Электро мотор для двс

Какие бывают электродвигатели, сегодня стоит знать каждому автомобилисту. И не только из-за увеличения популярности электромобилей. Ведь электромоторы есть на борту всех современных автомобилей.

Итак, какие бывают электродвигатели? Один из стереотипов состоит в том, что все они простые. Если сравнивать с двигателями внутреннего сгорания, это можно считать правдой. Хотя бы потому, что электродвигатель имеет гораздо меньше движущихся деталей, и требования к материалам, технологиям и точности их изготовления намного ниже.

Так работает простейший двигатель постоянного тока – полюса ротора (якоря) и статора отталкиваются друг от друга, вращая вал

Видео:ЭлектроЖИГА. Самый дешевый электромобиль.Скачать

Принцип действия

Если в привычном нам ДВС коленвал вращается благодаря энергии расширяющихся газов, которые толкают поршень, то вал электродвигателя вращается благодаря явлению магнитной индукции – силовым полям, которые возникают около проводников с электрическим током. Чтобы сделать эти поля сильными и управляемыми, проводники собраны в обмотки, размещенные на статоре (неподвижная часть электромотора) и роторе (он же якорь, подвижная, вращающаяся часть).

Упрощенно говоря, при подаче напряжения на клеммы двигателя на его статоре и роторе возникают магнитные поля. Они отталкиваются друг от друга, заставляя ротор смещаться относительно статора – проворачиваться. Благодаря наличию коллектора (об этом ниже) или переменному току (и об этом ниже), поле одной из обмоток – ротора или статора – также начинается вращаться, “догоняя” второе из полей. Поэтому ротор вращается до тех пор, пока не будет отключена одна из обмоток и вокруг нее не исчезнет магнитное поле.

Двигатель переменного тока устроен очень похоже. Но в автомобилях “переменка” используется только в тяговых электродвигателях

Как ДВС делятся на бензиновые и дизельные, так электромоторы делятся на моторы переменного и постоянного тока. Отличия довольно существенные, хотя суть одна: вал ротора, с которого снимается нагрузка, вращается благодаря взаимодействию магнитных полей ротора и статора. Тип тока (постоянный или переменный) влияет на способ управления оборотами, смену направления вращения, эксплуатационные и тягово-скоростные характеристики электромотора.

Такие миниатюрные моторчики постоянного тока применяются не только в игрушках, но и в сервоприводах настоящих автомобилей. Естественно, с редуктором и соответствующего качества

Поскольку в 12-вольтной сети обычного автомобиля используется постоянный ток, то и двигатели на его борту – постоянного тока. Это в первую очередь мощный (иногда более 1 л.с.) электромотор стартера, привод электроусилителя руля, “движки”, приводящие во вращение вентиляторы радиатора и климатической установки, стеклоочистители. Маленькие моторчики спрятаны в актуаторах центрального замка, в приводах зеркал, сервомеханизмах регулировках сидений и руля, в насосе омывателя.

Достоинства электродвигателей постоянного тока автомобильного назначения – в компактности и большом крутящем моменте с самых малых оборотов, недостатки – в ограниченной мощности и моменте, а также в наличии коллекторно-щеточного узла, который имеет ограниченный ресурс.

Более мощные электродвигатели постоянного тока приводят в действие стеклоочистители, вентиляторы климата и радиаторов

Двигатели переменного тока обычно применяются там, где нужна большая мощность и высокая надежность. Эти электрические машины обычно конструктивно проще и долговечнее агрегатов постоянного тока. Именно такие двигатели используются как тяговые в большинстве электромобилей и гибридах. Правда, чтобы запитать двигатель переменного тока от батареи, на борту нужен специальный преобразователь тока – непростой и недешевый инвертор, но его применение оправдано.

По принципу работы моторы переменного тока бывают синхронными и асинхронными. Для рядового пользователя это уже высокие материи, скажем только, что асинхронные моторы на электромобилях применяют из-за простоты управления его оборотами.

Тяговые моторы электромобилей обычно работают на “переменке”, имеют возбуждение от постоянного магнита и относятся к асинхронному типу

Кроме того, одна электрическая машина переменного тока есть и в каждом обычном автомобиле – это генератор. По конструкции он аналогичен электродвигателю, только преобразует энергию, образно говоря, в обратную сторону – механическую в электрическую, а не наоборот, как это делает электродвигатель. Чтобы согласовать ток такого генератора с автомобильной бортовой сетью, применяется встроенный выпрямитель.

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

На практике: что, где, как

Несмотря на имидж простых и неприхотливых, электромоторы можно отнести к узлам, которые беспокоят автовладельцев. Требует внимания стартер – как минимум очистки коллектора и замены щеток, реже – замены подшипников. Распространенная неисправность – отказ моторчика печки, на неновых машинах часто подводит и электродвигатель вентилятора радиатора. Электродвигатель стеклоочистителя, часто имеющий статор с постоянными магнитами, боится перегрева (например, если дворники примерзли к стеклу) – из-за этого магнит теряет свои свойства, и дворники становятся “медленными”.

Дверные приводы замков, в особенности не штатные, а уставленные вместе с сигнализацией, тоже со временем “перегорают”. Увы, большинство используемых в автомобиле электродвигателей постоянного тока не принято ремонтировать, их просто заменяют новыми. Исключение составляет стартер, который весьма недешев.

Читайте также: Какое масло для 2 тактного лодочного мотора тохатсу

Шток актуатора дверного замка приводится в действие небольшим моторчиком постоянного тока – через редуктор и электронный блок

Генератор переменного тока также требует обслуживания. У него есть щетки, которые подают ток на обмотку возбуждения, но поскольку работают они не по коллектору, а по гладким контактным кольцам, проблем с этим узлом меньше. Подшипники генератора обычно подлежат замене. Распространенная проблема – падение напряжения в бортовой сети из-за перегоревшего диода выпрямителя генератора.

Тяговые электромоторы гибридов и “электричек” обслуживают и ремонтируют в условиях фирменных СТО. Причем нужно быть готовым к тому, что из-за связанных с высоким напряжением рисков электромеханики запросят завышенный гонорар.

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

Меняем ДВС на электромотор сами — такого тюнинга еще не было!

Американская компания Electric GT в последние три года приобрела широкую известность. Летом 2016 года калифорнийцы представили Ferrari 308, переделанный в электрокар. Спорткар получил мощность 246 кВт/335 л.с., три электродвигателя и батарею на 46 киловатт*часов, и это помимо спортивной подвески, современных тормозов и нового дизайна интерьера. С 0 до 96,6 км/ч электроспорткар разгоняется за 5 секунд, а его максимальная скорость составляет 290 км/ч, максимальный пробег на одной зарядке — 209 км. После этого в компании электрифицировали Fiat 124 Spider и взялись за Toyota Land Cruiser серий FJ40 и FJ60.

Теперь у Electric GT возникла идея сделать электродвигатель и его периферию похожими на двигатель внутреннего сгорания, чтобы он занял место полноценного V-образного мотора с восемью или более цилиндрами. Американцы обещают, что электрифицировать автомобиль по силам «среднему механику» или умелому автолюбителю, и эту электроустановку легко приспособить для многих моделей автомобилей. Например, классических Ford Mustang и Bronco.

Электрический V-образный двигатель, который печатают на 3D-принтере, соответствует практически всем техническим требованиям к двигателю, контроллерам, зарядному устройству, датчикам, реле и компьютерным системам. Пока отсутствуют монтажные кронштейны для различных моделей, но некоторые уже находятся в разработке у Electric GT, а наиболее редкие компания обязуется сделать под заказ. По словам производителя, двигатель «предварительно спроектирован, предварительно изготовлен и предварительно испытан».

Однако монтаж электродвигателя и соединение его с коробкой передач — задача самого клиента, на нем также лежит ответственность за подбор аккумулятора. Впрочем, Electric GT прилагает подробную пошаговую инструкцию. Если кратко, то после установки и сопряжения мотора с коробкой следует развести жгуты проводов и подсоединить водяную помпу и радиатор. После чего все должно заработать.

Кстати, Electric GT рекомендует подключить двигатель именно к механической коробке передач и уже предлагает переходники для этой цели. Конечно, выбирая коробку, следует убедиться, что она рассчитана на высокий крутящий момент электропривода. Агрегатировать с автоматом в компании не советуют, это гораздо сложнее и потребует большей переделки.

Видео:Электродвигатель нового поколения, аксиальный, кпд бъёт все рекорды, electric motor.Скачать

Виды двигателей для электромобиля

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:Электровелосипед недорого собрать комплект электромотор для велосипеда!Скачать

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:Электродвигатель YAMAHA легко превратит ДВС авто в электроавто!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.

  Читайте также: Навесной лодочный мотор mercury

  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:электродвигатель для электромобиля | electric vehicle engineСкачать

  

  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.

    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.

      Видео:Электромобиль или машина с ДВС: плюсы и минусыСкачать

      

      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.

      Читайте также: Масло для моторов с большим пробегом синтетика

      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:Toyota: Этот двигатель уничтожит индустрию электромобилей!Скачать

      

      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.

      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:Супер бюджетный гибридный автомобиль и на одном литре проехал…Скачать

      

      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:Характеристики двигателей RC моделей. Электромотор. Щёточные и бесщёточные моторы. ESC. Что такое KVСкачать

      

      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:Аксиальные ДВС ТоскинаСкачать

      

      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:Электромотор от ниссан лиф на грузовик и не только.Скачать

      

      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 перевода автомобилей на электротягуСкачать

      

      Электромоторы для транспорта будущего: Видео

      
      

      источники:

      https://evakuatorinfo.ru/elektro-motor-dlya-dvs

      📽️ Видео

      Электродвигатель 23 Киловатт размером с кулак - провода с палецСкачать

      

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

      

      Как самостоятельно заменить обычный двигатель на электрический?Скачать

      

      ДВС vs электро. Каким будет автомобиль будущегоСкачать

      

      Как сделать мощный электродвигатель из генератора автомобиля, самодельный BLDC моторСкачать

      

      ЭТИ ДВС ИЗМЕНЯТ МИР: W-Поршень Toyota, Свободный поршень с 50 КПД! Лёгкие и мощные!Скачать