ไม่ต้องสงสัยเลยว่ายานพาหนะไฟฟ้ากำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีจำนวนมากอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เหล่านี้ แต่น้อยคนนักที่จะรู้จัก เครื่องยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร.
ดังนั้น เราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณว่ามอเตอร์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร ส่วนประกอบและข้อดีในการใช้งานมีอะไรบ้าง
ยานยนต์ไฟฟ้า
ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวไม่กี่ชิ้น ใช้งานง่ายและเชื่อถือได้ ไม่ต้องใช้เครื่องทำความเย็นหรือกระปุกเกียร์แบบเดิม เป็นเวลาหลายปีแล้วที่รถยนต์ไฟฟ้าติดปากของทุกคน นี่เป็นหนึ่งในการปรับเปลี่ยนที่ล้ำสมัยที่สุดในยุคนั้น เพราะรถยนต์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่คันแรก มันถูกคิดค้นโดย Robert Anderson ในปี 1839. อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่รู้เกี่ยวกับการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้ามากนัก
เทสลาอวดว่าเจ้าของรถยนต์ต้องเติมน้ำในอ่างเก็บน้ำเพียงแห่งเดียวคือที่ล้างกระจกหน้ารถและอ่างเก็บน้ำน้ำมันเบรก เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าของรถยนต์ไม่ได้สร้างความร้อนเพียงพอที่จะต้องใช้ระบบทำความเย็นแบบเดิม จึงไม่จำเป็นต้องหล่อลื่นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว มันไม่มีกระปุกเกียร์แบบคลัตช์ธรรมดาและยังต้องใช้ของเหลวเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์และการควบคุมอุณหภูมิ
ชิ้นส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้า
ก่อนที่จะเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องยนต์รถยนต์ไฟฟ้า เราจำเป็นต้องรู้ว่าส่วนประกอบนั้นคืออะไร เพราะเราไม่สามารถหาลูกสูบ กระบอกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง หรือระบบไอเสียได้ เพียงแค่ระบุชื่อบางส่วนเท่านั้น ส่วนประกอบของระบบไฟฟ้าแบ่งออกเป็น XNUMX กลุ่มหลัก ได้แก่ เครื่องชาร์จออนบอร์ด แบตเตอรี่ คอนเวอร์เตอร์ และมอเตอร์ พวกเขาร่วมกันรับผิดชอบในการแปลงพลังงานไฟฟ้าที่เราชาร์จในแบตเตอรี่ผ่านอินพุตการชาร์จมือถือบนล้อ นี่คือบทบาทของแต่ละองค์ประกอบ:
- ที่ชาร์จออนบอร์ด: ทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าจากจุดชาร์จ AC เป็นกระแสตรงและสะสมในแบตเตอรี่
- ตัวแปลง: ทำหน้าที่แปลงพลังงานจาก DC เป็น AC และในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังเร่งหรือชะลอตัว นอกจากนี้ยังรับผิดชอบในการควบคุมเครื่องยนต์ตามคำขอของผู้ขับขี่
- มอเตอร์ไฟฟ้า: เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่ ในระยะลดความเร็ว มันสามารถกู้คืนพลังงานเบรก แปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานไฟฟ้า และเก็บไว้ในแบตเตอรี่ นั่นคือ การเบรกแบบสร้างใหม่
- แบตเตอรี่: เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ขนาดเล็ก เป็นถังเชื้อเพลิงของรถยนต์ไฟฟ้า
เครื่องยนต์ไฟฟ้าทำงานอย่างไร
ภายในมอเตอร์มีสเตเตอร์ซึ่งเป็นส่วนคงที่ของมอเตอร์เช่นเดียวกับขดลวดที่แตกต่างกันซึ่งกระแสที่ไหลผ่านขดลวดเหล่านี้ จะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์. ตรงกลาง เราจะพบโรเตอร์ ซึ่งเป็นส่วนที่เคลื่อนที่ซึ่งมีสนามแม่เหล็กคงที่ สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์จะดึงและหมุนสนามแม่เหล็กคงที่ของโรเตอร์ ในทางกลับกัน สิ่งนี้จะเปลี่ยนล้อของรถยนต์ไฟฟ้าผ่านชุดเกียร์ ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว
นอกจากนี้ยังน่าสนใจที่จะเข้าใจว่ารถยนต์ไฟฟ้าจัดการพลังงานในขั้นตอนต่างๆ ของการใช้งานอย่างไร เราพบว่า สองเฟสที่แตกต่างกัน คือ เฟสเร่งความเร็วและเฟสลดความเร็ว ซึ่งควบคุมโดยคนขับโดยตรง
ในทั้งสองกรณี ไม่เหมือนกับเครื่องยนต์ความร้อน มอเตอร์ไฟฟ้าสามารถป้อนพลังงานเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวหรือแปลงพลังงานจลน์ (การเคลื่อนไหว) เป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อชาร์จแบตเตอรี่
- ระยะเร่ง: ในระยะเร่งความเร็ว พลังงานไฟฟ้าในรูปของกระแสตรงจะถูกถ่ายโอนจากแบตเตอรี่ไปยังตัวแปลง และตัวแปลงมีหน้าที่ในการแปลงพลังงานไฟฟ้านี้จากกระแสตรงเป็นกระแสสลับ สิ่งนี้ไปถึงมอเตอร์ซึ่งเคลื่อนโรเตอร์ผ่านระบบที่อธิบายข้างต้น และในที่สุดก็กลายเป็นการเคลื่อนที่ของล้อ
- ระยะชะลอตัว: ในระยะนี้การเคลื่อนไหวจะกลับกัน ระยะนี้เริ่มต้นด้วยล้อ และล้อจะเคลื่อนที่หลังจากช่วงเร่งความเร็วสิ้นสุดลง นั่นคือเมื่อเราเหยียบคันเร่ง มอเตอร์สร้างความต้านทานและแปลงพลังงานจลน์เป็นกระแสสลับ ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นกระแสตรงผ่านตัวแปลงแล้วเก็บไว้ในแบตเตอรี่ กระบวนการนี้ยังเกิดขึ้นระหว่างการเบรกแบบสร้างใหม่ของรถยนต์ไฟฟ้า
ชนิด
เมื่อเราทราบวิธีการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแล้ว เราจะมาดูกันว่ามอเตอร์ไฟฟ้าประเภทใดบ้างที่มีอยู่:
มอเตอร์กระแสตรง (DC): sใช้ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องปรับความเร็วรอบเครื่องยนต์อย่างต่อเนื่อง มอเตอร์ประเภทนี้จะต้องมีจำนวนขั้วบนโรเตอร์และสเตเตอร์เท่ากัน และมีปริมาณคาร์บอนเท่ากัน มอเตอร์กระแสตรงสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท:
- ชุด
- ขนาน
- ผสม
มอเตอร์กระแสสลับ (AC): เหล่านี้เป็นมอเตอร์ที่ทำงานด้วยกระแสสลับ มอเตอร์ไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงหมุนผ่านปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็ก
ข้อดีของมอเตอร์ไฟฟ้า
มีข้อดีหลายประการที่การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าให้เมื่อเทียบกับมอเตอร์ทั่วไป เราจะแสดงรายการข้อดีหลัก ๆ คืออะไร:
- ขาดการปล่อยก๊าซ
- การทำงานที่เงียบ
- ความสะดวกในการจัดการ
- ความเป็นไปได้ของการชาร์จในเต้ารับใด ๆ
- ความเป็นไปได้ของการชาร์จด้วยพลังงานหมุนเวียน (พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์)
- ตัวเลือกมอเตอร์แบบมีแปรงถ่าน DC
- มอเตอร์ที่มีแปรง DC ซึ่งสามารถมีสนามบาดแผลหรือด้วยแม่เหล็กถาวร
- มอเตอร์เหนี่ยวนำซึ่งค่อนข้างง่ายและมีประสิทธิภาพมาก
- มอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่สามารถให้พลังงานสูงได้ในระยะเวลาอันสั้น
- ระบบสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าคือระบบที่มีความเป็นไปได้ที่จะมีเบรกแบบเกิดใหม่ได้ ติดดาว&หยุด, (ซึ่งทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานปกติที่สูญเสียไปเมื่อเบรกได้)
แต่มอเตอร์ไฟฟ้าที่ดีที่สุด เป็นการเหนี่ยวนำสามเฟสและตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่มีการเบรกแบบสร้างใหม่ เครื่องยนต์ที่สามารถบรรลุความเป็นอิสระที่ยอดเยี่ยมและแทบไม่มีการปล่อยมลพิษ
ดังที่คุณเห็นแล้ว การเรียนรู้วิธีการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถรับประกันการขยายตัวของการใช้เทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการนี้ ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า