Љубителите на автомобили отсекогаш биле фанатични за моторите, но електрификацијата е незапирлива, а резервите на знаење на некои луѓе можеби ќе треба да се ажурираат.
Најпознат денес е моторот со четири тактни циклуси, кој исто така е извор на енергија за повеќето возила на бензин.Слично на четиритактните, двотактните и роторските мотори Ванкел кај моторите со внатрешно согорување, моторите на електричните возила можат да се поделат на синхрони и асинхрони мотори според разликата во роторите. Асинхроните мотори се нарекуваат и асинхрони, додека синхроните мотори содржат постојани магнети. и струја за возбудување на моторот.
Статор и ротор
Сите типови на мотори на електрични возила се состојат од два главни дела: статор и ротор.
Статор ▼
Статорот е дел од моторот кој останува неподвижен и е фиксно куќиште на моторот, поставено на шасијата како блокот на моторот.Роторот е единствениот подвижен дел од моторот, сличен на коленестото вратило, кој го испраќа вртежниот момент низ менувачот и диференцијалот.
Статорот е составен од три дела: јадро на статорот, намотување на статорот и рамка.Многуте паралелни жлебови во телото на статорот се исполнети со меѓусебно поврзани бакарни намотки.
Овие намотки содржат уредни бакарни влошки за фиба што ја зголемуваат густината на полнењето на процепот и директниот контакт од жица до жица.Густите намотки го зголемуваат капацитетот на вртежниот момент, додека краевите се уредно зашеметени, намалувајќи го најголемиот дел за помал целокупен пакет.
Статор и ротор ▼
Главната функција на статорот е да генерира ротирачко магнетно поле (RMF), додека главната функција на роторот е да се пресече со линиите на магнетната сила во ротирачкото магнетно поле за да се генерира (излезна) струја.
Моторот користи трифазна наизменична струја за да го постави ротирачкото поле, а неговата фреквенција и моќност се контролирани од електрониката за напојување што реагира на педалот за гас.Батериите се уреди со директна струја (DC), така што електрониката за напојување на електричното возило вклучува DC-AC инвертер кој го снабдува статорот со потребната наизменична струја за да се создаде многу важно променливо ротирачко магнетно поле.
Но, вреди да се истакне дека овие мотори се исто така генератори, што значи дека тркалата ќе го повлечат роторот во статорот, предизвикувајќи ротирачко магнетно поле во другата насока, испраќајќи ја енергијата назад до батеријата преку AC-DC конвертор.
Овој процес, познат како регенеративно сопирање, создава влечење и го забавува возилото.Регенерацијата е основата не само на проширувањето на опсегот на електрични возила, туку и на високоефикасните хибриди, бидејќи екстензивната регенерација ја подобрува економичноста на горивото.Но, во реалниот свет, регенерацијата не е толку ефикасна како „превртување на автомобилот“, со што се избегнува загубата на енергија.
Повеќето електрични возила се потпираат на менувач со една брзина за да го забави центрифугата помеѓу моторот и тркалата.Како и моторите со внатрешно согорување, електромоторите се најефикасни при мали вртежи во минута и големо оптоварување.
Додека EV може да добие пристоен опсег со една брзина, потешките пикапи и SUV возилата користат повеќебрзински менувачи за да го зголемат опсегот при големи брзини.
ЕВ со повеќе брзини се невообичаени, а денес само Audi e-tron GT и Porsche Taycan користат менувачи со две брзини.
Три типа мотори
Роден во 19 век, роторот на индукциониот мотор се состои од надолжни слоеви или ленти од спроводлив материјал, најчесто бакар, а понекогаш и алуминиум.Ротирачкото магнетно поле на статорот индуцира струја во овие листови, што пак создава електромагнетно поле (ЕМП) кое почнува да ротира во рамките на ротирачкото магнетно поле на статорот.
Индукционите мотори се нарекуваат асинхрони мотори бидејќи индуцираното електромагнетно поле и ротациониот вртежен момент може да се генерираат само кога брзината на роторот заостанува зад ротирачкото магнетно поле.Овие типови на мотори се вообичаени бидејќи не бараат магнети за ретки земји и се релативно евтини за производство.Но, тие се помалку способни да ја исфрлаат топлината при постојани високи оптоварувања и се инхерентно помалку ефикасни при мали брзини.
Мотор со постојан магнет, како што сугерира името, неговиот ротор има свој магнетизам и не бара струја за да се создаде магнетно поле на роторот.Тие се поефикасни при мали брзини.Таквиот ротор исто така ротира синхроно со ротирачкото магнетно поле на статорот, па затоа се нарекува синхрон мотор.
Меѓутоа, едноставното завиткување на роторот со магнети има свои проблеми.Прво, ова бара поголеми магнети, а со дополнителна тежина, може да биде тешко да се задржи синхронизацијата при големи брзини.Но, поголемиот проблем е таканаречениот „заден EMF“ со голема брзина, кој го зголемува отпорот, ја ограничува моќноста на врвот и генерира вишок топлина што може да ги оштети магнетите.
За да се реши овој проблем, повеќето мотори со постојан магнет за електрични возила имаат внатрешни постојани магнети (IPM) кои се лизгаат во парови во надолжни жлебови во облик на V, распоредени во повеќе лобуси под површината на железното јадро на роторот.
В-жлебот ги одржува постојаните магнети безбедни при големи брзини, но создава вртежен момент помеѓу магнетите.Магнетите или се привлекуваат или се одбиваат од други магнети, но обичната неподготвеност ги привлекува лобусите на железниот ротор кон ротирачкото магнетно поле.
Постојаните магнети влегуваат во игра при мали брзини, додека вртежниот момент на одбивноста го презема при големи брзини.Приус се користи во оваа структура.
Последниот тип на мотор возбуден од струја неодамна се појави кај електричните возила. И двете од горенаведените се мотори без четки. Конвенционалната мудрост тврди дека моторите без четки се единствената остварлива опција за електрични возила.И BMW неодамна тргна против нормата и инсталираше синхрони наизменична струја со четкана струја на новите модели i4 и iX.
Роторот на овој тип мотор е во интеракција со ротирачкото магнетно поле на статорот, токму како роторот со постојан магнет, но наместо да има постојани магнети, тој користи шест широки бакарни лобуси кои користат енергија од DC батерија за да го создадат потребното електромагнетно поле. .
Ова бара да се вградат лизгачки прстени и пружински четки на вратилото на роторот, така што некои луѓе се плашат дека четките ќе се истрошат и ќе акумулираат прашина и ќе го напуштат овој метод.Додека низата на четките е затворена во посебно куќиште со отстранлив капак, останува да се види дали абењето на четката е проблем.
Отсуството на постојани магнети ја избегнува зголемената цена на ретките земји и влијанието на рударството врз животната средина.Ова решение овозможува и менување на јачината на магнетното поле на роторот, со што се овозможува понатамошна оптимизација.Сепак, напојувањето на роторот сè уште троши одредена енергија, што ги прави овие мотори помалку ефикасни, особено при мали брзини, каде што енергијата потребна за создавање на магнетното поле е поголем дел од вкупната потрошувачка.
Во кратката историја на електричните возила, актуелно возбудените AC синхрони мотори се релативно нови, и има уште многу простор за развој на нови идеи, а имаше и големи пресвртници, како што е преминот на Тесла од концепти на асинхрони мотори во постојани магнети синхрон мотор.И ние сме помалку од една деценија во ерата на модерното EV, и само што почнуваме.
Време на објавување: 21 јануари 2023 година