Мотор электрический



img

В автомобилестроении применяют двигатели, работающие от электрической энергии. Они отличаются от привычных для нас моторов: имеют специфические характеристики и функции. Двигатель для электромобиля может функционировать самостоятельно или параллельно с двигателем внутреннего сгорания. Также такие моторы бывают двух видов: синхронные и несинхронные. Можно сказать, что силовая авто с электродвигателем беспроигрышная и бесхитростная установка. При движении на нейтральной передаче аккумулятор электромобиля заряжается. Коэффициент полезного действия двигателя, работающего на электричестве, приближается к 90%, то есть практически весь объем выделенной энергии идёт на движение. Электродвигатель можно определить, как преобразователь одного вида энергии в другой, в частности, электрической в механическую с тепловым излучением.

Особенности и принцип работы электродвигателя


электромобиль

Существует ряд особенностей электродвигателей. Во-первых, перед запуском крутящий момент достигает максимума. Поэтому на машину с таким двигателем не стоит крепить стартер или сцепление. Во-вторых, электродвигатель для электромобиля работает в обширном промежутке оборотов. В связи с этим коробка переключения передач необязательна. Для перемены вращения двигателя достаточно просто поменять местами полярности, и этим выиграть на задней передаче. Двигателям для электромобиля необходимо соответствовать таким положениям:

  • обладание наиболее удобным и безопасным для работы строением;
  • гарантия прочности при применении;
  • наличие незначительных габаритов;
  • легкость в управлении;
  • современность прибора;
  • доступность электродвигателя.

Работа любого электродвигателя основана на индукции магнитной природы. Обычно электродвигатель состоит из двух элементов: статора и ротора. Статор — недвижимая часть, а второй элемент — крутящаяся. На катушки статора поступает непостоянный ток, что влечет за собой появление магнитного поля. Управляющий элемент выключает ток от одной катушки и передаёт его на следующую. В результате этого ротор приходит в движение. Скорость его оборотов определяется быстротой переключения напряжения с одной катушки статора на другую. Ротор бывает нескольких видов:

  • Короткозамкнутый;
  • Фазный, который применяют при необходимости уменьшить ток запуска и контролировать скорость кручения электромотора. Чаще всего, это двигатели электрической природы, применяемые в крановых системах.

На немощных двигателях используют индуктор, который имеет вид магнита. Якорем называют движимый элемент механизмов непеременного тока или же всеобщего мотора. Такой двигатель представляет собой прибор установленного тока, имеющий порядковую активацию обмотки и индуктора. Разница состоит лишь в количестве намотки. На неизменном токе нет сопротивления реактивной природы.

Разнообразие электродвигателей

электродвигатели

Двигатели электрической природы подразделяются на множество групп, в зависимости от критерия, лежащего в основе классификации. Исходя из появления момента вращения:

  • Гистерезисные — момент вращения появляется после гистерезиса в условиях полного изменения магнитных показателей ротора. Эта группа электродвигателей не особо используется в производстве.
  • Магнитоэлектрические — широко используются в производстве и потреблении. Эта группа включает двигатели неизменного и непостоянного тока.

Электродвигатель постоянного тока — мотор, который работает от неизменного электричества. Двигатель сменного тока — мотор, который функционирует на непостоянном токе. По типу своего функционирования они бывают синхронными и асинхронными. Различие между ними заключается в скорости кручения гармоники. В первой ситуации эта скорость равна частоте оборотов ротора. Во второй — скорости эти различаются. 


двигатель постоянного тока

Синхронные двигатели

Синхронный двигатель можно определить, как мотор, работающий на непостоянном токе. Его ротор двигается в унисон с полем магнитной природы источника напряжения. Такой тип электродвигателя целесообразно использовать при повышенной мощности: от 100 киловатт и более. Шаговые моторы — конкретный вид синхронных. Они характеризуются наличием дискретного углового движения ротора, который размещен в конкретном месте. Его положение обусловлено питанием, что подается на конкретную обмотку. Чтобы изменить местоположение ротора, нужно перенаправить напряжение между обмотками. Вентильный реактивный электродвигатель является еще одной разновидностью синхронных, питается составляющими-полупроводниками.

Асинхронный электродвигатель

Асинхронный электродвигатель — мотор непостоянного тока, где скорость кручения ротора отлична от этой характеристики у магнитного поля, созданного напряжением, которое создается источником питания. Такие двигатели, работающие от электричества, приобрели сегодня особую популярность.

В зависимости от щёточно-коллекторного узла, который может относиться к данной группе или не принадлежать ей, двигатели подразделяются на:

  1. Коллекторные;
  2. Бесколлекторные.

По типу активизации коллекторные электродвигатели принято делить на:


  • Моторы с активизацией от магнитов (электрических и постоянных);
  • Самовозбуждающиеся двигатели электрической природы, которые, также содержат группы.

Сюда относят электродвигатели с параллельным возбуждением, последовательным, или смешанным. Обмотка на якоре начинает свою работу соответственно одновременно или после начала функционирования обмотки активации. Бесколлекторные двигатели (их еще называют вентильными) — моторы электрической природы, включающие в себя индикатор ротора, элемент управления и индикатор-реобразователь.

В зависимости от численности фаз электродвигатели непостоянного тока делятся на такие группы:

  • Однофазные — активизируются вручную человеком. Они имеют цепь, которая сдвигает фазу и обмотку для запуска.
  • Двухфазные, включая конденсаторные.
  • Двигатели, имеющие три фазы.
  • Многофазные.


Выбор электрического двигателя

Чтобы выбрать электродвигатель для электромобиля правильно, нужно определиться с типом двигателя ознакомиться с техническими характеристиками конкретной модели и сопоставить их с собственными требованиями к данному прибору.

Тип электродвигателя

Двигатели постоянного тока не особо распространены сегодня, ведь зависимы от источника питания, за ними сложно ухаживать. Такие двигатели применяют на производстве. Синхронные электродвигатели улучшают характеристики сети, им не страшны перемены напряжения, обладают перегрузочной способностью и установленной скоростью вращения. Но такие моторы дорогостоящие и сложно устроенные. Их стоит использовать, если вы нуждаетесь в мощности от 100 киловатт. Асинхронные электродвигатели предназначены для незначительных нагрузок. Их довольно легко обслуживать, к тому же они доступны в цене. Но боятся резких перепадов напряжения. 

Модель конкретной мощности

При выборе окончательно убедитесь, что мощность приглянувшейся вам модели достаточна для работы конкретного прибора или механизма. Модели двигателей создаются для различных режимов работы. Поэтому прежде, чем приобрести мотор, убедитесь, что конкретная модель может функционировать на протяжении длительного времени без перерыва или же с легкостью выдерживает постоянные включения и отключения. Двигатель должен быть самоокупаемым, то есть энергоэффективным. Самый высокоэффективный электродвигатель — модель класса IE3. Именно они экономят много энергии и, соответственно, ваши деньги. Выбрать нужный именно вам электродвигатель достаточно просто. Следует учесть все описанные выше моменты и избрать идеально подходящую модель. Тем более, что выбор достаточно велик — сегодня многие отечественные и зарубежные производители предлагают свои приборы.Создание электродвигателей


электродвигатели

Моторы электрической природы применятся во многих отраслях промышленности и сельского хозяйства. Различные специализированные заводы и фирмы производят электродвигатели различного строения с определенными функциональными характеристиками.

Производство электрических двигателей — высокотехнологичный процесс, разбитый на этапы. Для начала нужно запастись материалами и проверить их на пригодность, а лишь потом приступать к процессу изготовления, который состоит из ряда этапов:

  • Создание металлических составляющих. Часто используется чугун, а литье производят с помощью форм из глины и песка.
  • Производство легких комплектующих из металла. Чаще всего применяют для этого алюминий. Литье создают с помощью сдавливающих форм. На этом этапе используют специализированную технику, которая обеспечивает создание давления.
  • С помощью термопластавтоматов создают полимерные элементы будущих электродвигателей.

  • Процесс заготовки вала, созданного из проката металла. Чтобы получить нужный элемент, достаточно всего лишь отрезать часть изделия нужной продолжительности.
  • Элементы крепления чаще всего закупают. Так как это почти ювелирная работа.
  • Процесс изготовления листов, из которых будут созданы статор и ротор. Для этого используют особый вид стали, электротехнической.
  • Процесс обрабатывания листов-основ ротора. Их прессуют и покрывают слоем алюминия.
  • Процесс обрабатывания листов-основ статора. Их прессуют и скрепляют скобами.
  • Следующий этап — изоляция, которую проводят с помощью специальных материалов.
  • Процесс обмотки может быть ручным или машинным, автоматизированным.
  • Процесс проверки сердечников — обязательное условие будущей пропитки.
  • Механическая работа над составляющими, осуществляется на специальных станках.
  • Процесс сборки ротора и его обработки, происходит с помощью универсальных станков.
  • Работа над готовым ротором: его балансировка.
  • Сборка готового изделия.
  • Испытания — апробация нового готового электродвигателя.

Так, среди ведущих украинских производителей электродвигателей можно назвать следующие: Харьковский электротехнический завод Укрэлектромаш, Первомайский электромеханический завод им.К.Маркса, ЗАО Завод Крупных Электрических Машин, ООО Новокаховский электромашиностроительный завод, Промприбор. 

электродвигатели


Электродвигатель — составляющая новых экологичных авто — электромобилей. Эффективность и полезность электричества как альтернативного источника энергии доказана уже давно, но электродвигатели только набирают популярность. Эти моторы дорогостоящие, хотя с каждым днём они становятся доступнее. Обратить своё внимание на электродвигатель стоит ради его экологичности и экономичности. Электродвигатель имеет ещё один существенный плюс — самоокупаемость. Хорошо заплатив однажды, вы сэкономите намного больше в будущем. Всерьёз задумайтесь над тем, чтобы приобрести электродвигатель. Это, вне всякого сомнения, выгодно!

ekowheel.com

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки. Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре. Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.


Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др. Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии. А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.


Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей

Электродвигатель, является разновидностью электромашин.

• По специфике, создающегося вращательного момента:
— гистерезисные;
— магнитоэлектрические.
• По строению крепления:
— с горизонтальным расположением вала;
— с вертикальным размещением вала.
• По защите от действий внешней среды:
— защищённые;
— закрытые;
— взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными моделями являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей. Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:

  • постоянного тока;
  • переменного тока;
    -универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).

Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:

  • с электромагнитами;
  • с постоянными магнитами.

Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

Elektrodvigatel ustroistvo 1

• Коллекторные. В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов. Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей:
— параллельное;
— последовательное;
— смешанное.
Коллекторные устройства имеют несколько минусов:
— Низкая надёжность приборов.
— Щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
• Безколлекторные (вентильные). Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:

  1. Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
  2. Простота конструкции.
  3. Отменные пусковые свойства.
  4. Компактность.
  5. Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).

Минусы двигателей:

  1. Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
  2. Дороговизна производства.
  3. Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.

Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными. Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронные электродвигатели

Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:

  • реактивный;
  • шаговый;
  • реактивно-гистерезисный;
  • с постоянными магнитами;
  • с обмотками возбуждения;
  • вентильный реактивный;
  • гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора. Шаговый  электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:

  1. Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
  2. Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
  3. Могут выступать в роли генератора мощности.
  4. Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.

Недостатки в синхронных устройствах:

  1. Сложности с запуском.
  2. Сложность конструкции.
  3. Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа. Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронные электродвигатели

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл. В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора. Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:

  • с фазным ротором;
  • с короткозамкнутым ротором.

В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. По числу обмоток выделяют такие электродвигатели:
• Однофазные. Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
• Двухфазные. В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой.
Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
• Трехфазные. Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
• Многофазные. Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Elektrodvigatel ustroistvo 2

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:

  1. Простота производства.
  2. Высокая надёжность.
  3. Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
  4. Небольшие расходы при эксплуатации.

Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:

  1. Невысокий коэффициент мощности.
  2. Трудность в точной регулировке скорости.
  3. Маленький пусковой момент.
  4. Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются. Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр. В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Похожие темы:
  • Микродвигатели. Виды, устройство, подключения
  • Шаговые электродвигатели. Виды, принцип действия, особенности
  • Синхронные электродвигатели. Принцип работы и особенности. Применение
  • Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок
  • Асинхронные электродвигатели. Устройство и принцип действия. Классификации
  • Схемы подключения трехфазного двигателя. К 3-х и 1-о фазной сети
  • Магнитные двигатели. Разновидности и особенности
  • Проверка обмоток электродвигателя. Неисправности и методы проверок
  • Тахогенераторы. Виды и устройство. Применение
  • Сельсины. Виды и особенности. Режимы работы
  • Электрические приводы. Устройство и классификация. Свойства
  • Вентильные двигатели. Виды и устройство. Работа и применение
  • Электродвигатели постоянного тока. Устройство и работа. Виды
  • electrosam.ru

    Основные критерии выбора электрического мотора для лодки

    Мощность

    Применительно к электрическим моторам этот параметр выражается не в привычных «лошадках», а в тяговом усилии. Хотя в документации на некоторые модели обозначается предельный вес плавсредства, для которого подходит данный эл/двигатель. В этом случае все понятно – необходимо лишь определить суммарную массу лодки, пассажиров, перевозимой оснастки, включая АКБ и сам мотор.

    Если же его тяговое усилие обозначено конкретными величинами (в кг или фунтах), то для определения оптимальной мощности пригодится следующая таблица.

    Приобретать же более мощный лодочный эл/двигатель бессмысленно. Во-первых, он не предназначен для глиссирования и чаще всего используется как дополнительный. Во-вторых, даже значительное увеличение численного значения этой характеристики на скорости практически не отражается. Прибавка если и будет, то мизерная. Следовательно, получится так, что деньги на более мощный (и дорогой) лодочный мотор потрачены зря.

    Электрические параметры двигателя

    kak-vibrat-elektricheskiy-lodochniy-motor_01

    Вес эл/двигателя (кг)

    Тоже ничего сложного. Для небольшой лодки из ПВХ или резины придется выбирать сравнительно легкий мотор (3 – 7), а для других модификаций плавсредства подойдут и более массивные образцы (до 15).

    Особенности управления

    Скорости

    yamaha-m20

    Специфика управления

    kak_vibrat_elektromotor_dlya_lodki8

    Способ установки электрического двигателя

    Что учесть при выборе мотора

    electric

    Советы:

    Краткий обзор недорогих электрических моторов

    Стоимость указана ориентировочная, в рублях РФ.

    ЭПЛ-2 (серия У5)

    Мотор от отечественного производителя. Его достаточно для двухместной лодки общим весом 300 кг и длиной 3,5 – 4 м. Цена – 2 990.

    2-5

    Yamaha (модель M20)

    Бренд свидетельствует о высоком качестве двигателя. Мотор подвесной, с румпельным управлением; тягового усилия вполне хватит для габаритной лодки в 1,3 т; количество скоростей (5пер/3зад), вес – 12 кг. Цена – 37 880.

    yamaha-m20-2

    Intex (серия 68631)

    Неплохой электрический мотор для небольших лодок массой не более 600 кг. Телескопический румпель, индикатор заряда АКБ, 8 скоростей (5 и 3). Цена – 6 980.

    intex

    electroadvice.ru

    Тяговый двигатель

    Если вы решите поставить обыкновенный электромотор под капот своего автомобиля, то, скорее всего, из этого ничего не выйдет. А все потому, что вам необходим тяговый электрический двигатель (ТЭД). От обычных электромоторов он отличается большей мощностью, способностью выдавать больший крутящий момент, небольшими габаритами и малой массой.

    Для питания тягового электродвигателя используются батареи. Они могут подзаряжаться от внешних источников («от розетки»), от солнечных батарей, от генератора, установленного в авто, или в режиме рекуперации (самостоятельное восполнение заряда).

    Двигатели для электромобилей чаще всего работают от литий-ионных батарей. ТЭД обычно функционирует в двух режимах – двигательном и генераторном. В последнем случае он восполняет потраченный запас электроэнергии при переходе на нейтральную скорость.

    Принцип работы

    Стандартный электродвигатель состоит из двух элементов – статора и ротора. Первый компонент является неподвижным, имеет несколько катушек, а второй совершает вращательные движения и передает усилие на вал. На катушки статора с определенной периодичностью подается переменный электрический ток, что вызывает появление магнитного поля, которое начинает вращать ротор.электромобиль ценаЧем чаще катушки «включаются-выключаются», тем быстрее вращается вал. В двигатели для электромобилей могут устанавливать два вида ротора:

    • короткозамкнутый, на котором возникает магнитное поле, противоположное полю статора, за счет чего и происходит вращение;
    • фазный – используется для уменьшения тока запуска и контроля скорости вращения вала, является наиболее распространенным.

    Кроме того, в зависимости от скорости вращения магнитного поля и ротора двигатели могут быть асинхронными и синхронными. Тот или иной тип необходимо выбирать из имеющихся средств и поставленных задач.

    Синхронный двигатель

    Синхронный двигатель – это ТЭД, у которого скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля. Такие двигатели для электромобилей целесообразно использовать только в тех случаях, когда имеется источник повышенной мощности – от 100 кВт.запчасти для электромобилейОдной из разновидностей синхронных электромоторов является шаговый двигатель. Обмотка статора такой установки разбита на несколько секций. В определенный момент ток подается на определенную секцию, возникает магнитное поле, которое вращает ротор на определенный угол. Затем ток подается на следующую секцию, и процесс повторяется, вал начинает вращаться.

    Асинхронный электромотор

    В асинхронном двигателе скорость вращения магнитного поля не совпадает со скоростью вращения ротора. Плюсом таких устройств является ремонтопригодность – запчасти для электромобилей, оснащенных этими установками, найти очень просто. К другим преимуществам относятся:

    1. Простая конструкция.
    2. Простота обслуживания и эксплуатации.
    3. Низкая стоимость.
    4. Высокая надежность.

    В зависимости от наличия щеточно-коллекторного узла двигатели могут быть коллекторными и безколлекторными. Коллектор – устройство, служащее для преобразования переменного тока в постоянный. Щетки служат для передачи электроэнергии на ротор.электромобиль mercedesБезколлекторные двигатели для электромобилей отличаются меньшей массой, компактными габаритами и более высоким КПД. Они реже перегреваются и потребляют меньше электричества. Единственный минус такого двигателя – высокая цена на электронный блок, который выполняет функции коллектора. Кроме того, найти запчасти для электромобилей, оснащенных безколлекторным двигателем, сложнее.

    Производители электродвигателей

    Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

    Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если двигатели Perm-Motor устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.автомобиль электромобильПопулярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:

    • точность управления;
    • легкость организации рекуперации;
    • высокая надежность за счет простой конструкции.

    Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью – они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

    Какой двигатель выбрать

    Чтобы покупка вас не разочаровала, надо сравнить характеристики приобретаемой модели с предъявляемыми требованиями к автомобилю. При выборе электродвигателя в первую очередь ориентируются на его тип:

    • Синхронные установки имеют сложное устройство и дорогостоящи, но обладают перегрузочной способностью, ими легче управлять, им не страшны перепады напряжения, используются при высоких нагрузках. Они устанавливаются на электромобиль Mercedes.
    • Асинхронные модели отличаются низкой стоимостью, простым устройством. Они просты в обслуживании и эксплуатации, однако выделяемая ими мощность намного меньше, чем тот же показатель синхронной установки.

    На электромобиль цена будет значительно ниже, если электромотор будет работать в паре с двигателем внутреннего сгорания. На рынке такие комбинированные установки обладают большей популярностью, так как их стоимость составляет около 4-4,5 тыс. евро.

    fb.ru

    Принцип действия

    В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.

    Ротор может быть:

    • короткозамкнутым;
    • фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Сейчас эти двигатели редкость, так как на рынке появились преобразователи частоты, ранее же они очень часто использовались в крановых установках.

    Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая болгарка, если выкинуть электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети.

    Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя

    При включении в сеть в статоре возникает круговое вращающееся магнитное поле, которое пронизывает короткозамкнутую обмотку ротора и наводит в ней ток индукции. Отсюда, следуя закону Ампера (на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует эдс), ротор приходит во вращение. Частота вращения ротора зависит от частоты питающего напряжения и от числа пар магнитных полюсов. Разность между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора характеризуется скольжением. Двигатель называется асинхронным, так как частота вращения магнитного поля статора не совпадает с частотой вращения ротора. Синхронный двигатель имеет отличие в конструкции ротора. Ротор выполняется либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, либо имеет в себе часть беличьей клетки (для запуска) и постоянные или электромагниты. В синхронном двигателе частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора совпадают. Для запуска используют вспомогательные асинхронные электродвигатели, либо ротор с короткозамкнутой обмоткой.

    Асинхронные двигатели нашли широкое применение во всех отраслях техники. Особенно это касается простых по конструкции и прочных трехфазных асинхронных двигателей с коротко-замкнутыми роторами, которые надежнее и дешевле всех электрических двигателей и практически не требуют никакого ухода. Название «асинхронный» обусловлено тем, что в таком двигателе ротор вращается не синхронно с вращающимся полем статора. Там, где нет трехфазной сети, асинхронный двигатель может включаться в сеть однофазного тока.

    Статор асинхронного электродвигателя состоит, как и в синхронной машине, из пакета, набранного из лакированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, в пазах которого уложена обмотка. Три фазы обмотки статора асинхронного трехфазного двигателя, пространственно смещенные на 120°, соединяются друг с другом звездой или треугольником.

    На рис.1. показана принципиальная схема двухполюсной машины — по четыре паза на каждую фазу. При питании обмоток статора от трехфазной сети получается вращающееся поле, так как токи в фазах обмотки, которые смещены в пространстве на 120° друг относительно друга сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120°.

    Для синхронной частоты вращения nc поля электродвигателя с р парами полюсов справедливо при частоте тока f: nc=f/p

    При частоте 50 Гц получаем для р = 1, 2, 3 (двух-, четырех- и шести полюсных машин) синхронные частоты вращения поля nc = 3000, 1500 и 1000 об/мин.

    Ротор асинхронного электродвигателя также состоит из листов электротехнической стали и может быть выполнен в виде короткозамкнутого ротора (с беличьей клеткой) или ротора с контактными кольцами (фазный ротор).

    В короткозамкнутом роторе обмотка состоит из металлических стержней (медь, бронза или алюминий), которые расположены в пазах и соединяются на концах закорачивающими кольцами (рис. 1). Соединение осуществляется методом пайки твердым припоем или сваркой. В случае применения алюминия или алюминиевых сплавов стержни ротора и заколачивающие кольца, включая лопасти вентилятора, расположенные на них, изготавливаются методом литья под давлением.

    У ротора электродвигателя с контактными кольцами в пазах находится трехфазная обмотка, похожая на обмотку статора, включенную, например, звездой; начала фаз соединяются с тремя контактными кольцами, закрепленными на валу. При пуске двигателя и для регулировки частоты вращения можно подключить к фазам обмотки ротора реостаты (через контактные кольца и щетки). После успешного разбега контактные кольца замыкаются накоротко, так что обмотка ротора двигателя выполняет те же самые функции, что и в случае короткозамкнутого ротора.

    Источник

    Устройство асинхронного двигателя http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=905

    Классификация электродвигателей

    По принципу возникновения вращающего момента электродвигатели можно разделить на гистерезисные и магнитоэлектрические. У двигателей первой группы вращающий момент создается вследствие гистерезиса при перемагничивании ротора. Данные двигатели не являются традиционными и не широко распространены в промышленности.

    Наиболее распространены магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на две большие группы — на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока (также существуют универсальные двигатели, которые могут питаться обоими видами тока).

    Двигатели постоянного тока

    Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током. Данная группа двигателей в свою очередь по наличию щёточно-коллекторного узла подразделяется на:

    1. коллекторные двигатели;
    2. бесколлекторные двигатели.

    Щёточно-коллекторный узел обеспечивает электрическое соединение цепей вращающейся и неподвижной части машины и является наиболее ненадежным и сложным в обслуживании конструктивным элементом.[1]

    По типу возбуждения коллекторные двигатели можно разделить на:

    1. двигатели с независимым возбуждением от электромагнитов и постоянных магнитов;
    2. двигатели с самовозбуждением .

    Двигатели с самовозбуждением делятся на:

    1. Двигатели с параллельным возбуждением;(обмотка якоря включается параллельно обмотке возбуждения)
    2. Двигатели последовательного возбуждения;(обмотка якоря включается последовательно обмотке возбуждения)
    3. Двигатели смешанного возбуждения.(обмотка возбуждения включается частично последовательно частично параллельно обмотке якоря)

    Бесколлекторные двигатели (вентильные двигатели) — электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора, системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора). Принцип работы данных двигателей аналогичен принципу работы синхронных двигателей.[2]

    Двигатели переменного тока

    Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Принципиальное различие состоит в том, что в синхронных машинах первая гармоника магнитодвижущей силы статора движется со скоростью вращения ротора (благодаря чему сам ротор вращается со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — всегда есть разница между скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле вращается быстрее ротора).

    Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше).[2]

    Существуют синхронные двигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. У них заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие. Ещё один вид синхронных двигателей — вентильный реактивный электродвигатель, питание обмоток которого формируется при помощи полупроводниковых элементов.

    Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.

    По количеству фаз двигатели переменного тока подразделяются на:

    • однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь;
    • двухфазные — в том числе конденсаторные;
    • трёхфазные;
    • многофазные;

    Универсальный коллекторный электродвигатель

    Универсальный коллекторный электродвигатель — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе. Изготавливается только с последовательной обмоткой возбуждения на мощности до 200 Вт. Статор выполняется шихтованным из специальной электротехнической стали. Обмотка возбуждения включается частично при переменном токе и полностью при постоянном. Для переменного тока номинальные напряжения 127,220., для постоянного 110.220. Применяется в бытовых аппаратах, электроинструментах. Двигатели переменного тока с питанием от промышленной сети 50 гц не позволяют получить частоту вращения выше 3000 об/мин. Поэтому для получения высоких частот применяют коллекторный электродвигатель, который к тому же получается легче и меньше двигателя переменного тока той же мощности или применяют специальные передаточные механизмы, изменяющие кинематические параметры механизма до необходимых нам (мультипликаторы). При применении преобразователей частоты или наличии сети повышенной частоты (100, 200, 400 Гц) двигатели переменного тока оказываются легче и меньше коллекторных двигателей (коллекторный узел иногда занимает половину пространства). Ресурс асинхронных двигателей переменного тока гораздо выше, чем у коллекторных, и определяется состоянием подшипников и изоляции обмоток.

    Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

    История

    Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в пул ртути. Постоянный магнит был установлен в середине пула ртути. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлоу. Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности. Изобретатели стремились создать электродвигатель для производственных нужд. Они пытались заставить железный сердечник двигаться в поле электромагнита возвратно-поступательно, то есть так, как движется поршень в цилиндре паровой машины. Русский ученый Б. С. Якоби пошел иным путем. В 1834 г. он создал первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». Б. С. Якоби писал, что его двигатель несложен и «дает непосредственно круговое движение, которого гораздо легче преобразовать в другие виды движения, чем возвратно-поступательное».

    Вращательное движение якоря в двигателе Якоби происходило вследствие попеременного притяжения и отталкивания электромагнитов. Неподвижная группа U-образных электромагнитов питалась током непосредственно от гальванической батареи, причем направление тока в этих электромагнитах оставалось неизменным. Подвижная группа электромагнитов была подключена к батарее через коммутатор, с помощью которого направление тока в каждом электромагните изменялось раз за один оборот диска. Полярность электромагнитов при этом соответственно изменялась, а каждый из подвижных электромагнитов попеременного притягивался и отталкивался соответствующим неподвижным электромагнитом: вал двигателя начинал вращаться. Мощность такого двигателя составляла всего 15 Вт. Впоследствии Якоби довел мощность электродвигателя до 550 Вт. Этот двигатель был установлен сначала на лодке, а позже на железнодорожной платформе.

    13 сентября 1838 г. лодка с 12 пассажирами поплыла по Неве против течения со скоростью около 3 км/ч. Лодка была снабжена колесами с лопастями. Колеса приводились во вращение электрическим двигателем, который получал ток от батареи из 320 гальванических элементов. Так впервые электрический двигатель появился на судне.

    Литература

    • Белов М. П., Новиков В. А., Рассудов Л. Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. — 3-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 575 с. — (Высшие профессиональное образование). — 1000 экз. — ISBN 978-5-7695-4497-2

    biograf.academic.ru

    Принцип работы и устройство

    Электродвигатель включает в себя статор и ротор. Вращающееся магнитное поле в статоре действует на обмотку ротора и наводит в нём ток индукции, возникает вращающий момент, который приводит в движение ротор. Электроэнергия, поступающая на обмотки мотора, преобразуется в механическую энергию вращения.

    устройство электродвигателя

    Благодаря развитию технологии электродвигатели нашли применение в разных отраслях, например, автомобилестроении. Причем они способны использоваться либо отдельно, либо совместно с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Последний вариант – гибридные авто.

    От электродвигателей, применяемых на производствах, агрегат для авто отличается малыми габаритами, но повышенной мощностью. К тому же современные разработки все больше отдаляют двигатели для автомобилей от иных подобных устройств. Характеристиками электромобилей являются не только показатели мощности, крутящего момента, но и частота вращения, ток и напряжение. Поскольку от этих данных зависит передвижение и обслуживание авто.

    Виды

    Чтобы лучше разобраться в многообразии, которое нам дарит авторынок, стоит рассмотреть существующие виды электродвигателей для электромобилей.

    Их можно условно классифицировать по типу тока:

    • устройства переменного тока;
    • конструкции постоянного тока;
    • решения универсального образца (способны функционировать от постоянного и переменного тока).

    Электродвигатели переменного тока делятся на группы:

    • асинхронные – скорость вращения магнитного поля статора выше скорости вращения ротора;
    • синхронные – частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадают.

    С учетом используемого количества фаз, электрические устройства разделяют на: одно-, двух-, трехфазные.

    Если привести реальные образцы, используемые известными автопроизводителями, то хороший пример применения трехфазного агрегата асинхронного типа – Volt от Chevrolet. Он является гибридным автомобилем. Пример трехфазного синхронного двигателя — i-MiEV от Mitsubishi. А этот автомобиль является исключительно электрическим.

    Следует отметить, что у разных производителей разные двигатели, отличающиеся массой, мощностью, габаритами и прочими параметрами.

    Есть еще одна классификация – по конструкции щеточно-коллекторного узла. Такие агрегаты бывают:

    • Бесколлекторными. Представляют собой замкнутую систему, в которую входят: преобразователь координат, инвертор и извещатель положения.
    • Коллекторными. Щеточно-коллекторный узел играет роль в такой конструкции одновременно и извещателя положения ротора, и переключателя тока в обмотках. В основном используется ток постоянной частоты.

    В конструкциях электромобилей зачастую задействуются коллекторные моторы, хотя есть примеры и с иными моделями. Как вариант — автомобиль «Санрейсер», в котором установлен как раз бесколлекторный двигатель от компании General Motors. При массе 3,6 кг его КПД составляет 92%.

    бесколлекторный двигатель

    Нельзя не отметить еще один тип двигателя, который используется в некоторых современных моделях авто. Это система мотор-колесо. Пример — спорт-кар Volage. В такой конструкции предусмотрена возможность регенерации энергии торможения. Для этого используется тяговый двигатель Active Wheel. Он весит всего 7 кг, что позволяет добиться приемлемой массы колеса – 11 кг.

    мотор-колесо

    Самой распространенной сегодня конструкцией является решение с питанием от аккумуляторной батареи. Она нуждается в регулярной зарядке, способной реализоваться за счет внешних источников, генератора в конструкции и рекуперации энергии торможения. Генератор действует от ДВС, поэтому такая схема работы уже не относится к чисто электрическим. Подобные машины называют гибридными.

    Преимущества и недостатки электродвигателей

    Выделим достоинства электрических агрегатов:

    • высокий коэффициент полезного действия – до 95 процентов;
    • компактность, малый вес;
    • простота использования;
    • экологичность;
    • долговечность;
    • создается максимальный показатель крутящего момента на любой отметке скорости;
    • воздушное охлаждение;
    • способны функционировать в режиме генератора;
    • не нужна коробка передач;
    • возможность рекуперации энергии торможения.

    В качестве примера удачной разработки модели с высокими характеристиками можно привести мотор от Yasa Motors. Инженеры компании создали агрегат, который при весе 25 кг способен выдавать до 650 Нм крутящего момента.

    Что касается недостатков непосредственно электродвигателя, то их нет. Больше вопросов вызывает питание агрегата, что, собственно, и тормозит распространение, широкое использование технологии. Поэтому на данный момент большей популярностью пользуются гибридные авто, нежели электромобили. Благодаря такой схеме увеличивается запас хода, позволительно использовать менее мощные и дорогостоящие аккумуляторные батареи.

    Устройство электромобиля

    Если сравнивать электромобиль с авто, где используется ДВС, он характеризуется более простой схемой, минимальным числом движущихся элементов. Следовательно, такое решение является более надежным.

    Главные составляющие электромобиля:

    • непосредственно электродвигатель;
    • питающая аккумуляторная батарея разной емкости, которая связана с мощностью мотора;
    • упрощенная трансмиссия;
    • инвертор;
    • зарядное устройство на борту;
    • электронная система управления элементами конструкции;
    • преобразователь.

    Питание мотора в этой схеме организовывает, конечно же, тяговая аккумуляторная батарея. Зачастую задействуется литий-ионный тип, включающий в себя несколько модулей, подключенных последовательно. На выходе аккумулятора формируется напряжение от 300 (В) постоянного тока. Это значение определяется моделью авто. Современные образцы способны создавать и 700 В. Пример – автомобили Lola-Drayson, разработанные для гонок. Они оснащаются батареями напряжением 700 (В) и емкостью 60 кВт⋅ч.

    электрический спорткар

    Для корректного взаимодействия емкость батареи подбирается с учетом мощности двигателя. Этот показатель в подавляющем большинстве конструкций составляет от 15 до 200 (кВт). Если сравнить электрический двигатель с ДВС, то у первого КПД составляет 95%, а у другого – 25%. Разница существенна.

    Имеются примеры в автомобилестроении, когда в конструкции используется несколько агрегатов. Они могут приводить в движение определенные колеса. Такой принцип организации позволяет увеличить тяговую мощность авто. Двигатель, интегрированный в колесо, имеет массу преимуществ, однако такое устройство тягового электродвигателя характеризуется ухудшенной управляемостью транспортного средства. Поэтому разработчики продолжают вести активную деятельность в этом направлении.

    Что касается трансмиссии, то у электромобиля она имеет упрощенный вид. Многие конструкции оснащены одноступенчатым редуктором. Благодаря инвертору происходит преобразование высокого напряжения постоянного тока батареи. За счет наличия в конструкции бортового зарядного устройства гарантируется зарядка аккумулятора от электросети бытового назначения.

    Обеспечением зарядки дополнительной батареи на 12 (В) занимается преобразователь. Эта батарея задействуется в качестве питающего элемента различных устройств транспортного средства:

    • аудиосистемы;
    • климат-контроля;
    • освещения;
    • отопительной системы;
    • прочих элементов.

    Система управления организовывает такие процессы:

    • мониторинг используемой энергии;
    • управление рекуперацией энергии торможения;
    • оценка уровня заряда;
    • управление динамикой движения;
    • обеспечение необходимого режима перемещения транспортного средства;
    • регулировка тяги;
    • управление напряжением.

    Система объединяет блок управления, датчики и прочие элементы других систем авто. Благодаря датчикам оценивается уровень давления в тормозной системе, разряда батареи, а также положение селектора переключения передач, тормозной педали и педали газа. По данным этих устройств обеспечивается оптимальное перемещение электромобиля с учетом текущих условий. На панели приборов традиционно отображаются основные показатели функционирования транспортного средства.

    Внешне электромобиль не имеет отличий от традиционного автомобиля с ДВС, однако основные расхождения находятся в области эксплуатации: высокая стоимость, необходимость длительной зарядки, ограниченный ход. Поэтому устройство электромобиля имеет определенные расхождения с составом традиционного транспортного средства.

    Высокая стоимость авто формируется в основном из-за цены на аккумуляторы, которые еще и имеют небольшой срок службы – до 7 лет. Это вынуждает специалистов искать новые решения для совершенствования технологии: литий — полимерные батареи, суперконденсаторы, топливные составляющие и прочие.

    Затраты на содержание электромобиля зачастую ниже, чем авто с ДВС, особенно в тех государствах, где стоимость электроэнергии низкая.

    Слабым местом электромобиля является также невысокий уровень автономного функционирования, вызванный коротким километражем без подзарядки. Этот параметр определяется многими факторами:

    • стилем вождения;
    • условиями и скоростью передвижения;
    • емкостью используемых аккумуляторов;
    • уровнем использования дополнительного оборудования.

    К примеру, при скорости 80 км/ч средний показатель дальности передвижения электрического транспортного средства составит около 140 км. Если же повысить скорость до 120 км/ч, этот показатель резко упадет до 80 км. Благодаря внедрению систем рекуперативного торможения степень автономности может повышаться до показателя в 300 км и более.

    Как отмечалось, зарядка аккумулятора требует много времени, поэтому этот недостаток решается несколькими подходами:

    • замена батареи на заряженную (услугу могут предоставлять на специальных станциях);
    • ускоренная зарядка – за полчаса может зарядиться 80% емкости аккумулятора;
    • нормальный режим – продолжительность зарядки может составить 8 часов.

    Устройство и особенности гибридных систем

    Применение гибридных автомобилей не только имеет свои преимущества, например, экологические, но и преследует определенные цели действующих игроков автомобильного рынка. Компании намерены сохранить налаженное конвейерное производство двигателей внутреннего сгорания. А постоянное ужесточение норм выброса вредных веществ – лишнее тому подтверждение.

    По сути, гибридные системы подразумевают использование электродвигателя как дополнительного элемента, который способствует повышению мощности и экономии топлива. Ведь все подобные машины начинают движение именно благодаря ДВС.

    Гибридные системы условно можно разделить на подвиды:

    • Интегрированное содействие мотору.
    • Интегрированный генератор стартера. Система, как и предыдущая, позволяет начинать движение машине, только в этом случае используется меньший электродвигатель.
    • Система остановки/старта двигателя. Происходит отключение мотора, когда его мощность не используется, а затем он запускается моментально, как только это необходимо.

    Различают также три вида «гибридов»:

    • Параллельный. В этом случае батареи передают энергию электродвигателю, а бак – топливо для ДВС. Оба агрегата способны создать условия для перемещения транспортного средства.
    • Последовательный. ДВС поворачивает генератор, который может или завести электродвигатель, или зарядить аккумуляторы.
    • Последовательно-параллельная. ДВС, электродвигатель и генератор соединены с колёсами через планетарный редуктор.

    типы гибридных автомобилей

    Большинство существующих сейчас гибридных автомобилей относятся к параллельным. Хорошим решением является транспортное средство с подзарядкой. Оно открывает новые эксплуатационные возможности, нивелируя недостаток ограниченности пробега. При исчерпании заряда аккумулятора в работу вступает ДВС малой мощности.

    Гибридная система существенно снижает уровень выводимых газов и увеличивает продуктивность расхода топлива, что особо актуально в условиях крупного населенного пункта. А рекуперативная система аккумулирует энергию.

    Управление гибридным транспортным средством похоже на управление обычным автомобилем с автоматической коробкой передач. Только в этом случае обеспечивается низкий уровень шума, лучшая управляемость и повышенная мощность. При этом не нужно специально подзаряжать аккумуляторную батарею, это происходит при работе автомобиля.

    Перспективы применения электродвигателей в автомобилях

    Судя по текущим тенденциям, мировые лидеры автомобильной промышленности, политики и другие влиятельные лица всерьез взялись за то, чтобы развивать отрасль производства электрических автомобилей. Это видно по регулярно внедряемым нормам, которые постоянно повышают планку по выбросу максимального уровня вредных газов в атмосферу, и по мощной рекламной кампании, которая развернулась в медиапространстве в поддержку такого типа транспортных средств. В развитых странах с каждым годом растет количество заправочных станций, обеспечивающих зарядку электромобилей.

    Поэтому открываются большие возможности инженерам для развития отрасли. И для этого есть два основных направления – адаптировать серийные автотранспортные средства или вести разработку новых моделей. Конечно, менее затратным мероприятием является усовершенствование существующих моделей.

    Как раз европейские специалисты и занимаются улучшением нынешних гибридных двигателей, в то время как японские компании занялись совершенствованием обычного двигателя. Им удалось увеличить степень сжатия. При этом состав топлива остался неизменным.

    В свою очередь, немецкие разработчики установили небывалый рекорд. Созданному электромобилю удалось проехать без подзарядки целых 600 км. Для автомобилей с ДВС это не показатель, однако электромобили могут похвастаться теперь и такими возможностями.

    Дело в том, что даже Tesla, ведущий участник рынка, ещё не создал легкий аккумулятор, который смог вытянуть это расстояние. А в этом случае разработчикам удалось достичь показателя в 600 км.

    Автомобиль проехал расстояние между двумя немецкими городами – Мюнхеном и Берлином. Его средняя скорость передвижения по трассе составила около 90 км/ч. Установление подобного рекорда стало возможным благодаря плодотворной работе предприятия DBM Energy, которое в тесном сотрудничестве с Lekker Energie создало такое решение.

    электрокар Audi A2

    В электромобиле была установлена аккумуляторная батарея емкостью 115 кВт/ч. Благодаря этому транспортное средство способно увеличивать мощность до 55 кВт, что отвечает приблизительно объему 1,4 Л для бензинового двигателя. Эффективность такой батареи доказывает установка в погрузчик, который способен увеличить время своей работы в четыре раза, если сравнивать действия с обычным аккумулятором. Именно этот емкостный агрегат был установлен на немецкий автомобиль Audi A2.

    Может сложиться впечатление, что автомобиль «пустой», однако это не так. Организаторы эксперимента оснастили его всем необходимым: кондиционером, усилителем руля, аудиосистемами, системами безопасности и даже подогревом сидений. Поэтому потребление энергии, кроме перемещения, требовалось для выполнения и других функций.

    Как стало известно, подобная технология находится на рассмотрении министерства экономики Германии, поэтому вполне возможно, что уже в скором времени эта отрасль получит новый толчок. Уже есть планы, по которым к 2020 году правительство страны намеревается достичь показателя в один миллион электрических автомобилей на европейских дорогах. Причем это не только транспортные средства личного пользования, но и другого назначения.

    К тому же один из менеджеров компании Lekker Energie сообщил, что используемый аккумулятор на автомобиле А2 способен обеспечить общий пробег на уровне 500 тысяч километров.

    Есть и еще один рекорд в этом направлении, поставленный Japan Electric Vehicle Club. Однако он касается чистого эксперимента. Это значит, что для повседневного использования такой электрокар не приспособлен. В результате японцам удалось побить рекорд – 1 тыс. км без подзарядки.

    Какие бы разработки не велись в этой области, они сводятся к тому, что их должны поддержать гиганты автомобильной промышленности. Только им под силу внедрить достойное новшество, распространяя его по всему миру, создавая необходимую инфраструктуру, сервис и прочие необходимые средства. Все это требует больших затрат, поэтому предложенная идея может быть воплощена в жизнь, если расчеты по ее реализации дадут действительно существенную прибыль и установят новую планку стандартов на мировом рынке.

    Тем не менее, учитывая текущее положение вещей, вряд ли стоит предполагать, что уже очень быстро электромобили займут свою большую нишу в автомобилестроении. И важный фактор, притормаживающий прогресс — психология человека. Очень непросто переубедить автомобилистов пересесть с бензиновых и дизельных автомобилей на электрические. Это особенно сложно сделать тем, кто занимается автогонками или является любителем динамичной езды.

    Но тенденция к изменению отношения к такому явлению, как электрокар, уже проявляется. Сегодня все больше подобных автомобилей можно встретить на дорогах не только Европы, но и России. Пусть их еще немного, но их дополняют бесплатные зарядные станции в некоторых странах, позволяющие перемещаться на большие расстояния. Поэтому электрический транспорт постепенно становится естественным участником дорожного движения, закладывая фундамент новой эры машиностроения.

    autoleek.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.