Nie ma wątpliwości, że pojazdy elektryczne szybko się rozwijają. Wiele technologii jest opracowywanych w celu poprawy wydajności tych silników. Jednak niewiele osób wie Jak działa silnik elektryczny.
Dlatego poświęcimy ten artykuł, aby opowiedzieć, jak działa silnik elektryczny, jakie są jego części i zalety w jego użytkowaniu.
Pojazdy elektryczne
Niewiele części ruchomych, prosta i niezawodna obsługa, brak konieczności chłodzenia lub tradycyjnej skrzyni biegów. Od kilku lat samochody elektryczne są na ustach wszystkich. Była to jedna z najbardziej zaawansowanych modyfikacji w tamtych czasach, ponieważ pierwszy samochód na baterie Został wynaleziony przez Roberta Andersona w 1839 roku. Nie wiedzą jednak zbyt wiele o tym, jak faktycznie działają samochody elektryczne.
Tesla chwalił się, że jedynymi zbiornikami, które właściciele samochodów muszą uzupełniać, są zbiorniki płynu do spryskiwaczy i płynu hamulcowego. Dzieje się tak, ponieważ silnik elektryczny samochodu nie wytwarza wystarczająco dużo ciepła, aby wymagał tradycyjnego układu chłodzenia, nie wymaga smarowania ruchomych części, Nie posiada skrzyni biegów z tradycyjnym sprzęgłem, a także wymaga określonej cieczy, aby zapewnić jej integralność i kontrolę temperatury.
Części silnika elektrycznego
Zanim zrozumiemy zasadę działania silnika samochodu elektrycznego, musimy wiedzieć, jakie są jego elementy, ponieważ nie możemy znaleźć tłoków, cylindrów, wałów korbowych czy układów wydechowych, żeby wymienić tylko kilka. Elementy układu elektrycznego są podzielone na cztery główne grupy: ładowarka pokładowa, akumulator, przekształtnik i sam silnik. Razem odpowiadają za konwersję energii elektrycznej, którą ładujemy w akumulatorze poprzez wejście mobilnego ładowania na kołach. Taka jest rola każdego komponentu:
- Ładowarka pokładowa: Odpowiada za zamianę energii elektrycznej z punktu ładowania AC na prąd stały i akumulowanie jej w akumulatorze.
- Przetwornik: odpowiedzialny za konwersję energii z prądu stałego na prąd zmienny i odwrotnie, w zależności od tego, czy przyspieszamy, czy zwalniamy. Odpowiada również za sterowanie silnikiem zgodnie z życzeniem kierowcy.
- Silnik elektryczny: przekształca energię elektryczną w ruch. W fazie zwalniania może odzyskiwać energię hamowania, przekształcać energię kinetyczną w energię elektryczną i magazynować ją w akumulatorze, czyli hamowanie regeneracyjne.
- Bateria: Jest to urządzenie magazynujące energię elektryczną składające się z małych baterii. To zbiornik paliwa samochodu elektrycznego.
Jak działa silnik elektryczny
Wewnątrz silnika mamy stojan, który jest statyczną częścią silnika, a także różne uzwojenia, prąd przepływający przez te uzwojenia wygeneruje wirujące pole magnetyczne w stojanie. Pośrodku znajduje się wirnik, który jest ruchomą częścią zawierającą stałe pole magnetyczne. Obracające się pole magnetyczne w stojanie ciągnie i obraca stałe pole magnetyczne wirnika. To z kolei obraca koła samochodu elektrycznego przez szereg biegów, generując w ten sposób ruch.
Interesujące jest również zrozumienie, w jaki sposób pojazdy elektryczne zarządzają energią na różnych etapach ich użytkowania. Znaleźliśmy dwie różne fazy, faza przyspieszania i faza zwalniania, które są kontrolowane bezpośrednio przez kierowcę.
W obu przypadkach, w przeciwieństwie do silnika cieplnego, silnik elektryczny może dostarczać energię, aby wytworzyć ruch lub zamieniać energię kinetyczną (ruch) na energię elektryczną, aby naładować akumulator.
- Faza przyspieszenia: W fazie przyspieszania energia elektryczna w postaci prądu stałego jest przekazywana z akumulatora do przekształtnika, a przekształtnik odpowiada za zamianę tej energii elektrycznej z prądu stałego na prąd przemienny. To dociera do silnika, który porusza wirnik przez opisany powyżej system, i ostatecznie staje się ruchem kół.
- Faza zwalniania: W tej fazie ruch jest odwrócony. Ta faza zaczyna się od kół, a koła są w ruchu po zakończeniu fazy przyspieszania, czyli gdy zdejmiemy nogi z pedału gazu. Silnik generuje opór i zamienia energię kinetyczną na prąd zmienny, który jest zamieniany z powrotem na prąd stały przez konwerter, a następnie magazynowany w akumulatorze. Proces ten zachodzi również podczas hamowania regeneracyjnego pojazdów elektrycznych.
Rodzaje
Gdy już dowiemy się, jak działa silnik elektryczny, zobaczymy, jakie są główne typy, które istnieją:
Silnik prądu stałego (DC): sStosuje się go w sytuacjach, w których ważna jest możliwość ciągłej regulacji prędkości obrotowej silnika. Ten typ silnika musi mieć taką samą liczbę biegunów na wirniku i stojanie oraz taką samą ilość węgla. Silniki prądu stałego można podzielić na trzy typy:
- Seria
- Równolegle
- mixto
Silniki prądu przemiennego (AC): Są to silniki zasilane prądem przemiennym. Silnik elektryczny zamienia energię elektryczną na siłę obrotową poprzez oddziaływanie pola magnetycznego.
Zalety silnika elektrycznego
Istnieje wiele zalet, jakie daje zastosowanie silnika elektrycznego w porównaniu z konwencjonalnym. Wymienimy główne zalety:
- Brak emisji gazów.
- Cicha praca.
- Łatwość obsługi.
- Możliwość doładowania w dowolnym gniazdku.
- Możliwość doładowania energią odnawialną (energia wiatru i energia słoneczna).
- Opcja z silnikiem szczotkowym DC.
- Silniki ze szczotkami prądu stałego, które mogą mieć uzwojone pole lub z magnesami trwałymi.
- Silnik indukcyjny, który jest dość prosty i bardzo wydajny.
- Większość silników elektrycznych może zapewnić wysoką moc przez krótki czas.
- Systemy do pojazdów elektrycznych to takie, które mają możliwość hamowania odzyskowego Gwiazdka i zatrzymaj, (które pozwalają wykorzystać energię normalnie traconą podczas hamowania)
Ale najlepszy silnik elektryczny, Jest to trójfazowy sterownik indukcyjno-elektroniczny z hamowaniem odzyskowym. Silnik, który według nich może osiągnąć doskonałą autonomię i praktycznie zerową emisję zanieczyszczeń.
Jak widać, poznanie działania silnika elektrycznego może zapewnić rozszerzenie zastosowania tej rewolucyjnej technologii. Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom można dowiedzieć się więcej o działaniu silnika elektrycznego.