Электрические моторы для автомобилей

Наверное, каждый слышал, что жидкое топливо имеет ограниченный ресурс и в скором времени мы его исчерпаем. Вот почему многие производители автомобилей занялись разработками электрокаров. Двигатель для электромобиля имеет свои преимущества и недостатки: сравним его с ДВС и узнаем, можно ли купить электрический мотор и по какой цене.

Видео:Собрали ЭлектроЖигули. Тестируем в городе. ЭЛЕКТРО VS БЕНЗИНСкачать

Как устроен электрокар

Наверное, самым наглядным примером является электромобиль — это фактически тот же автомобиль, но только на электрической тяге. Узнайте подробнее, какое устройство электромобиля.

Видео:ЭлектроЖИГА. Самый дешевый электромобиль.Скачать

Что такое тяговый электромотор

Тяговый электропривод — это индукционный мотор, который предназначен для приведения в движение транспортного средства, независимо от его предназначения и габаритов. Подобными двигателями оснащены уже давно привычные нам транспортные средства:

• погрузчики на складах;
• троллейбусы;
• локомотивы (поезда);
• трамваи.

Относительно недавно такие агрегаты стали применяться и в гражданском автомобилестроении. Причем стоит отметить, что принципиально сами моторы не изменились: в зависимости от потребностей меняться может лишь размер и мощность устройства.

Тяговые электродвигатели для электрокара представляют собой мощные электрические моторы, которые в силу своих технических данных имеют некоторые конструктивные отличия от обычных двигателей:

• индивидуальные способы крепления и усиленные крепежи;
• место для размещения;
• многогранные станины;
• увеличенные габариты;
• большой вес.

Тяговый электрический привод в силу того, что чаще всего используется в городских пассажирских транспортных средствах, должен быть рассчитан на эксплуатацию в довольно сложных погодных условиях – дождь, пыль, грязь, высокие и низкие температуры.

Все это делает обязательным наличие дополнительных способов защиты: тепло- и гидроизоляции.

Особенности тягового мотора:

• Якорь состоит из:
  • сердечника,
  • обмотки,
  • вала,
  • коллектора.

  Теперь рассмотрим принцип действия электромотора. Если в двух словах, то при подаче на обмотку статора образуется сильное вращающееся магнитное поле, которое наводит ток в короткозамкнутой обмотке ротора. Такое воздействие заставляет ротор вращаться. И чем сильнее магнитное поле, образуемое статором, тем мощнее будет сила вращения – так называемый крутящий момент.

  Видео:Электромобиль или машина с ДВС: плюсы и минусыСкачать

  

  Моторы для электрокаров

  Существует большое количество разных разработок электрических моторов, которые отличаются между собой по множеству параметров. Иногда эти отличия весьма разительны.

  Есть разделение по принципу работы:

  • По типу тока – переменный, постоянный или гибридный. Они, в свою очередь, могут разделяться на такие типы:
    • синхронный;
    • асинхронный;
    • шаговые и сервоприводы – как правило, используются в промышленных станках для точного позиционирования рабочего инструмента.
    • коллекторный и безколлекторный.

    Каждый из этих приводов имеет свои особенности, которые определяют область применения. Поэтому давайте рассмотрим их подробнее.

    Читайте также: Мотор для малой авиации

    Отличия по типу тока

    Как мы знаем, существует два типа тока: переменный и постоянный.

    По сути, такие моторы работают по схожим принципам: все отличия заключаются в способе питания привода. А он, в свою очередь, определяет некоторые особенности:

    Электродвигатель постоянного тока имеет возможность более плавного и точного регулирования оборотов. А еще более высокий КПД, что очень важно в автомобилях. Но такой тип привода имеет и более высокую стоимость. Конструктивная особенность в том, что обмотка находится на роторе (он же называется якорем), который является подвижной вращающейся частью.

    Двигатель переменного тока устроен так: обмотка мотора расположена на статоре. Причем между статором и ротором есть воздушный зазор, величина которого определяет другие дополнительные особенности привода. По большей части эти устройства нашли признание благодаря весьма простой конструкции.

    Они разделяются на два типа:

    • Однофазный привод не имеет начального пускового момента, поэтому по большей части используется в бытовых приборах. Направление вращения определяется внешними силами в момент запуска.
    • Трехфазные разделяются на два подвида:
      • с короткозамкнутым ротором;
      • С фазным ротором.

      Именно трехфазные электроприводы могут быть синхронными и асинхронными. Как раз асинхронный мотор с короткозамкнутым ротором получил наибольшее распространение.

      Существуют универсальные приводы. В последнее время именно они вытесняют традиционные моторы постоянного и переменного тока.

      Суть универсальных приводов заключается в том, что вся работа контролируется платой управления. Такие двигатели называются ЕС (англ. electronically communicated). Ротор такого привода имеет постоянные магниты, а статор оснащен набором неподвижных катушек. Подключение осуществляется при помощи электронных схем: они могут переключать фазы в неподвижных катушках, что помогает поддерживать вращение ротора.

      В нужный момент плата управления подключает подачу постоянного тока в определенной полярности. Это увеличивает точность электромотора. Благодаря такой конструкции и внешнему управлению двигатель ЕС не имеет ограниченной синхронной скорости вращения.

      Особенности мотора-колесо

      Мотор-колесо уже давно известен, однако не получал применение в автомобилях в силу некоторых ограничений того времени. Относительно недавно была применена новая технология пусковой обмотки, благодаря чему получилось достичь высокого пускового момента.

      Современное мотор-колесо для электромобиля имеет несколько преимуществ:

      • Устойчивость к перепадам температур.
      • Простота и дешевизна в производстве (сборке).
      • Низкий уровень шума при работе и малый вес.
      • Надежность и долговечность.
      • Простота в обслуживании.

      По большей части это электродвигатели российского производства, так как изначально они были придуманы в РФ ученым Дуюновым, затем модернизированы.

      Мотор-колесо состоит из тех же компонентов, что и обычный электродвигатель:

      • ротор с магнитами;
      • статор с катушками.

      На статор подается электричество, которое при помощи катушек создает магнитное поле, воздействующее на магниты ротора, заставляя их вращаться. При этом все компоненты спрятаны внутри колеса.

      Внутри ближе к центру оси располагается неподвижный статор с множеством катушек. Вокруг него подвижная часть – ротор с магнитами. Это традиционное расположение, но существуют варианты и с обратным порядком, когда вращающаяся часть находится внутри, а вокруг ротора располагается неподвижный статор. Такая конструкция имеет определенные преимущества, но реализовать ее технически сложнее.

      Читайте также: Lexus is 2014 мотор

      Видео:С этими моторами любая самоделка будет просто летать!Скачать

      

      Особенности электромотора

      Можно выделить много положительных качеств, присущих электродвигателям:

      • экологичность,
      • экономичность,
      • низкий уровень шума,
      • простота в обслуживании,
      • долговечность.

      К особенностям же можно отнести два наиболее важных показателя:

      • высокий крутящий момент,
      • неограниченное количество оборотов, что позволяет полностью исключить потребность в КПП.

      Именно от этих параметров и зависит мощность автомобиля и его скорость. Конечно, есть и другие параметры, такие, как дальность пробега, надежность, легкость в обслуживании и многое другое. Но в первую очередь принимается во внимание именно крутящий момент и скорость вращения привода.

      Крутящий момент

      Тяговый показатель двигателя определяет мощность мотора. Измеряется данный показатель в ньютонах на метр (Hm).

      Если говорить об электродвигателях, то современные приводы имеют весьма высокую мощность при относительно низком потреблении.

      В целях экономии пространства и снижения веса автопроизводители стараются не оснащать машины слишком мощными приводами и большими аккумуляторами. Но даже в таком случае крутящий момент весьма высок.

      Расчет электродвигателя включает в себя в первую очередь именно крутящий момент.

      Если быть конкретнее, то минимальный показатель для электромобиля будет составлять около 170 Hm. Максимальный показатель может достигать и 10 000 Hm, как, например, у Tesla Roadster. Но такие характеристики стали возможными благодаря использованию КПП.

      В большинстве случаев коробки переключения передач в электрокарах не используются, поэтому крутящий момент колеблется в диапазоне от 280 Hm до 600 Hm, чего более чем достаточно.

      Количество оборотов

      Как мы уже выяснили, электромотор обладает высоким потенциалом и отличной мощностью, а также имеет большое количество оборотов. Причем, как правило, количество оборотов ограничивается искусственно – платой управления. И это также является одним из преимуществ электрического привода в автомобилях. Конечно, все зависит от того, какого типа мотор будет установлен, какие аккумуляторы будут использоваться, и от других параметров.

      На сегодняшний день количество оборотов асинхронного мотора, который используется в Tesla S, достигает 16 000 Обмин. В зависимости от производителя и типа двигателя данный показатель может изменяться, и, как правило, колеблется в пределах от 14 000 до 18 000 оборотов.

      Видео:Как работают ЭЛЕКТРОМОБИЛИ? | РАЗБОРСкачать

      

      Коллекторный и бесколлекторный приводы

      Для подачи питания на движущуюся часть двигателя (якорь) была разработана такая схема:

      • На якоре все катушки соединяются с группой контактов, которая называется коллектором.
      • Коллектор (подвижная деталь) соединяется со статичной частью мотора через так называемые щетки. Это графитовые контакты, которые пружинами придавливаются к коллектору. При этом коллектор может свободно вращаться, не теряя контакта со щетками.

      Читайте также: Как разбавлять бензин с маслом для лодочного мотора ямаха 30

      Конечно, в этой конструкции есть несколько недостатков:

      • При резких перепадах напряжений (при старте или остановке) возникают довольно мощные искры.
      • Щетки со временем стираются и их надо заменять. По сути это расходный материал.
      • Количество оборотов ограничено.

      Бесколлекторные электродвигатели (БД) лишены таких недостатков. Поэтому они получают все большее распространение и все чаще производители электрокаров обращают на них свое внимание. К таким моторам относятся современные универсальные приводы с электронным управлением.

      Видео:Моторы для электромобиляСкачать

      

      Электропривод и ДВС при минусовой температуре

      Каждый автовладелец сталкивался с проблемой, когда ДВС сложно запустить на сильном морозе. И это объясняется рядом факторов:

      • ДВС имеет множество трущихся деталей. При отрицательных температурах металл сжимается, и силы трения увеличиваются.
      • Масла при низкой температуре загустевают.
      • Емкость аккумулятора и его ударный ток снижаются при низких температурах.
      • Топливо может загустеть при большом морозе (особенно дизельное).

      Все эти недостатки не касаются электропривода, так как в нем практически нет трущихся деталей, за исключением нескольких подшипников. А источником энергии для такого привода является аккумулятор, который расположен в теплоизолированном месте под салоном автомобиля.

      Видео:Электродвигатель YAMAHA легко превратит ДВС авто в электроавто!Скачать

      

      Самый популярный электродвигатель

      Выше мы в целом рассмотрели, какие применяются электродвигатели для электрокаров. Все они имеют плюсы и минусы. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь неоспоримое лидерство получили агрегаты с электронным управлением: они лишены большинства недостатков, вобрали в себя лучшие качества всех видов и являются оптимальным решением.

      Конечно, такой электромотор для электромобиля имеет наиболее высокую стоимость, но она вполне оправдана получаемыми характеристиками.

      Видео:Установка мотор колес (мотор ступиц) на автомобиль. Электрозапорожец. (Часть1)Скачать

      

      Стоимость приводов для электрокаров

      Цены на двигатели для электромобилей разнятся из-за конструктивных отличий моторов, характеристик используемых материалов. Стоимость может колебаться от 1500 до 5 000 американских долларов.

      Многое зависит от технических характеристик:

      • мощность (W),
      • крутящий момент,
      • тип мотора,
      • напряжение и многое другое.

      Более того, электродвигатели, которые используются при изготовлении электрокаров, не продаются в обычных магазинах. Купить двигатель такого типа можно только по индивидуальному заказу. В остальных случаях они поставляются оптом на автомобильные заводы.

      Видео:Get a new Blazer EV for $199 a month at Novato Chevrolet. #chevrolet #blazerevСкачать

      

      В заключение

      Новые разработки двигателей для электромобилей позволили достичь небывалых результатов:

      • Крутящий момент максимален сразу с момента запуска.
      • Нет трущихся деталей.
      • Малые размеры.
      • Надежность и долговечность.
      • Низкий уровень шума.
      • Исключено негативное влияние на экологию.
      • Широкий диапазон управления оборотами позволяет полностью убрать коробку переключения передач.

      И это далеко не весь список достоинств. Однако двигатель для электрокара имеет два довольно существенных минуса:

      • Малая дальность пробега без подзарядки.
      • Нет оборудованных станций для заряда аккумуляторов.

      Эти проблемы решаемы и минимизируются уже сегодня: разрабатываются новые технологии, позволяющие увеличить дальность пробега, создаются станции заряда электрокаров.

      Видео:набор для электромобиля. Самодельный электромобиль! kit for evСкачать

      

      Электромоторы для транспорта будущего: Видео

      
      

      источники:

      https://evakuatorinfo.ru/elektricheskie-motory-dlya-avtomobiley

      🔥 Видео

      электродвигатель для электромобиля | electric vehicle engineСкачать

      

      Набор для перевода автомобилей на электротягуСкачать

      

      Toyota: Этот двигатель уничтожит индустрию электромобилей!Скачать

      

      Как самостоятельно заменить обычный двигатель на электрический?Скачать

      

      Готовый электромобиль за 2 дня своими руками!!Скачать

      

      ГазоТурбинный Электромобиль - Технология которая изменит мир! Ariel Hipercar с технологией CatGenСкачать

      

      Обзор BLDC мотора для велорикш, квадроциклов и другой техники.Скачать

      

      Супер бюджетный гибридный автомобиль и на одном литре проехал…Скачать

      

      Электродвигатель 23 Киловатт размером с кулак - провода с палецСкачать

      

      КАКОЙ ЭЛЕКТРОМОТОР ЛУЧШЕ, ЩЁТОЧНЫЙ ИЛИ БЕЗЩЁТОЧНЫЙ, КОЛЛЕКТОРНЫЙ ИЛИ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЙСкачать