Тяговий електродвигун для електромобіля Tesla Model S
Невідворотним майбутнім автомобілебудування, хочемо ми того чи ні, є електричні автомобілі. Виробники авто в усьому світі вкладають величезні кошти в їх розробку, бажаючи знизити концентрацію шкідливих речовин, що викидаються автомобілями традиційними, зробити поїздки безпечними та комфортними, а також економічними. Робота по їх створенню проводиться в двох напрямках - створення нових моделей і реконструкція серійних, яка більш краща, оскільки менш витратна. Електромобілі, в порівнянні з традиційними, більш надійні, оскільки більш прості за конструкцією, тобто відрізняються мінімумом рухомих частин.
Найбільшими ринками електричних автомобілів є сьогодні: США і Норвегія, Японія та Німеччина, Китай і Франція, Великобританія та ін. Наша країна поки від виробництва і використання нових засобів пересування знаходиться в стороні, виключаючи ентузіастів, які розробили Lada Ellada. Але, це випадок поки одиничний, тому він не береться до уваги, тим більше, що зібрано авто на імпортних комплектуючих.
Поняття «електричний автомобіль» означає засіб пересування, що приводиться в рух декількома (або одним) електродвигунами. Теоретично харчування мотора може бути від акумулятора, паливних елементів або сонячних батарей. Проте, більшого поширення набув варіант перший. Батарея, яка живить двигун вимагає зарядки, здійснювати яку можна за допомогою зовнішніх джерел, рекуперації або генератора, встановленого на борту автомобіля. Електродвигун, що є основним елементом електромобіля, харчується, як правило, від літій - іонної батареї. Він же, в режимі рекуперації, грає роль генератора, що заряджає батарею.
Призначення тягового електродвигуна
Електродвигун тяговий (ТЕД) призначений для приведення в рух транспортного засобу, тобто він перетворює в механічну, енергію електричну. Їх класифікують за способом харчування, роду струму, конструктивним виконанням, типу приводу колісних пар. У більшості екологічних машин: гібридних авто, серійних електромобілях, авто на паливних елементах, які в наші дні набувають завидну популярність, вони є основною рушійною силою.
В якості двигуна використовують в них мотори тягові постійного струму, які працюють в двох режимах - руховому і генераторному.
Принцип роботи
Принцип роботи електромобіля Golf blue-e-motion з тяговим електродвигуном
В основі їх роботи лежить принцип електромагнітної індукції, тобто виникнення в замкнутому контурі електрорушійної сили при зміні магнітного потоку. Від традиційної машини електромеханічної ТЕД відрізняється більшою потужністю, більш компактними розмірами, а крім цього, у нього більш високий ККД.
За способом харчування мотори діляться на двигуни постійного і змінного струму. За кількістю фаз - на однофазні (з декількома обмотками, яка підключається до мережі однофазної змінного струму), двофазні (дві обмотки, розташовані під кутом дев'яносто градусів), трифазні (три обмотки з магнітними полями через 120 градусів).
За виконання конструктивного двигуни можуть бути: колекторними, переважно працюють на постійному струмі (універсальні сучасні можуть також працювати і на струмі змінному), безколекторними, синхронними, асинхронними. Нарешті, за способом збудження вони діляться на: двигуни з послідовним, паралельним, послідовно-паралельним збудженням і від постійних магнітів.
Основні характеристики тягового електродвигуна електричного автомобіля
У сучасних авто електродвигун може бути від змінного або постійного струму. Основним його завданням є передача на рушій авто крутного моменту. Основними характеристиками ТЕД крім максимального крутного моменту і потужності, є: частота обертання, струм і напруга.
В автомобілях частіше використовують колекторні двигуни (один з них завдяки здатності обертатися у зворотний бік, може працювати як генератор). Але, в окремих моделях встановлюють електричні мотори і інших типів - магнітоелектричні мотори, що підрозділяються на двигуни змінного і постійного струму. Тягові двигуни електричні, встановлені в електромобілях, від інших електромоторів не відрізняються по конструкції.
Мотор колесо
Якщо спочатку використовували один тяговий електродвигун для електромобіля, редуктор якого з'єднаний з трансмісією, то сьогодні все частіше звертаються до мотор-колеса. Суть концепції полягає в тому, що комп'ютерна програма управляє за допомогою окремих моторів кожним з коліс. Головною перевагою є відсутність трансмісії, через яку силова установка втрачає значну частину енергії. Крім цього вдається ліквідувати гальмівну гідравлічну систему, функцію якої беруть на себе електромотори, а також окремі механізми ESP і ABS.