Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ηλεκτρικά οχήματα αναπτύσσονται ραγδαία. Μεγάλη τεχνολογία βρίσκεται υπό ανάπτυξη για τη βελτίωση της απόδοσης αυτών των κινητήρων. Ωστόσο, δεν γνωρίζουν πολλοί Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας.
Επομένως, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας, ποια είναι τα μέρη του και ποια είναι τα πλεονεκτήματα στη χρήση του.
Ηλεκτρικά οχήματα
Λίγα κινούμενα μέρη, απλή και αξιόπιστη λειτουργία, δεν χρειάζεται ψύξη ή παραδοσιακό κιβώτιο ταχυτήτων. Εδώ και αρκετά χρόνια, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι στα χείλη όλων. Αυτή ήταν μια από τις πιο προηγμένες τροποποιήσεις της εποχής, επειδή το πρώτο αυτοκίνητο με μπαταρία Εφευρέθηκε από τον Robert Anderson το 1839. Ωστόσο, δεν γνωρίζουν πολλά για το πώς λειτουργούν πραγματικά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Ο Tesla καυχήθηκε ότι τα μόνα ρεζερβουάρ που πρέπει να αναπληρώσουν οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων είναι τα ρεζερβουάρ πλυσίματος παρμπρίζ και υγρών φρένων. Αυτό συμβαίνει επειδή ο ηλεκτροκινητήρας ενός αυτοκινήτου δεν παράγει αρκετή θερμότητα για να απαιτήσει ένα παραδοσιακό σύστημα ψύξης, δεν χρειάζεται να λιπαίνει κινούμενα μέρη, Δεν έχει κιβώτιο ταχυτήτων με παραδοσιακό συμπλέκτη, και απαιτεί επίσης ένα συγκεκριμένο υγρό για να διασφαλιστεί η ακεραιότητά του και ο έλεγχος της θερμοκρασίας του.
Μέρη ενός ηλεκτροκινητήρα
Πριν κατανοήσουμε την αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα ηλεκτρικού αυτοκινήτου, πρέπει να γνωρίζουμε ποια είναι τα εξαρτήματά του, γιατί δεν μπορούμε να βρούμε έμβολα, κυλίνδρους, στροφαλοφόρους άξονες ή συστήματα εξάτμισης, για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Τα εξαρτήματα του ηλεκτρικού συστήματος χωρίζονται σε τέσσερις κύριες ομάδες: ενσωματωμένο φορτιστή, μπαταρία, μετατροπέα και τον ίδιο τον κινητήρα. Μαζί, είναι υπεύθυνοι για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που φορτίζουμε στην μπαταρία μέσω της εισόδου φόρτισης του κινητού στους τροχούς. Αυτός είναι ο ρόλος κάθε συστατικού:
- Ενσωματωμένος φορτιστής: Είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας από το σημείο φόρτισης AC σε συνεχές ρεύμα και τη συσσώρευσή της στην μπαταρία.
- Μετατροπέας: υπεύθυνος για τη μετατροπή της ενέργειας από DC σε AC και αντίστροφα, ανάλογα με το αν επιταχύνουμε ή επιβραδύνουμε. Είναι επίσης υπεύθυνο για τον έλεγχο του κινητήρα σύμφωνα με το αίτημα του οδηγού.
- Ηλεκτρικός κινητήρας: μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε κίνηση. Στη φάση της επιβράδυνσης, μπορεί να ανακτήσει την ενέργεια πέδησης, να μετατρέψει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια και να την αποθηκεύσει στην μπαταρία, δηλαδή το αναγεννητικό φρενάρισμα.
- Μπαταρία: Είναι μια συσκευή αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας που αποτελείται από μικρές μπαταρίες. Είναι η δεξαμενή καυσίμου ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.
Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας
Μέσα στον κινητήρα έχουμε έναν στάτορα, που είναι ένα στατικό μέρος του κινητήρα, καθώς και διαφορετικές περιελίξεις, το ρεύμα που περνά μέσα από αυτές τις περιελίξεις θα δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στον στάτορα. Στο κέντρο, βρίσκουμε έναν ρότορα, ο οποίος είναι ένα κινούμενο μέρος που περιέχει ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο. Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στον στάτορα έλκει και περιστρέφει το σταθερό μαγνητικό πεδίο του ρότορα. Αυτό, με τη σειρά του, στρέφει τους τροχούς ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου μέσω μιας σειράς γραναζιών, δημιουργώντας έτσι κίνηση.
Είναι επίσης ενδιαφέρον να κατανοήσουμε πώς τα ηλεκτρικά οχήματα διαχειρίζονται την ενέργεια στα διάφορα στάδια της χρήσης τους. Βρίσκουμε δύο διαφορετικές φάσεις, η φάση της επιτάχυνσης και η φάση της επιβράδυνσης, οι οποίες ελέγχονται απευθείας από τον οδηγό.
Και στις δύο περιπτώσεις, σε αντίθεση με τη θερμική μηχανή, ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί να εισάγει ενέργεια για να παράγει κίνηση ή να μετατρέψει την κινητική ενέργεια (κίνηση) σε ηλεκτρική ενέργεια για να φορτίσει την μπαταρία.
- Φάση επιτάχυνσης: Στη φάση της επιτάχυνσης, η ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή συνεχούς ρεύματος μεταφέρεται από την μπαταρία στον μετατροπέα και ο μετατροπέας είναι υπεύθυνος για τη μετατροπή αυτής της ηλεκτρικής ενέργειας από συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτό φτάνει στον κινητήρα, ο οποίος κινεί τον ρότορα μέσω του συστήματος που εξηγήθηκε παραπάνω, και τελικά γίνεται η κίνηση των τροχών.
- Φάση επιβράδυνσης: Σε αυτή τη φάση, η κίνηση αντιστρέφεται. Αυτή η φάση ξεκινά με τους τροχούς και οι τροχοί βρίσκονται σε κίνηση αφού τελειώσει η φάση της επιτάχυνσης, δηλαδή όταν κατεβάζουμε τα πόδια μας από το γκάζι. Ο κινητήρας δημιουργεί αντίσταση και μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο μετατρέπεται ξανά σε συνεχές ρεύμα μέσω ενός μετατροπέα και στη συνέχεια αποθηκεύεται στην μπαταρία. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει επίσης κατά την αναγεννητική πέδηση των ηλεκτρικών οχημάτων.
Τύποι
Μόλις μάθουμε πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας, θα δούμε ποιοι είναι οι κύριοι τύποι που υπάρχουν:
Κινητήρας συνεχούς ρεύματος (DC): sΧρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου είναι σημαντικό να μπορείτε να ρυθμίζετε συνεχώς τις στροφές του κινητήρα. Αυτός ο τύπος κινητήρα πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό πόλων στον ρότορα και τον στάτορα και την ίδια ποσότητα άνθρακα. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους:
- σειρά
- Παράλληλο
- Mixto
Κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος (AC): Πρόκειται για κινητήρες που λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα. Ο ηλεκτροκινητήρας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική δύναμη μέσω της αλληλεπίδρασης του μαγνητικού πεδίου.
Πλεονεκτήματα ενός ηλεκτροκινητήρα
Πολλά είναι τα πλεονεκτήματα που δίνει η χρήση ηλεκτροκινητήρα σε σχέση με έναν συμβατικό. Θα αναφέρουμε ποια είναι τα κύρια πλεονεκτήματα:
- Η απουσία εκπομπών αερίων.
- Αθόρυβη λειτουργία.
- Η ευκολία χειρισμού.
- Δυνατότητα επαναφόρτισης σε οποιαδήποτε πρίζα.
- Δυνατότητα επαναφόρτισής του με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (αιολική και ηλιακή ενέργεια).
- Η επιλογή κινητήρα με βούρτσα DC.
- Κινητήρες με βούρτσες συνεχούς ρεύματος, οι οποίοι μπορεί να έχουν τυλιγμένο πεδίο ή με μόνιμους μαγνήτες.
- Ο επαγωγικός κινητήρας, ο οποίος είναι αρκετά απλός και πολύ αποδοτικός.
- Οι περισσότεροι ηλεκτροκινητήρες μπορούν να προσφέρουν υψηλή ισχύ για σύντομο χρονικό διάστημα.
- Τα συστήματα για ηλεκτρικά οχήματα είναι αυτά που έχουν τη δυνατότητα να έχουν αναγεννητική πέδηση Star & stop, (που καθιστούν δυνατή την αξιοποίηση της ενέργειας που συνήθως χάνεται κατά το φρενάρισμα)
Αλλά ο καλύτερος ηλεκτροκινητήρας, Είναι ένας τριφασικός επαγωγικός και ηλεκτρονικός ελεγκτής με αναγεννητικό φρενάρισμα. Ένας κινητήρας που, σύμφωνα με τους ίδιους, μπορεί να επιτύχει εξαιρετική αυτονομία και πρακτικά μηδενικές εκπομπές ρύπων.
Όπως μπορείτε να δείτε, η εκμάθηση του τρόπου λειτουργίας ενός ηλεκτροκινητήρα μπορεί να εξασφαλίσει την επέκταση της χρήσης αυτής της επαναστατικής τεχνολογίας. Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας.