Автомобильный справочник. Электрические двигатели автомобильные


Двигатель электрический для электромобиля, прошлое, настоящее и будущее

Где применяется электрический автомобильный двигатель

Содержание статьи

Электродвигатель для автомобиля, в качестве тягового устройства применялся на автомобилях (вернее на их прототипах), еще раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Однако на сегодняшний день автомобильные электрические машины (именно так они правильно называются), применяются на электромобилях, работающих исключительно на аккумуляторах или других накопителях электрической энергии, а также на гибридных автомобилях.

Гибридные автомобили называются так, потому, что в них есть и двигатель внутреннего сгорания (ДВС), и аккумуляторная батарея.

История создания

Первая, можно сказать лабораторная, модель-прототип электромобиля была создана почти 200 лет назад. Известно, что в 1828 году венгерский изобретатель Джедлик продемонстрировал тележку, которая двигалась за счет электрической энергии. Но этот образец только показал принцип электрической тяги. Ведь настоящий электродвигатель постоянного тока, способный работать достаточно долго, был изобретен в 1833 году физиком из Великобритании Уильямом Стёрдженом. В 1835 году в Голландии Кристофер Беккер и  Стратин Гронинген построили первый электромобиль. Конечно, он был несовершенен и в серийное производство не пошел.

Первый патент на электрический двигатель был получен в 1837 году Томасом Дэвенпортом, именно с этого времени можно сказать, что началось строительство электромобилей. Проблема электромобилей того времени была в очень небольшом заряде тогдашних аккумуляторов. Эту проблему пытались решить американец Томас Давенпорт и голландец Роберт Андерсон, которые создали автомобиль, двигающийся за счет электричества от одноразовых гальванических элементов в 1842 году.

Больших успехов в использовании электрической энергии для тяги достигли в 19-том веке железнодорожники. Уже в 1847 году в Питсбурге (США) работал локомотив (можно назвать его первым электровозом), который получал электричество по рельсам. Аккумуляторы были очень ненадежные и с очень небольшим ресурсом, да и энергии они запасали мало. И только улучшение рабочих характеристик аккумуляторных батарей решило проблему использования электромобилей. Нужно отметить, что первый рекорд скорости превышающей 100 км/час был зафиксирован именно электромобилем.

Так в 1899 году бельгиец Камиль Женатци на электромобиле «La Jamais Contente» разогнался до 105,882 км/ч. Как видно на рисунке (слева) этот электромобиль на резиновом ходу (на пневматических шинах), это тоже было новшеством на тот момент.

Немногим раньше в Лондоне было запущено движение электрических омнибусов (тогдашних автобусов) благодаря Ральфу Уорду. В это же время в Нью-Йорке начали работать такси на электротяге, стали выпускаться электровелосипеды и многие другие подвижные единицы на электричестве. В России они (электромобили, точнее омнибусы) появились в 1901 году (фото справа) разработки инженера Романова. Уже в 1902 году заводом «Дукс» в Москве выпускался электромобиль для частного использования (фото слева).

 

 

Напомним, что только в 1878 году Николаусом Отто был запущен в серию четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который можно было устанавливать на автомобиль. Он с некоторыми доработками служит «верой и правдой» автомобилистам и по сей день.

Да, двигатель Отто и резкое падение цен на нефть, из которой получают бензин, вытеснило электромобили почти на 100 лет с рынка, но они вновь завоевывают себе «место под солнцем», тесня классические ДВС. Все это благодаря тому, что электромобили практически бесшумны, экологически безвредны и экономически выгодны в эксплуатации. Нужно напомнить, что КПД электродвигателя высокий и составляет (85…95 %), да и электричество дешевеет. Если его (электричество) получать при помощи солнечных батарей или ветрогенераторов, то эксплуатация электромобиля получается почти бесплатной.

На сегодняшний день доля электромобилей среди всего автопарка составляет около 1%, но это пока. За последние 2 года количество продаж электрокаров увеличилось на 45%. Осталось только подождать, когда бензиновые и дизельные автомобили потихоньку сойдут с рынка.

Принцип работы электромобиля

Классическая схема электромобиля представлена на рисунке справа. Аккумуляторы расположенные здесь вдоль кузова отдают свою энергию через устройство управления (УУ) электродвигателю (ЭД), а он вращает колеса. Но эта компоновка далека от совершенства. Дело в том, что электропривод имеет очень важное преимущество перед любыми другими типами приводов – рекуперация. Рекуперация, это преобразование энергии движения в электрическую. Все мы с вами знаем, что энергия никуда не исчезает, она может только преобразовываться из одного вида в другой. Так вот, энергия движения (кинетическая энергия) при торможении автомобиля преобразуется в тепловую. Мы с вами просто нагреваем тормозные колодки, и это тепло отдаем атмосфере. То есть, по сути дела выбрасываем эту энергию. В электромобилях и в гибридах мы можем большую часть кинетики преобразовать в электричество и опять накопить его в аккумуляторе.

Гибридные автомобили всегда имеют кроме аккумулятора и двигатель внутреннего сгорания. Зачем? Для того чтобы удлинить расстояние езды на электромобиле. Дело в том, что даже современные аккумуляторы могут накопить энергии на 100, ну максимум на 200 километров пробега. Согласитесь, что это совсем немного. При использовании ДВС, в качестве дополнительного источника энергии можно удлинить путь до 800, а иногда и до 1000 километров без подзарядки аккумулятора и без дозаправки бензином или дизельным топливом.

Как правило, на авто такого типа (гибридных автомобилях) нет прямого воздействия двигателя на ведущие колеса. ДВС вращает генератор, который вырабатывает электрическую энергию, и уже эта энергия подается на электродвигатели либо на накопители энергии, если автомобиль едет по инерции или стоит (на светофоре, например). Накопителями энергии могут быть не только аккумуляторы, в последнее время все большей популярностью пользуются суперконденсаторы.

Двигатель  на гибридных автомобилях может быть подключен к генератору, который вырабатывает электричество. Электричество это можно использовать для разгона (его обычно не хватает, аккумулятор плохо отдает электроэнергию на старте), или для зарядки аккумулятора, если авто на выбеге или стоянке. Крайне редко ДВС не подключен к генератору. При такой схеме ДВС помогает электродвигателю разгонять автомобиль.Где же экономия? Все дело в том, что при любой схеме подключения ДВС и электродвигателя, двигатель внутреннего сгорания всегда работает в номинальном режиме. В котором достигается максимальная экономия. КПД у ДВС всегда указывается для номинального режима и он колеблется от 36 до 42. Для малых оборотов этот КПД не превышает 7…10%.

Существует и более сложные системы. Вот, например, как взаимодействуют  детали в современном гибридном автомобиле «Тойота Приус». Здесь ДВС может работать на генератор, а может и помогать вращать ведущие колеса через планетарный механизм. При торможении, мотор/генератор (MG2) преобразует кинетическую энергию в электрическую, заряжая аккумулятор. В результате чего достигается неплохая экономия. Да это сложно, но это того стоит. Расход у Тойоты-Приус около 3-х литров бензина на 100 километров.

Устройство тягового электродвигателя автомобиля

Устройство электродвигателя автомобиля зависит, от многих факторов.  Электродвигатели для электромобилей могут быть как постоянного, так и переменного тока. В последнее время на машину такого типа ставят только двигатель переменного тока (синхронный или асинхронный).  Первые электромоторы для автомобилей были, конечно, постоянного тока. Это и логично, потому как аккумулятор выдает постоянный ток, и двигатель электрический также постоянного тока. Их применяют и сейчас, но уже гораздо реже. Однако, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Электродвигатели переменного тока гораздо экономичнее и надежнее. Выглядеть они могут точно так же как и электродвигатели постоянного тока. Разные типы электродвигателей имеют различную маркировку. AC – говорит о том, что этот двигатель переменного тока, DC – постоянного.

Принцип работы любого электродвигателя состоит во взаимодействии магнитных полей. Еще Фарадей на заре электричества заметил, что если проводник, по которому течет ток, поместить в постоянное магнитное поле, то этот проводник стремится вырваться из этого поля отклоняясь в ту или иную сторону в зависимости от направления движения тока. Если этих проводников много, и магнитное поле сильное, то и работа такого двигателя постоянного тока  будет соответствующей.

В каждом электродвигателе есть ротор (его иногда называют якорь) и статор (его еще называют индуктором). Ротором является вращающееся часть, статором – не вращающееся (стационарная). И ротор и статор имеют обмотки состоящие из отдельных проводников. Для подачи электрического тока на вращающуюся часть двигателя существует коллектор (набор медных пластин собранных в цилиндр). От статора на коллектор ток передается при помощи специальных щеток. Взаимодействие магнитных полей заставляет ротор совершать вращение.

Электродвигатели переменного тока работают несколько по-другому. Статор создает магнитное поле, которое само вращается. Оно (поле) может увлекать за собой стальные предметы, то есть заставлять вращаться ротор. По этой причине на роторе обмотка не нужна. Но в этом случае скорость вращения ротора будет отставать от скорости вращения магнитного поля статора. Такие электродвигатели нарываются асинхронными.

Для того, чтобы точно знать с какой частотой вращается ротор и регулировать эту частоту, необходимо на роторе разместить электрическую обмотку.  Такие электродвигатели называются синхронными. Но вновь появляется слабое звено электродвигателя – коллектор. Щетки изнашиваются и их нужно менять. Асинхронные двигатели в обслуживании не нуждаются.

На рисунке представлено два вида синхронных двигателей (с явными и неявными полюсами). Повторимся, что асинхронный двигатель отличается лишь тем, что на якоре нет обмотки.

При работе каждый электродвигатель нагревается. По этой причине тема охлаждения электрических машин очень важна. Система охлаждения может быть автономная и принудительная. На электродвигателях большегрузных автомобилей, например БелАЗ, охлаждение принудительное (воздух для охлаждения подается специальным вентилятором). У машин малого класса и легковых, на самом двигателе есть крыльчатка, которая продувает воздух через двигатель, тем самым охлаждая его.

Характеристики электродвигателей автомобильных

Характеристика электродвигателя, это соотношение его параметров к его цене. Лучше всего это представить в табличной форме. В таблице представлены популярные электродвигатели как постоянного DC, так и переменного AC тока. Напряжение у некоторых двигателей имеет несколько значений, это значит, что они способны работать на всех указанных напряжениях. Мощность N указана номинальная. Вращающий момент M, тоже при номинальном режиме работы. Частота вращения указана как максимально допустимая.

Характеристики электрического двигателя автомобиля невозможно сравнивать спонтанно. Для каждого конкретного случая, для определенного автомобиля, может быть разработан свой, оригинальный электродвигатель. Но электродвигатель переменного тока, а он здесь представлен один, явно отличается в лучшую сторону, от электродвигателей постоянного тока той же мощности, хотя бы по соотношению цены и вырабатываемой мощности (AC – 10.7 $/кВт, DC – 450 $/кВт).

Перспективы развития

Внедрение синхронных и асинхронных двигателей на автомобилях тормозилось медленным развитием электроники способной контролировать процессы в этих самых двигателя. Теперь эти барьеры снимаются, электроника становится надежной и относительно дешевой. По этой причине в скором времени электродвигатели переменного тока на электромобилях скорее всего будут внедряться практически повсеместно.

Изобретение новых конструкционных материалов позволяет повышать надежность и долговечность электродвигателей.

Что касается электромобилей в целом, то за ними большое будущее.

znayauto.ru

Электрические двигатели в автомобиле

Электрические двигатели в автомобиле — это электрические машины (электромеханические преобразователи), в которых электрическая энергия преобразуется в механическую. В основу работы подавляющего числа электрических машин положен принцип электромагнитной индукции. Вот о том, что представляют собой электрические двигатели, мы и поговорим в этой статье.

 

Систематика роторных электрических машин

 

Электрические двигатели в автомобиле являются электро-магнето-механическими преобразо­вателями энергии. При энергии Wm, имеющейся в магнитном поле, разряд, согласно углу вращения γ, создает магнитную силу Ft:

Ft = δ Wm / δ γ

Она служит тангенциальной силой для соз­дания крутящего момента, вычисляемого по радиусу ротора r (рис.1 «Принцип работы роторных электрических машин»). Это можно описать выражением:

М = Ft r.

Электрические машины можно поделить на категории по их управлению (табл.1 «Систематический подход к электрическим двигателям»). Часть этой систематизации взята из стандарта DIN 42027.

Двигатели постоянного тока

 

Для работы в качестве двигателей часто вы­бираются двигатели постоянного тока. Они ис­пользуются, например, в качестве приводов для электрических топливных насосов, вентилятор­ных электродвигателей, пусковых электродви­гателей, электродвигателей стеклоочистителей ветрового стекла и стеклоподъемников.

Двигатель постоянного тока (рис.2 «Структура двухполюсного эектродвигателя переменного тока») со­стоит из статора с возбуждающей, компенси­рующей и коллекторной обмотками, а также ротора (якоря) с роторной обмоткой. Ротор запитывается через коллекторные щетки и коллекторные пластины. Обмотки можно со­единять параллельно или последовательно.

Двигатели постоянного тока классифици­руются по различным характеристикам (с по­следовательным или параллельным возбуж­дением). Приведенные вычисления относятся к самокоммутирующимся двигателям. Схемы соединений двигателей постоянного тока регламентируются стандартом DIN EN 60034, часть 8 [2].

Коммутация в двигателе постоянного тока

Для работы двигателя постоянного тока не­обходимо, чтобы направление тока в роторе оставалось постоянным относительно по­люсов статора (рис.3 «Принцип коммутации тока»). Процесс изменения направления тока в роторе происходит в нейтральной зоне и называется коммута­цией. Коммутатор получает ток IR через кол­лекторные щетки. Он делится на токи ветвей Izw. Напряжение, наводимое в обмотках, вы­числяется по формуле:

u = -L di / dt

Тангенциальная скорость vt поверхности кол­лектора:

vt = ω dc / 2

Для определения длительности цикла Тс учи­тывается количество коллекторных пластин:

Тс = πdc / vt K

Изменение тока в коллекторной обмотке про­исходит за время Тс. Если учесть, что имеет место лишь ток Izw, то для наведенного на­пряжения применяется следующее:

u = -L (Izw vt K / πdc)

Обозначения берутся из DIN 1304. часть 7.

Коммутирующая и компенсирующая обмотки

 

Распределение поля

Главное поле, беспрепятственно проникающее в ротор при отсутствии тока, имеет симметрич­ное распределение (рис.4а «Наложение полей»). Аналогично, имеется симметричное разделение потока, когда ток подается только на ротор (рис. 4Ь).

При наложении этих полей нейтральная зона отклоняется на угол β (рис. 4с). Таким об­разом, эта магнитно-нейтральная зона больше не соответствует геометрически нейтральной зоне (положение коллекторных щеток).

В геометрически нейтральной зоне это соз­дает магнитное поле, которое в процессе ком­мутации наводит напряжение в обмотке ротора, вызывая искрение между щеткой и движущейся коллекторной пластиной. Во избежание этого в процессе коммутации в этой обмотке наводится другое напряжение, где амплитуда и направле­ние компенсируют эффект изначально наведен­ного напряжения. Это достигается с помощью коммутирующей обмотки (рис.2). Коммутирую­щая обмотка последовательно подключается к обмотке ротора. Она использует обратную ре­акцию ротора для противодействия смещению в магнитно-нейтральной зоне.

В случае с двигателями без коммути­рующей обмотки щетки нужно смещать в магнитно-нейтральную зону. Возмущение основного поля, возникаю­щее в области полюсного башмака, ведет к снижению доступной поверхности клеммы вкупе с ростом магнитного сопротивления. Вот почему у более крупных двигателей име­ется компенсирующая обмотка, встроенная как полюсный башмак (рис. 2). Компенсирующая обмотка последовательно соединяется с об­моткой ротора, и ее размеры таковы, чтобы компенсировать поперечное поле ротора.

Эффект коммутирующей и компенсирующей обмоток

Последовательность изображений на рис.5 «Эффект компенсирующей и коммутирующей обмоток» описывает эффект обеих обмоток. Показаны распределения полей в воздушном зазоре. Рас­положение полюсов с обмоткой и нейтральной зоной показано на рис.5а. Распределение поля возбуждения ВE(х) под полюсным башмаком, а также полюсное деление τР показаны на рис.5Ь. На рис.5с показано распределение попе­речного поля ротора Br(x). Наложение обоих распределений полей можно увидеть на рис. 5d. Компенсирующая индукция Bk(x) (рис.5е) и наложение из рис.5d показаны на рис.5f. Если коммутирующая индукция Bw(x) на рис.5g накладывается на распределение поля из рис. 5f, то получаем желаемое распределе­ние поля согласно рис.5h.

Расчет тангенциальной силы

 

Для создания крутящего момента на роторе необходима тангенциальная сила. Объекты исследования — статор и ротор с канавкой (рис.6 «Расположение статора и ротора»), в которой находится токоведущий проводник (прядь обмотки). Ротор переме­щается из положения 1 в положение 2. Поток статора Фs создает индукцию Bs в воздуш­ном зазоре, а проводник в роторе, через ко­торый протекает ток, вызывает индукцию ВR. С левой стороны канавки образуется деструк­тивное, а с правой стороны — конструктивное наложение этих двух индукций. Энергия, на­копленная в воздушном зазоре с левой сто­роны канавки, равна:

dW2 = (δIL/2μ0) (Bs2-BR2)dx       (уравнение 1).

С правой стороны канавки она равна:

dW1 = (δIL/2μ0) (Bs2+BR2)dx            (уравнение 2).

Работа dW, выполняемая в этой части, по­лучается из разности между энергиями dW1 и dW2:

dW = dW1- dW2 = Ft dx               (уравнение 3).

Уравнения 1, 2 и 3 можно использовать для вычисления силы Ft. Это можно описать вы­ражением:

Ft dx = (lRδ/2μ0) [(Bs2-BR2)-(Bs2+ BR2)]dx.

Это значит, что:

Ft = (lRδ/2μ0) BR2

Магнитно-эффективная длина ротора равна lR. Сила Ft  — это квадратичная функция ин­дукции провода, по которому протекает ток. Влияния индукции статора компенсируют друг друга. Поскольку силы на пограничных слоях всегда воздействуют в направлении низкой проницаемости, то они влияют на кру­тящий момент из-за потоков, возникающих по бокам от канавки.

Электродвигатель параллельного возбуждения

 

Особенностью электродвигателя параллель­ного возбуждения является то, что обмотка ротора параллельно соединяется с обмоткой возбуждения. Для электродвигателя парал­лельного возбуждения действуют следующие условия подключения (рис.7 «Обозначение подключений электродвигателя с параллельным возбуждением» ):

  • А — обмотка ротора:
  • А — коммутирующая обмотка;
  • С — Компенсирующая обмотка;
  • Е — обмотка возбуждения.

Расчет электродвигателя параллельного возбуждения базируется на сопротивлении ротора RA и напряжении, наводимом обмот­кой ротора. Напряжение на клеммах UKl со­ставляется из напряжения ротора UA = IА RA и наведенного напряжения Uind = c1 n ФS:

UKl = IА RA + c1 n ФS      (уравнение 4).

Здесь с1 обозначает конструктивно опреде­ляемую константу двигателя, зависящую от количества катушек в обмотке ротора, n — ча­стота вращения, ФS — поток статора, IА — ток ротора.

Решение уравнения 4 для n дает скорость вращения (уравнение частоты вращения — тока ротора):

n = (- RA /c1ФS) IА + UKl /c1ФS     (уравнение 5).

Если момент двигателя Мм = с2ФS IА   вставить в уравнение частоты вращения — тока ротора (уравнение 5), то получим уравнение частоты вращения — крутящего момента

n = (- RA /c1с2ФS2) Мм + UKl /c1ФS  (уравнение 6).

с2 — это тоже конструктивно определяемая константа двигателя, зависящая от количе­ства катушек в обмотке ротора.

На рис.8 «Зависимость частоты вращения от крутящего момента электродвигателя с параллельным возбуждением» показаны рабочие характеристики электродвигателя параллельного возбуждения. Для преодоления трения двигатель должен развивать фрикционный момент MR. В момент включения частота вращения равна нулю. Это позволяет вычислить пуско­вой момент

MA = UKl c2ФS /RA

в уравнении 6. При теоретически самой высо­кой частоте вращения на характеристической кривой (холостые обороты), двигатель не развивает крутящий момент. Холостые обо­роты n0 равны

n0 = UKl /c1ФS

Электродвигатель с последовательным возбуждением

 

У электродвигателя с последовательным воз­буждением коммутирующая, компенсирую­щая, возбуждающая обмотки статора и об­мотка ротора соединяются последовательно (рис.9 «Обозначение подключений электродвигателя с последовательным возбуждением»). D обозначает обмотку возбуждения электродвигателя с последовательным воз­буждением. Чтобы определить рабочие характеристики, суммируем сопротивления обмоток, и получаем сопротивление RA.

Точно таким же образом, как и в случае с электродвигателем параллельного возбуж­дения, напряжение на клеммах UKL склады­вается из напряжения ротора и наведенного напряжения:

UKl = IА RA + c1 n ФS                         (уравнение 7).

В результате получаем уравнение скорости вращения:

n = (- RA /c1Ф) IА + UKl /c1ФS   (уравнение 8).

Магнитный поток можно вычислить с помо­щью другой константы двигателя с3:

Ф = с3 IА                                             (уравнение 9).

Константа двигателя с3 имеет единицу ин­дуктивности и поэтому зависит от геометрии, количества катушек и проницаемости. Крутя­щий момент двигателя Мм вычисляется по формуле

Мм = с2с3IА2                                    (уравнение 10).

Если уравнение 10 скорректировать согласно IА, это выражение будет действительно в уравнении 9 и оно, в свою очередь, в уравне­нии частоты вращения — тока (уравнение 8). В результате получаем:

n =  (- RA /c1с3) +  (UKl √с2с3 /с1с3) (1/ √Мм )  (уравнение 11).

В отличие от электродвигателя с параллель­ным возбуждением, здесь частота вращения пропорциональна соответствующему значе­нию корня крутящего момента (рис.10 «Зависимость частоты вращения от крутящего момента электродвигателя с последовательным возбуждением»). Дви­гатель характеризуется значительным паде­нием частоты вращения при малой нагрузке. Если внешняя нагрузка на двигатель будет равна нулю, то частота вращения теоретиче­ски будет стремиться к бесконечности.

В следующей статье я расскажу о шине CAN в автомобиле.

Рекомендую еще почитать:

press.ocenin.ru

Электродвигатель

Электродвигатели используются в качестве силовых установок "экологичных" автомобилей: электромобилей, гибридов и автомобилей, работающих на топливных элементах.Однако даже в самом простом бензиновом семейном седане можно найти десятки маломощных электромоторов разного назначения.

История применения электромоторов в конструкции автомобиля

Общее представление об электрическом транспорте появилось после того, как  в 1831 году М. Фарадеем был открыт закон электромагнитной индукции. Первый двигатель, принцип работы которого основывался на данном законе, был разработан в 1834 году Борисом Якоби – русским физиком и изобретателем.

Глава шайки гангстеров из американского сериала "Lost" считал, что Toyota Prius - прекрасный автомобиль для грабителей, так как позволяет подъезжать к намеченной точке бесшумно

Первые автомобили с электродвигателями в качестве силовой установки появились в 1880-х годах. Популярность электромобилей на рубеже 19 и 20-го веков объясняется просто — по всем характеристикам двигатели внутреннего сгорания тех лет уступали электромоторам. В дальнейшем, с увеличением мощности бензиновых и дизельных ДВС об электродвигателях надолго забыли. Новая волна интереса к электромоторам относится к эпохе Великого нефтяного кризиса 70-х годов двадцатого века, однако ни один из представленных в то время образцов так и не дошел до массового серийного производства.

Настоящим ренессансом для гибридов и электромобилей стало первое десятилетие 21-го века. С одной стороны, благодаря развитию электроники и компьютерных технологий появилась возможность контролировать и экономить заряд батарей, с другой, цены на нефтяное топливо постепенно подтолкнули потребителей к поискам альтернативных источников энергии.

Виды электродвигателей

Чаще всего в бытовых приборах и в конструкции автомобиля встречаются так называемые магнитоэлектрические двигатели, которые подразделяются по типу потребляемой энергии две группы — постоянного и переменного тока.

Администрация Американского национального общества слепых потребовала от правительства США издать закон, обязывающий владельцев электромобилей использовать гаджет, имитирующий звук бензинового мотора

Есть и универсальные двигатели, которые могут работать как от постоянного, так и от переменного напряжения. Существует и еще одна важная категория классификации двигателей: конструкция щёточно-коллекторного узла. В зависимости от его наличия или отсутствия двигатели делят на коллекторные и бесколлекторные. В автомобиле в основном применяются коллекторные двигатели (один из них вращается в обратную сторону и выполняет роль генератора), но, в некоторых случаях могут быть установлены электромоторы других типов. Чаще всего в бытовых приборах и в конструкции автомобиля встречаются так называемые магнитоэлектрические двигатели, которые по типу потребляемой энергии подразделяется на две большие группы — на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока 

Двигатели переменного тока бывают синхронными и асинхронными и подразделяются на группы по количеству обмоток: однофазные, двухфазные и трехфазные. Чаще всего в бытовых целях используются асинхронные электродвигатели переменного тока. Также в современных автомобилях все чаще можно столкнуться с применением так называемых шаговых двигателей. Вал этих электромоторов при работе не должен непрерывно вращаться. Более того, возможен поворот на заданный угол. Это свойство шаговых двигателей оказалось очень востребованным при конструировании различных дополнительных приспособлений, которых в современных автомобилях становится все больше. К примеру, шаговым двигателем приводятся в движение заслонки климат-контроля. Их применение удобно с точки зрения сохранения звукового комфорта в салоне: шаговый электродвигатель включается лишь на короткое время и не вращается постоянно.

Тяговый электродвигатель

Тяговые электродвигатели, которые применяют в электромобилях, плавсредствах, трамваях и поездах метро, конструктивно не отличаются от других электромоторов. Более того, в качестве тягового электродвигателя могут быть применены моторы разных типов. Дело в особых требованиях, которые предъявляются к электромотору, призванному заменить двигатель внутреннего сгорания. Главные характеристики тягового электродвигателя - крутящий момент и частота вращения. Помимо этих свойств тяговый электродвигатель оценивается по ряду специфических свойств: по так называемой перегрузочной способности, которая необходима для высокого пускового ускорения; по низкому уровню выделяемого при работе тепла и так далее.

Штат Калифорния - "страна электромобилей". Там действуют самые жесткие нормы по количеству вредных выбросов в мире

Изначально в конструкции электромобилей использовался один тяговый электродвигателя с редуктором, соединенный с механизмом трансмиссии, но в современных конструкциях все чаще применяется принцип «мотор-колесо» (Active Wheel). Этот агрегат устанавливается к примеру, в спорткар Volage. Суть концепции заключается в раздельном приводе каждого колеса индивидуальным электромотором под руководством общей управляющей компьютерной программы. Преимущество ее заключается в возможности избавиться от сложной трансмиссии, в которой, как известно, теряется часть энергии силовой установки. Помимо трансмиссии система "мотор-колесо" позволяет ликвидировать отдельные механизмы ABS, ESP и даже гидравлическую тормозную систему, так как электромоторы берут их функции на себя.

Преимущества и недостатки электродвигателей

Электродвигатели отличаются компактностью и небольшой массой. Среди преимуществ также следует выделить простоту эксплуатации, отсутствие вредных выбросов при работе, долговечность, низкий уровень шума. Определенный недостаток можно усмотреть лишь в повышение нагрузки на бортовую сеть автомобиля при увеличении количества электродвигателей.

Выявление и устранение неполадок

Зачастую работе электропривода мешают обстоятельства, напрямую с конструкцией электромотора не связанные. Например, если люк с электроприводом не закрывается, следует начать поиск причины с визуального осмотра направляющих, которые могут быть загрязнены, и лишь потом делать вывод о выходе из строя электромотора.

В 2015 году компания Mitsubishi намерена поставлять в Россию 7 моделей электромобилей

Причиной поломки электродвигателя может стать короткое замыкание. Работоспособность электродвигателя можно проверить, подключив его напрямую к аккумулятору при помощи двух проводов. Если после соединения проводов электродвигатель заработал, причина отсутствия контакта в нарушении штатной проводки.

blamper.ru