Љубитељи аутомобила су одувек били фанатични у вези са моторима, али електрификација је незаустављива, а резерве знања неких људи ће можда морати да се ажурирају.
Данас је најпознатији четворотактни мотор, који је такође извор снаге за већину возила на бензин.Слично четворотактним, двотактним и Ванкеловим роторским моторима мотора са унутрашњим сагоревањем, мотори електричних возила се према разлици у роторима могу поделити на синхроне и асинхроне моторе.Асинхрони мотори се називају и индукциони мотори, док синхрони мотори садрже трајне магнете.и струја за узбуђење мотора.
Статор и ротор
Сви типови мотора електричних возила састоје се од два главна дела: статора и ротора.
Статор▼
Статор је део мотора који остаје непомичан и фиксно је кућиште мотора, постављено на шасију попут блока мотора.Ротор је једини покретни део мотора, сличан радилици, који шаље обртни момент кроз мењач и диференцијал.
Статор се састоји од три дела: језгра статора, намотаја статора и оквира.Многи паралелни жлебови у телу статора испуњени су међусобно повезаним бакарним намотајима.
Ови намотаји садрже уредне бакарне уметке који повећавају густину пуњења прореза и директан контакт жица-жица.Густи намотаји повећавају капацитет обртног момента, док су крајеви уредно постављени, смањујући запремину за мањи укупни пакет.
Статор и ротор▼
Главна функција статора је да генерише ротирајуће магнетно поље (РМФ), док је главна функција ротора да га пресецају линије магнетне силе у ротирајућем магнетном пољу како би се створила (излазна) струја.
Мотор користи трофазну наизменичну струју за подешавање обртног поља, а његову фреквенцију и снагу контролише енергетска електроника која реагује на акцелератор.Батерије су уређаји једносмерне струје (ДЦ), тако да електроника електричног возила укључује ДЦ-АЦ инвертер који напаја статор потребном наизменичном струјом да би се створило веома важно променљиво ротационо магнетно поље.
Али вреди истаћи да су ови мотори такође генератори, што значи да ће точкови померати ротор унутар статора, изазивајући ротирајуће магнетно поље у другом смеру, шаљући снагу назад у батерију преко АЦ-ДЦ претварача.
Овај процес, познат као регенеративно кочење, ствара отпор и успорава возило.Регенерација је у основи не само проширења домета електричних возила, већ и високо ефикасних хибрида, пошто обимна регенерација побољшава економичност горива.Али у стварном свету, регенерација није тако ефикасна као „котрљање аутомобила“, чиме се избегава губитак енергије.
Већина ЕВ се ослања на једнобрзински мењач да успори окретање између мотора и точкова.Као и мотори са унутрашњим сагоревањем, електромотори су најефикаснији при малим обртајима и великом оптерећењу.
Док би ЕВ могао добити пристојан домет са једном брзином, тежи пикапи и СУВ-ови користе вишебрзинске мењаче за повећање домета при великим брзинама.
ЕВ са више брзина су неуобичајени, а данас само Ауди е-трон ГТ и Порсцхе Таицан користе двобрзинске мењаче.
Три типа мотора
Рођен у 19. веку, ротор индукционог мотора се састоји од уздужних слојева или трака проводног материјала, најчешће бакра, а понекад и алуминијума.Ротирајуће магнетно поље статора индукује струју у овим листовима, што заузврат ствара електромагнетно поље (ЕМФ) које почиње да се ротира унутар ротирајућег магнетног поља статора.
Индукциони мотори се називају асинхрони мотори јер се индуковано електромагнетно поље и обртни момент могу генерисати само када брзина ротора заостаје за ротирајућим магнетним пољем.Ови типови мотора су уобичајени јер не захтевају магнете од ретке земље и релативно су јефтини за производњу.Али они су мање способни да расипају топлоту при трајним великим оптерећењима и инхерентно су мање ефикасни при малим брзинама.
Мотор са трајним магнетом, као што име говори, његов ротор има сопствени магнетизам и не захтева снагу за стварање магнетног поља ротора.Они су ефикаснији при малим брзинама.Такав ротор се такође окреће синхроно са обртним магнетним пољем статора, па се назива синхрони мотор.
Међутим, једноставно омотавање ротора магнетима има своје проблеме.Прво, ово захтева веће магнете, а са додатном тежином, може бити тешко да се синхронизује при великим брзинама.Али већи проблем је такозвани „позадински ЕМФ“ велике брзине, који повећава отпор, ограничава врхунску снагу и ствара вишак топлоте која може оштетити магнете.
Да би се решио овај проблем, већина мотора са трајним магнетима за електрична возила има унутрашње перманентне магнете (ИПМ) који клизе у паровима у уздужне жлебове у облику слова В, распоређене у више режњева испод површине гвозденог језгра ротора.
В-жљеб одржава трајне магнете безбедним при великим брзинама, али ствара обртни момент отпора између магнета.Магнети се или привлаче или одбијају од других магнета, али обична невољност привлачи режњеве гвозденог ротора у ротирајуће магнетно поље.
Трајни магнети ступају у игру при малим брзинама, док обртни момент одбијања преузима при великим брзинама.У овој структури се користи Приус.
Последњи тип мотора са струјом се тек недавно појавио у електричним возилима.Оба горе наведена су мотори без четкица.Уобичајена мудрост сматра да су мотори без четкица једина одржива опција за електрична возила.А БМВ је недавно кренуо против норме и уградио синхроне моторе на наизменичну струју са брушеном струјом на нове и4 и иКс моделе.
Ротор овог типа мотора је у интеракцији са ротирајућим магнетним пољем статора, баш као ротор са трајним магнетом, али уместо да има трајне магнете, користи шест широких бакарних режњева који користе енергију из ДЦ батерије да би створили неопходно електромагнетно поље .
Ово захтева да се клизни прстенови и опружне четке уграде на осовину ротора, па се неки људи плаше да ће се четке истрошити и акумулирати прашину и напустити ову методу.Док је низ четкица затворен у посебно кућиште са поклопцем који се може уклонити, остаје да се види да ли је трошење четкица проблем.
Одсуство трајних магнета избегава све веће цене ретких земаља и утицај рударства на животну средину.Ово решење такође омогућава да се мења јачина магнетног поља ротора, чиме се омогућава даља оптимизација.Ипак, напајање ротора и даље троши одређену снагу, што ове моторе чини мање ефикасним, посебно при малим брзинама, где је енергија потребна за стварање магнетног поља већи део укупне потрошње.
У краткој историји електричних возила, струјно узбуђени синхрони мотори наизменичне струје су релативно нови, и још увек има много простора за развој нових идеја, а било је и великих прекретница, као што је Теслин прелазак са концепта индукционог мотора на трајни магнети синхрони мотор.А ми смо мање од једне деценије у ери модерног електричног возила и тек почињемо.
Време поста: Јан-21-2023