Elektros varikliai yra visur. Tikriausiai nebūtų lengva pasakyti, kad šiuolaikinė civilizacija, kaip mes žinome, gali atrodyti kitaip, jei ne elektros variklis. Elektriniai varikliai taip pat yra visur jūsų kasdieniame gyvenime – nuo elektrinių vandens siurblių iki elektros variklių, maitinančių aušinimo ventiliatorius.
Tačiau pastaruoju metu didžiausias ažiotažas apie elektros variklį kyla dėl didžiulio elektromobilių plitimo.
Jei klausiate savęs, kaip veikia EV variklis, atėjote į reikiamą vietą. Perskaitykite visą informaciją apie tai, kaip veikia elektromobilių varikliai ir kaip tai palyginti su vidaus degimo varikliu.
Kas yra indukcinis elektros variklis?
Indukcinis variklis yra inžinerijos stebuklas. Juokingiausia, kad tokio tipo elektros variklius išrado Nikola Tesla, o elektrinį Automobilių kompanija, turinti jo vardą, taip pat naudoja indukcinius variklius kai kuriems savo garsiems elektriniams gaminiams transporto priemonių. Visų pirma „Model S“ ir jo „Model X“ pusbrolis naudoja kintamosios srovės indukcinius variklius (naujesni modeliai turi sinchroninį nuolatinio magneto variklį ir asinchroninį variklį). Apskritai indukcinis variklis yra variklis, kuris elektros energiją paverčia mechanine energija, naudodamas indukuotą magnetinį lauką.
Tai tikriausiai yra tarp trijų geriausių visų laikų išradimų, ir tai nėra perdėta. Indukcinis variklis yra gana paprastas, o vienintelė judanti dalis yra jo rotorius, todėl elektrinių transporto priemonių jėgos agregatai turėtų pasirodyti labai patikimi bėgant metams. Atsitiktinai tai yra vienas iš pagrindinių elektromobilių pranašumai prieš dujomis varomus automobilius patikimumo požiūriu. Indukciniame variklyje yra stacionari dalis, vadinama statoriumi, kartu su vidine dalimi, kuri iš tikrųjų sukasi, vadinama rotoriumi.
Rotorius turi per jį kertantį veleną, kuriuo galima perkelti daiktus, kai rotorius sukasi. To pavyzdys yra besisukantis ventiliatorius, prijungtas prie indukcinio variklio veleno arba galbūt elektromobilio ratų, kurie juda dėl mechaninio rotoriaus veleno judėjimo. Kintamosios srovės indukcinis variklis yra ne tik EV; tai pagrindinis dalykas visuose kasdienio gyvenimo aspektuose. Daugelyje šiuolaikinių gamyklinių mašinų naudojami kintamosios srovės indukciniai varikliai, ypač jei būtinas patikimumas ir mažos eksploatavimo išlaidos.
Tai viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl kai kuriuose našiuose elektromobiliuose naudojami indukciniai varikliai. Jie yra labai patikimi ir taip pat labai veiksmingi. Nors indukciniai varikliai gamina nemažą dalį šilumos (todėl juose dažnai yra įmontuoti ventiliatoriai ir pelekai), jie yra ypač efektyvūs. Pagal JAV Energetikos departamentasEV iš tikrųjų gali sunaudoti daugiau nei 77 % elektros energijos, kurią jie gauna iš įkrovimo tiesiai į transporto priemonės ratus. Remiantis tuo pačiu šaltiniu, benzinu varomi automobiliai gali tik 12–30 % energijos, kurią jie sukaupė benzine, konvertuoti į naudojamą galią tiesiai ant automobilio ratų.
EV konvertuoja 77% elektros energijos nuo tinklo iki galios prie ratų. Įprastos benzininės transporto priemonės keičiamos tik maždaug 12%–30% energijos, sukauptos benzine, varyti ratus.
Tai didžiulė problema ir viena iš priežasčių elektromobiliai tausoja aplinką, ypač kai prijungtas prie švaraus maitinimo šaltinio.
Kaip veikia kintamosios srovės indukcinis variklis?
Paprastais žodžiais tariant, kintamosios srovės indukcinis variklis veikia elektrifikuodamas laidžias varines rites, išdėstytas aplink statorių. Varinėmis ritėmis tekanti kintamoji srovė sukelia besisukantį magnetinį lauką. Akivaizdu, kad elektromobilyje elektros energiją, kuri leidžia atlikti šį veiksmą, tiekia EV baterija.
Tačiau baterijos gamina nuolatinę srovę, todėl prieš tai elektros energija iš akumuliatoriaus gali būti paversta mechanine energija variklis, jis turi atlikti tarpinį veiksmą per keitiklį, kuris paverčia akumuliatoriaus tiekiamą nuolatinę srovę į reikiamą kintamąją srovę galia. Statoriuje sukuriamas besisukantis elektromagnetinis laukas sukelia srovę jam judant, o tai savo ruožtu indukuoja elektromagnetinį lauką rotoriuje. Štai kodėl indukciniai varikliai vadinami indukcija, nes jie veikia sukeldami magnetinį lauką.
Magija nutinka, kai besisukantis EMF rotoriuje sukelia elektros srovę, kuri savo ruožtu sukuria savo EML, kuris priverčia rotorių suktis išilgai, sekdamas besisukantį magnetinį lauką statorius. Rotorius suka veleną, kuris yra naudinga elektros variklio dalis, leidžianti sukurti mechaninę energiją iš elektros energijos. Kalbant apie elektromobilius, tai, kaip šie elektros varikliai tiekia galią, reiškia, kad sukimo momentas pasiekiamas akimirksniu, o ICE automobiliai net negali konkuruoti.
Elektrinių variklių pranašumai, palyginti su vidaus degimo varikliais
Pirmasis akivaizdus elektros variklių pranašumas prieš vidaus degimo variklius yra drastiškas judančių dalių sumažėjimas. Jei pažvelgsite į bet kurią pagrindinę dujinio variklio animaciją, palyginti su elektrinio variklio sukimu, iškart pastebėsite, kiek sudėtingesnis yra dujinio variklio procesas. Judančių dalių sumažėjimas tiesiogiai koreliuoja su šių skirtingų elektrinių technine priežiūra.
Naudojant elektrinį variklį, nelabai kas gali sugesti, ypač dėl susidėvėjimo. Tuo tarpu vidaus degimo variklyje yra daugybė judančių dalių, kurios gali sugesti. Tai nereiškia, kad elektros variklis negali sulūžti, bet jei jame nėra daug dalių, kurios sugenda dujomis varomame variklyje, jų keisti nereikės.
Vienas iš pagrindinių įprastų variklių gedimų yra paskirstymo grandinė (arba diržas), kurio net nėra elektros variklyje. Kaip minėta anksčiau, sukimo momento tiekimas taip pat yra didžiulis EV privalumas, nes jie gali užtikrinti momentinį sukimo momentą, taip prisidedant prie dramatiško pojūčio, kurį patiriate pagreitindami EV.
Indukciniai varikliai buvo naudojami amžinai, bet vis dar yra revoliuciniai
Juokingas dalykas, susijęs su asinchroniniais varikliais, yra tai, kad jie nėra naujas išradimas. Jie taip pat buvo naudojami visur daugelį metų, tačiau pastaruoju metu šie varikliai sulaukia pripažinimo, kurio jie visada nusipelnė, nes mūsų kelius užvaldė elektromobilių banga. Asinchroninis variklis po visų šių metų vis dar yra nuostabus inžinerijos stebuklas, o nauji tyrimai ir plėtra turėtų padėti jį padaryti dar patrauklesnį.