Araba tutkunları her zaman motorlar konusunda fanatik olmuştur, ancak elektrifikasyon durdurulamaz ve bazı kişilerin bilgi rezervlerinin güncellenmesi gerekebilir.
Bugün en tanıdık olanı, aynı zamanda benzinle çalışan çoğu aracın güç kaynağı olan dört zamanlı çevrim motorudur.İçten yanmalı motorların dört zamanlı, iki zamanlı ve Wankel rotorlu motorlarına benzer şekilde elektrikli araç motorları da rotor farklılıklarına göre senkron motorlar ve asenkron motorlar olarak ikiye ayrılabilir. Asenkron motorlara asenkron motorlar da denir, senkron motorlarda ise kalıcı mıknatıslar bulunur. ve motoru uyarmak için akım.
Stator ve Rotor
Her türlü elektrikli araç motoru iki ana parçadan oluşur: stator ve rotor.
Stator▼
Stator, motorun sabit kalan kısmıdır ve motor bloğu gibi şase üzerine monte edilen, motorun sabit gövdesidir.Rotor, motorun, krank miline benzer şekilde, şanzıman ve diferansiyel aracılığıyla torku gönderen tek hareketli parçasıdır.
Stator üç parçadan oluşur: stator çekirdeği, stator sargısı ve çerçeve.Statorun gövdesindeki çok sayıda paralel oluk, birbirine bağlı bakır sargılarla doldurulmuştur.
Bu sargılar, yuva doldurma yoğunluğunu artıran ve kablolar arası teması doğrudan artıran düzgün bakır tokası ekler içerir.Yoğun sargılar tork kapasitesini arttırırken, uçlar daha düzgün bir şekilde kademeli hale getirilerek daha küçük bir genel paket için hacim azaltılır.
Stator ve rotor▼
Statorun ana işlevi, dönen bir manyetik alan (RMF) oluşturmaktır, rotorun ana işlevi ise, dönen manyetik alandaki manyetik kuvvet çizgileri tarafından kesilerek akım (çıkış) üretmektir.
Motor, dönme alanını ayarlamak için üç fazlı alternatif akım kullanıyor ve frekansı ve gücü, gaz pedalına yanıt veren güç elektroniği tarafından kontrol ediliyor.Piller doğru akım (DC) cihazlarıdır, dolayısıyla elektrikli aracın güç elektroniği, çok önemli değişken dönen manyetik alanı oluşturmak için statora gerekli AC akımını sağlayan bir DC-AC invertör içerir.
Ancak bu motorların aynı zamanda jeneratör olduğunu da belirtmekte fayda var; yani tekerlekler statorun içindeki rotoru geri çalıştıracak, diğer yönde dönen bir manyetik alan oluşturacak ve gücü bir AC-DC dönüştürücü aracılığıyla aküye geri gönderecek.
Rejeneratif frenleme olarak bilinen bu süreç sürtünme yaratır ve aracı yavaşlatır.Kapsamlı yenileme yakıt ekonomisini iyileştirdiğinden, yenileme yalnızca elektrikli araçların menzilini genişletmenin değil, aynı zamanda yüksek verimli hibritlerin de merkezinde yer alır.Ancak gerçek dünyada yenilenme, enerji kaybını önleyen "arabayı döndürmek" kadar verimli değildir.
Çoğu EV, motor ve tekerlekler arasındaki dönüşü yavaşlatmak için tek vitesli şanzımana güvenir.İçten yanmalı motorlar gibi, elektrik motorları da düşük devirde ve yüksek yükte en verimlidir.
Bir EV, tek bir vitesle yeterli menzile sahip olabilirken, daha ağır pikaplar ve SUV'lar, yüksek hızlarda menzili artırmak için çok vitesli şanzımanlar kullanır.
Çok vitesli EV'ler nadirdir ve bugün yalnızca Audi e-tron GT ve Porsche Taycan iki vitesli şanzımanı kullanmaktadır.
Üç Motor Tipi
19. yüzyılda doğmuş olan endüksiyon motorunun rotoru, çoğunlukla bakır ve bazen alüminyum olmak üzere uzunlamasına iletken katmanlardan veya iletken malzemeden şeritlerden oluşur.Statorun dönen manyetik alanı bu tabakalarda bir akım indükler ve bu da statorun dönen manyetik alanı içinde dönmeye başlayan bir elektromanyetik alan (EMF) oluşturur.
Asenkron motorlara asenkron motorlar denir çünkü indüklenen elektromanyetik alan ve dönme momenti yalnızca rotor hızı dönen manyetik alanın gerisinde kaldığında üretilebilir.Bu tür motorlar yaygındır çünkü nadir toprak mıknatıslarına ihtiyaç duymazlar ve üretimleri nispeten ucuzdur.Ancak sürekli yüksek yüklerde ısıyı dağıtma konusunda daha az yeteneklidirler ve doğası gereği düşük hızlarda daha az verimlidirler.
Kalıcı mıknatıslı motor, adından da anlaşılacağı gibi, rotorunun kendi manyetizmasına sahiptir ve rotorun manyetik alanını oluşturmak için güce ihtiyaç duymaz.Düşük hızlarda daha verimlidirler.Böyle bir rotor aynı zamanda statorun dönen manyetik alanıyla senkron olarak döner, dolayısıyla senkron motor olarak adlandırılır.
Ancak rotoru mıknatıslarla sarmanın da kendine has sorunları var.Birincisi, bunun için daha büyük mıknatıslar gerekir ve eklenen ağırlıkla birlikte yüksek hızlarda senkronizasyonu sağlamak zor olabilir.Ancak daha büyük sorun, sürtünmeyi artıran, üst düzey gücü sınırlayan ve mıknatıslara zarar verebilecek aşırı ısı üreten, yüksek hızlı "geri EMF" olarak adlandırılan şeydir.
Bu sorunu çözmek için, elektrikli araçların sabit mıknatıslı motorlarının çoğunda, rotorun demir çekirdeğinin yüzeyinin altında birden fazla lob halinde düzenlenmiş uzunlamasına V şeklindeki oluklara çiftler halinde kayan dahili kalıcı mıknatıslar (IPM'ler) bulunur.
V-oluğu, kalıcı mıknatısları yüksek hızlarda güvende tutar ancak mıknatıslar arasında bir isteksizlik torku oluşturur.Mıknatıslar diğer mıknatıslar tarafından ya çekilir ya da itilir, ancak sıradan isteksizlik demir rotorun loblarını dönen manyetik alana çeker.
Kalıcı mıknatıslar düşük hızlarda devreye girerken, yüksek hızlarda isteksizlik torku devreye girer.Bu yapıda Prius kullanılmıştır.
Akımla uyarılan motorların son türü ise son zamanlarda elektrikli araçlarda ortaya çıktı. Yukarıdakilerin her ikisi de fırçasız motorlardır. Geleneksel görüş, fırçasız motorların elektrikli araçlar için tek uygun seçenek olduğu yönündedir.Ve BMW yakın zamanda normlara karşı çıktı ve yeni i4 ve iX modellerine fırçalanmış akımla uyarılmış AC senkron motorlar taktı.
Bu tip motorun rotoru, tıpkı sabit mıknatıslı bir rotor gibi, statorun dönen manyetik alanıyla etkileşime girer, ancak kalıcı mıknatıslara sahip olmak yerine, gerekli elektromanyetik alanı oluşturmak için bir DC pilden gelen enerjiyi kullanan altı geniş bakır lob kullanır. .
Bu, rotor miline kayar halkaların ve yaylı fırçaların takılmasını gerektirir, bu nedenle bazı kişiler, fırçaların aşınıp toz biriktireceğinden korkar ve bu yöntemi terk eder.Fırça dizisi çıkarılabilir bir kapakla ayrı bir mahfaza içine alınmış olsa da, fırça aşınmasının bir sorun olup olmadığı henüz bilinmiyor.
Kalıcı mıknatısların bulunmaması, nadir toprak elementlerinin artan maliyetini ve madenciliğin çevresel etkisini önler.Bu çözüm aynı zamanda rotorun manyetik alan kuvvetinin değiştirilmesini de mümkün kılarak daha fazla optimizasyona olanak sağlar.Yine de, rotora güç vermek hala bir miktar güç tüketiyor ve bu da bu motorları, özellikle manyetik alanı oluşturmak için gereken enerjinin toplam tüketimin daha büyük bir kısmını oluşturduğu düşük hızlarda daha az verimli hale getiriyor.
Elektrikli araçların kısa tarihinde, akım uyarımlı AC senkron motorlar nispeten yenidir ve yeni fikirlerin geliştirilmesi için hala çok yer vardır ve Tesla'nın asenkron motor konseptlerinden kalıcı motor konseptlerine geçişi gibi önemli dönüm noktaları olmuştur. mıknatıslı senkron motor.Modern EV çağına on yıldan az bir süre kaldı ve daha yeni başlıyoruz.
Gönderim zamanı: Ocak-21-2023