylag olcsón gyárthatók.De kevésbé képesek elvezetni a hőt tartósan nagy terhelés mellett, és eredendően kevésbé hatékonyak alacsony sebességnél.
Állandó mágneses motor, ahogy a neve is sugallja, a forgórészének megvan a maga mágnesessége, és nincs szükség energiára a rotor mágneses mezőjének létrehozásához.Alacsony sebességnél hatékonyabbak.Az ilyen forgórész az állórész forgó mágneses terével is szinkronban forog, ezért szinkronmotornak nevezik.
A rotor mágnesekkel való egyszerű becsomagolása azonban megvan a maga problémája.Először is, ehhez nagyobb mágnesekre van szükség, és a hozzáadott súly miatt nehéz lehet szinkronban tartani nagy sebességnél.De a nagyobb probléma az úgynevezett nagy sebességű „back EMF”, amely növeli a légellenállást, korlátozza a csúcsteljesítményt, és túlzott hőt termel, ami károsíthatja a mágneseket.
Ennek a problémának a megoldására a legtöbb elektromos jármű állandó mágneses motorja belső állandó mágnesekkel (IPM) rendelkezik, amelyek páronként hosszirányú V-alakú barázdákba csúsznak, amelyek a rotor vasmagjának felülete alatt több lebenyben vannak elrendezve.
A V-horony biztonságosan tartja az állandó mágneseket nagy fordulatszámon, de reluktancia nyomatékot hoz létre a mágnesek között.A mágneseket vagy vonzzák vagy taszítják más mágnesek, de a szokásos reluktancia vonzza a vas rotor szárnyait a forgó mágneses térhez.
Az állandó mágnesek alacsony fordulatszámon lépnek működésbe, míg a reluktancia-nyomaték nagy fordulatszámon veszi át az uralmat.Ebben a szerkezetben Priust használják.
Az utolsó típusú áramgerjesztésű motor csak nemrég jelent meg az elektromos járművekben. Mindkét fenti kefe nélküli motor. A hagyományos bölcsesség szerint a kefe nélküli motorok az egyetlen életképes megoldás az elektromos járművek számára.A BMW pedig a közelmúltban szembeszállt a normákkal, és kefés áramgerjesztésű AC szinkronmotorokat szerelt fel az új i4 és iX modellekre.
Az ilyen típusú motorok forgórésze kölcsönhatásba lép az állórész forgó mágneses mezőjével, pontosan úgy, mint egy állandó mágneses forgórész, de állandó mágnesek helyett hat széles rézlebenyet használ, amelyek egy egyenáramú akkumulátor energiáját használják fel a szükséges elektromágneses mező létrehozására. .
Ehhez csúszógyűrűket és rugós keféket kell felszerelni a forgórész tengelyére, ezért vannak, akik attól tartanak, hogy a kefék elkopnak és felhalmozódnak, ezért felhagynak ezzel a módszerrel.Míg a kefesor egy külön burkolatba van zárva, eltávolítható burkolattal, még nem kell tudni, hogy a kefe kopása nem okoz-e problémát.
Az állandó mágnesek hiánya elkerüli a ritkaföldfémek árának növekedését és a bányászat környezeti hatásait.Ez a megoldás a forgórész mágneses térerősségének változtatását is lehetővé teszi, így további optimalizálást tesz lehetővé.Ennek ellenére a rotor meghajtása még mindig fogyaszt némi energiát, ami miatt ezek a motorok kevésbé hatékonyak, különösen alacsony fordulatszámon, ahol a mágneses tér létrehozásához szükséges energia a teljes fogyasztás nagyobb hányadát teszi ki.
Az elektromos járművek rövid történetében az áramgerjesztett váltakozóáramú szinkronmotorok viszonylag újak, és még mindig bőven van lehetőség az új ötletek kidolgozására, és jelentős fordulópontok is történtek, például a Tesla az indukciós motorok koncepcióitól az állandó felé mozdult el. mágnesek szinkron motor.Kevesebb mint egy évtizede járunk a modern elektromos járművek korszakában, és még csak most kezdünk.
Feladás időpontja: 2023. január 21