איך עובד מנוע חשמלי

אין ספק שרכבים חשמליים מתפתחים במהירות. טכנולוגיה רבה נמצאת בפיתוח לשיפור היעילות של מנועים אלו. עם זאת, לא הרבה אנשים יודעים איך עובד מנוע חשמלי.

לכן, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם כיצד פועל מנוע חשמלי, מהם חלקיו ויתרונותיו בשימוש בו.

כלי רכב חשמליים

מעט חלקים נעים, פעולה פשוטה ואמינה, אין צורך בקירור או תיבת הילוכים מסורתית. כבר כמה שנים שמכוניות חשמליות נמצאות על השפתיים של כולם. זה היה אחד השינויים המתקדמים ביותר של אותה תקופה, כי המכונית הראשונה המונעת על ידי סוללות הוא הומצא על ידי רוברט אנדרסון בשנת 1839. עם זאת, הם לא יודעים הרבה על איך מכוניות חשמליות עובדות בפועל.

טסלה התגאתה בכך שהמאגרים היחידים שבעלי מכוניות צריכים למלא הם מאגרי שטיפת שמשות ונוזל בלמים. הסיבה לכך היא שהמנוע החשמלי של מכונית אינו מייצר מספיק חום כדי לדרוש מערכת קירור מסורתית, הוא אינו צריך לשמן חלקים נעים, אין לו תיבת הילוכים עם מצמד מסורתי, וגם דורש נוזל מסוים כדי להבטיח את שלמותו ובקרת הטמפרטורה שלו.

חלקים של מנוע חשמלי

לפני שנבין את עקרון הפעולה של מנוע מכונית חשמלית, עלינו לדעת מהם המרכיבים שלו, מכיוון שאיננו יכולים למצוא בוכנות, צילינדרים, גלי ארכובה או מערכות פליטה, רק להזכיר כמה. מרכיבי מערכת החשמל מחולקים לארבע קבוצות עיקריות: מטען על הלוח, סוללה, ממיר והמנוע עצמו. יחד, הם אחראים להמרת האנרגיה החשמלית שאנו טוענים בסוללה דרך כניסת הטעינה הניידת בגלגלים. זה התפקיד של כל רכיב:

• מטען על הסיפון: הוא אחראי על המרת האנרגיה החשמלית מנקודת הטעינה AC לזרם ישר וצבירתה בסוללה.
• מֵמִיר: אחראי על המרת האנרגיה מ-DC ל-AC ולהיפך, תלוי אם אנחנו מאיצים או מאטים. כמו כן היא אחראית לשליטה במנוע לפי בקשת הנהג.
• מנוע חשמלי: ממירה אנרגיה חשמלית לתנועה. בשלב ההאטה הוא יכול לשחזר אנרגיית בלימה, להמיר אנרגיה קינטית לאנרגיה חשמלית ולאגור אותה בסוללה, כלומר בלימה רגנרטיבית.
• סוללה: זהו מכשיר לאחסון אנרגיה חשמלית המורכב מסוללות קטנות. זהו מיכל הדלק של מכונית חשמלית.

איך עובד מנוע חשמלי

בתוך המנוע יש לנו סטטור, שהוא חלק סטטי מהמנוע, וכן פיתולים שונים, הזרם שעובר דרך הפיתולים הללו ייצור שדה מגנטי מסתובב בסטטור. במרכז נמצא רוטור, שהוא חלק נע המכיל שדה מגנטי קבוע. השדה המגנטי המסתובב בסטטור מושך ומסובב את השדה המגנטי הקבוע של הרוטור. זה, בתורו, מסובב את הגלגלים של מכונית חשמלית דרך סדרה של הילוכים, ובכך מייצר תנועה.

מעניין גם להבין כיצד כלי רכב חשמליים מנהלים אנרגיה בשלבים השונים של השימוש בהם. אנחנו מוצאים שני שלבים שונים, שלב ההאצה ושלב ההאטה, אשר נשלטים ישירות על ידי הנהג.

בשני המקרים, בניגוד למנוע החום, המנוע החשמלי יכול להזין אנרגיה כדי לייצר תנועה או להמיר אנרגיה קינטית (תנועה) לאנרגיה חשמלית כדי לטעון את הסוללה.

• שלב האצה: בשלב האצה מועברת אנרגיה חשמלית בצורת זרם ישר מהסוללה לממיר, והממיר אחראי להמרת אנרגיה חשמלית זו מזרם ישר לזרם חילופין. זה מגיע למנוע, שמניע את הרוטור דרך המערכת שהוסברה לעיל, ולבסוף הופך לתנועת הגלגלים.
• שלב האטה: בשלב זה התנועה מתהפכת. שלב זה מתחיל בגלגלים, והגלגלים נמצאים בתנועה לאחר ששלב התאוצה מסתיים, כלומר כאשר אנו מורידים את הרגליים מדוושת הגז. המנוע מייצר התנגדות וממיר את האנרגיה הקינטית לזרם חילופין, המומר בחזרה לזרם ישר דרך ממיר ולאחר מכן מאוחסן בסוללה. תהליך זה מתרחש גם במהלך בלימה רגנרטיבית של כלי רכב חשמליים.

סוגים

לאחר שנדע כיצד פועל מנוע חשמלי, אנו הולכים לראות מהם הסוגים העיקריים שקיימים:

מנוע זרם ישר (DC): sהוא משמש במצבים שבהם חשוב להיות מסוגל להתאים באופן רציף את מהירות המנוע. סוג זה של מנוע חייב להיות בעל אותו מספר קטבים על הרוטור והסטטור ואותה כמות פחמן. ניתן לחלק מנועי DC לשלושה סוגים:

• סרייה
• פאראללו
• מעורב

מנועי זרם חילופין (AC): אלו מנועים הפועלים על זרם חילופין. המנוע החשמלי ממיר אנרגיה חשמלית לכוח סיבובי באמצעות האינטראקציה של השדה המגנטי.

היתרונות של מנוע חשמלי

ישנם יתרונות רבים שהשימוש במנוע חשמלי נותן לעומת קונבנציונלי. אנו הולכים לפרט את היתרונות העיקריים:

• היעדר פליטת גזים.
• פעולה שקטה.
• קלות הטיפול.
• אפשרות להטעין אותו בכל שקע.
• אפשרות להטעין אותו באנרגיה מתחדשת (אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית).
• אפשרות מנוע מוברש DC.
• מנועים עם מברשות DC, שיכולות להיות עם שדה פצע או עם מגנטים קבועים.
• מנוע האינדוקציה, שהוא די פשוט ויעיל מאוד.
• רוב המנועים החשמליים יכולים להציע הספק גבוה לזמנים קצרים.
• מערכות לרכב חשמלי הן כאלו שיש להן אפשרות לבלימה רגנרטיבית כוכב ועצור, (המאפשרים לנצל את האנרגיה שאבדה בדרך כלל בעת בלימה)

אבל המנוע החשמלי הטוב ביותר, זהו בקר אינדוקציה תלת פאזי ובקר אלקטרוני עם בלימה רגנרטיבית. מנוע שלדבריהם יכול להשיג אוטונומיה מצוינת ולמעשה אפס פליטות מזהמות.

כפי שאתה יכול לראות, לימוד כיצד פועל מנוע חשמלי יכול להבטיח את הרחבת השימוש בטכנולוגיה מהפכנית זו. אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על אופן פעולתו של מנוע חשמלי.