Automašīnu entuziasti vienmēr ir bijuši fanātiski par dzinējiem, taču elektrifikācija ir neapturama, un dažu cilvēku zināšanu rezerves, iespējams, būs jāatjaunina.
Mūsdienās vispazīstamākais ir četrtaktu cikla dzinējs, kas ir arī enerģijas avots lielākajai daļai ar benzīnu darbināmu transportlīdzekļu.Līdzīgi kā iekšdedzes dzinēju četrtaktu, divtaktu un Vankela rotoru dzinējos, arī elektromobiļu motorus pēc rotoru atšķirības var iedalīt sinhronajos un asinhronajos motoros. Asinhronos motorus sauc arī par indukcijas motoriem, savukārt sinhronie motori satur pastāvīgos magnētus. un strāva motora ierosināšanai.
Stators un rotors
Visu veidu elektrisko transportlīdzekļu motori sastāv no divām galvenajām daļām: statora un rotora.
Stators▼
Stators ir tā motora daļa, kas paliek nekustīga un ir fiksēts motora korpuss, kas uzstādīts uz šasijas tāpat kā motora bloks.Rotors ir vienīgā kustīgā motora daļa, līdzīgi kā kloķvārpstai, kas sūta griezes momentu caur transmisiju un diferenciāli.
Stators sastāv no trim daļām: statora serdes, statora tinuma un rāmja.Daudzās paralēlās rievas statora korpusā ir piepildītas ar savstarpēji savienotiem vara tinumiem.
Šajos tinumos ir glīti matadata vara ieliktņi, kas palielina spraugas piepildījuma blīvumu un tiešo vadu kontaktu.Blīvi tinumi palielina griezes momenta jaudu, savukārt gali ir glītāk izkārtoti, samazinot tilpumu mazākam kopējam iepakojumam.
Stators un rotors▼
Statora galvenā funkcija ir ģenerēt rotējošu magnētisko lauku (RMF), savukārt rotora galvenā funkcija ir griezt ar magnētiskajām spēka līnijām rotējošā magnētiskajā laukā, lai radītu (izejas) strāvu.
Motors izmanto trīsfāzu maiņstrāvu, lai iestatītu rotējošo lauku, un tā frekvenci un jaudu kontrolē jaudas elektronika, kas reaģē uz akseleratoru.Akumulatori ir līdzstrāvas (DC) ierīces, tāpēc elektriskā transportlīdzekļa jaudas elektronikā ir iekļauts līdzstrāvas-maiņstrāvas pārveidotājs, kas piegādā statoru ar nepieciešamo maiņstrāvu, lai radītu visu svarīgo mainīgo rotējošo magnētisko lauku.
Bet ir vērts norādīt, ka šie motori ir arī ģeneratori, kas nozīmē, ka riteņi virzīs rotoru statora iekšpusē, izraisot rotējošu magnētisko lauku otrā virzienā, nosūtot enerģiju atpakaļ uz akumulatoru, izmantojot maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāju.
Šis process, kas pazīstams kā reģeneratīvā bremzēšana, rada pretestību un palēnina transportlīdzekli.Reģenerācija ir ne tikai elektrisko transportlīdzekļu klāsta paplašināšanas, bet arī ļoti efektīvu hibrīdu pamatā, jo plaša reģenerācija uzlabo degvielas ekonomiju.Taču reālajā pasaulē reģenerācija nav tik efektīva kā “mašīnas ripināšana”, kas ļauj izvairīties no enerģijas zudumiem.
Lielākā daļa EV paļaujas uz viena ātruma transmisiju, lai palēninātu griešanos starp motoru un riteņiem.Tāpat kā iekšdedzes dzinēji, arī elektromotori ir visefektīvākie pie zemiem apgriezieniem un lielas slodzes.
Lai gan EV varētu sasniegt pienācīgu diapazonu ar vienu pārnesumu, smagāki pikapi un SUV izmanto vairāku ātrumu transmisiju, lai palielinātu diapazonu lielā ātrumā.
Vairāku pārnesumu EV ir neparasti, un mūsdienās tikai Audi e-tron GT un Porsche Taycan izmanto divu ātrumu transmisiju.
Trīs motoru veidi
Dzimis 19. gadsimtā, asinhronā motora rotors sastāv no vadoša materiāla gareniskiem slāņiem vai sloksnēm, visbiežāk no vara un dažreiz alumīnija.Statora rotējošais magnētiskais lauks inducē strāvu šajās loksnēs, kas savukārt rada elektromagnētisko lauku (EMF), kas sāk griezties statora rotējošajā magnētiskajā laukā.
Asinhronos motorus sauc par asinhroniem motoriem, jo inducēto elektromagnētisko lauku un rotācijas griezes momentu var radīt tikai tad, kad rotora ātrums atpaliek no rotējošā magnētiskā lauka.Šāda veida motori ir izplatīti, jo tiem nav nepieciešami retzemju magnēti un to ražošana ir salīdzinoši lēta.Taču tie ir mazāk spējīgi izkliedēt siltumu pie ilgstošas lielas slodzes, un tie pēc būtības ir mazāk efektīvi zemā ātrumā.
Pastāvīgā magnēta motors, kā norāda nosaukums, tā rotoram ir savs magnētisms, un tam nav nepieciešama jauda, lai izveidotu rotora magnētisko lauku.Tie ir efektīvāki zemā ātrumā.Šāds rotors griežas arī sinhroni ar statora rotējošo magnētisko lauku, tāpēc to sauc par sinhrono motoru.
Tomēr, vienkārši ietinot rotoru ar magnētiem, ir savas problēmas.Pirmkārt, tam ir nepieciešami lielāki magnēti, un, ņemot vērā pievienoto svaru, var būt grūti sinhronizēt ar lielu ātrumu.Bet lielāka problēma ir tā sauktais ātrgaitas “aizmugures EMF”, kas palielina pretestību, ierobežo augstākās klases jaudu un rada lieko siltumu, kas var sabojāt magnētus.
Lai atrisinātu šo problēmu, lielākajai daļai elektrisko transportlīdzekļu pastāvīgo magnētu motoru ir iekšējie pastāvīgie magnēti (IPM), kas pa pāriem slīd gareniskās V formas rievās, kas ir izvietotas vairākās daivās zem rotora dzelzs serdes virsmas.
V veida grope nodrošina pastāvīgo magnētu drošību lielā ātrumā, bet rada pretestības griezes momentu starp magnētiem.Magnētus vai nu piesaista vai atgrūž citi magnēti, bet parastā nevēlēšanās pievelk dzelzs rotora daivas rotējošajam magnētiskajam laukam.
Pastāvīgie magnēti darbojas pie maziem apgriezieniem, savukārt pretestības griezes moments pārņem lielu ātrumu.Šajā struktūrā tiek izmantots Prius.
Pēdējais strāvas ierosmes motora veids tikai nesen parādījās elektriskajos transportlīdzekļos. Abi iepriekš minētie ir bezsuku motori. Tradicionālā gudrība uzskata, ka bezsuku motori ir vienīgā dzīvotspējīgā iespēja elektriskajiem transportlīdzekļiem.Un BMW nesen ir rīkojies pretrunā ar normām un jaunajiem i4 un iX modeļiem uzstādījis maiņstrāvas ierosinātos sinhronos motorus.
Šāda veida motora rotors mijiedarbojas ar statora rotējošo magnētisko lauku, tieši tāpat kā pastāvīgā magnēta rotors, taču pastāvīgo magnētu vietā tas izmanto sešas platas vara daivas, kas izmanto enerģiju no līdzstrāvas akumulatora, lai radītu nepieciešamo elektromagnētisko lauku. .
Šim nolūkam uz rotora vārpstas ir jāuzstāda slīdgredzeni un atsperu birstes, tāpēc daži cilvēki baidās, ka birstes nolietosies un uzkrāsies putekļi, un atsakās no šīs metodes.Lai gan suku bloks ir ievietots atsevišķā korpusā ar noņemamu vāku, atliek noskaidrot, vai otas nodilums ir problēma.
Pastāvīgo magnētu trūkums ļauj izvairīties no retzemju metālu izmaksu pieauguma un ieguves ietekmes uz vidi.Šis risinājums arī dod iespēju mainīt rotora magnētiskā lauka intensitāti, tādējādi nodrošinot turpmāku optimizāciju.Tomēr rotora darbināšana joprojām patērē zināmu jaudu, kas padara šos motorus mazāk efektīvus, it īpaši zemā ātrumā, kur magnētiskā lauka radīšanai nepieciešamā enerģija ir lielāka daļa no kopējā patēriņa.
Īsajā elektrisko transportlīdzekļu vēsturē ar strāvu saistīti maiņstrāvas sinhronie motori ir salīdzinoši jauni, un joprojām ir daudz vietas jaunu ideju attīstībai, un ir bijuši lieli pagrieziena punkti, piemēram, Tesla pāreja no asinhrono motoru koncepcijas uz pastāvīgiem. magnēti sinhronais motors.Un mēs esam iegājuši mazāk nekā desmit gadus mūsdienu EV laikmetā, un mēs tikai sākam.
Izlikšanas laiks: 21. janvāris 2023. gada laikā