რამ უნდა იცოდეთ ელექტრო მანქანების ძრავების შესახებ

ავტომობილის მოყვარულები ყოველთვის ფანატიკურად იყვნენ განწყობილნი ძრავების მიმართ, მაგრამ ელექტრიფიკაცია შეუჩერებელია და ზოგიერთი ადამიანის ცოდნის რეზერვები შეიძლება საჭირო გახდეს განახლება.

დღეს ყველაზე ნაცნობია ოთხტაქტიანი ციკლის ძრავა, რომელიც ასევე არის ენერგიის წყარო ბენზინზე მომუშავე მანქანების უმეტესობისთვის.შიდა წვის ძრავების ოთხტაქტიანი, ორტაქტიანი და ვანკელის როტორული ძრავების მსგავსად, ელექტრომობილების ძრავები შეიძლება დაიყოს სინქრონულ ძრავებად და ასინქრონულ ძრავებად როტორების განსხვავების მიხედვით.ასინქრონულ ძრავებს ასევე უწოდებენ ინდუქციურ ძრავებს, ხოლო სინქრონული ძრავები შეიცავს მუდმივ მაგნიტებს.და დენი ძრავის გასააქტიურებლად.

სტატორი და როტორი

ყველა ტიპის ელექტრომობილის ძრავა შედგება ორი ძირითადი ნაწილისაგან: სტატორისა და როტორისაგან.

სტატორი▼

სტატორი არის ძრავის ნაწილი, რომელიც რჩება სტაციონარული და წარმოადგენს ძრავის ფიქსირებულ კორპუსს, რომელიც დამონტაჟებულია შასიზე, როგორც ძრავის ბლოკი.როტორი არის ძრავის ერთადერთი მოძრავი ნაწილი, ამწე ლილვის მსგავსი, რომელიც აგზავნის ბრუნვას გადამცემი და დიფერენციალური საშუალებით.

სტატორი შედგება სამი ნაწილისგან: სტატორის ბირთვი, სტატორის გრაგნილი და ჩარჩო.სტატორის სხეულში მრავალი პარალელური ღარი ივსება ურთიერთდაკავშირებული სპილენძის გრაგნილებით.

ეს გრაგნილები შეიცავს თმის სამაგრის სპილენძის ჩანართებს, რომლებიც ზრდის ჭრილის შევსების სიმკვრივეს და პირდაპირ მავთულის კონტაქტს.მკვრივი გრაგნილები ზრდის ბრუნვის სიმძლავრეს, ხოლო ბოლოები უფრო მოწესრიგებულია, რაც ამცირებს მოცულობას მცირე მთლიანი პაკეტისთვის.

სტატორი და როტორი ▼

სტატორის მთავარი ფუნქციაა მბრუნავი მაგნიტური ველის (RMF) გამომუშავება, ხოლო როტორის ძირითადი ფუნქციაა მბრუნავი მაგნიტური ველის მაგნიტური ძალის ხაზების მოჭრა დენის (გამომავალი) წარმოქმნის მიზნით.

ძრავა იყენებს სამფაზიან ალტერნატიულ დენს მბრუნავი ველის დასაყენებლად და მისი სიხშირე და სიმძლავრე კონტროლდება დენის ელექტრონიკით, რომელიც რეაგირებს ამაჩქარებელზე.ბატარეები არის პირდაპირი დენის (DC) მოწყობილობები, ამიტომ ელექტრომობილის დენის ელექტრონიკა მოიცავს DC-AC ინვერტორს, რომელიც ამარაგებს სტატორს საჭირო AC დენით, რათა შეიქმნას მნიშვნელოვანი ცვლადი მბრუნავი მაგნიტური ველი.

მაგრამ აღსანიშნავია, რომ ეს ძრავები ასევე გენერატორებია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ბორბლები აბრუნებენ როტორს სტატორის შიგნით, გამოიწვევენ მბრუნავ მაგნიტურ ველს სხვა მიმართულებით და აბრუნებენ ენერგიას ბატარეაში AC-DC გადამყვანის საშუალებით.

ეს პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც რეგენერაციული დამუხრუჭება, ქმნის წევას და ანელებს მანქანას.რეგენერაცია არის არა მხოლოდ ელექტრო მანქანების დიაპაზონის გაფართოების საფუძველი, არამედ მაღალეფექტური ჰიბრიდები, რადგან ფართო რეგენერაცია აუმჯობესებს საწვავის ეკონომიას.მაგრამ რეალურ სამყაროში, რეგენერაცია არ არის ისეთი ეფექტური, როგორც „მანქანის გადაადგილება“, რაც თავიდან აიცილებს ენერგიის დაკარგვას.

ელექტრომობილების უმეტესობა ეყრდნობა ერთ სიჩქარიან ტრანსმისიას ძრავასა და ბორბლებს შორის ბრუნვის შესანელებლად.შიდა წვის ძრავების მსგავსად, ელექტროძრავები ყველაზე ეფექტურია დაბალ ბრუნზე და მაღალ დატვირთვაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ EV-ს შეუძლია მიიღოს ღირსეული დიაპაზონი ერთი სიჩქარით, უფრო მძიმე პიკაპები და ჯიპები იყენებენ მრავალსიჩქარიან ტრანსმისიას, რათა გაზარდონ დიაპაზონი მაღალი სიჩქარით.

მრავალსაფეხურიანი ელექტრომობილები იშვიათია და დღეს მხოლოდ Audi e-tron GT და Porsche Taycan იყენებენ ორ სიჩქარიან ტრანსმისიებს.

სამი ტიპის ძრავა

მე-19 საუკუნეში დაბადებული ინდუქციური ძრავის როტორი შედგება გამტარი მასალის გრძივი ფენებისგან ან ზოლებისგან, ყველაზე ხშირად სპილენძის და ზოგჯერ ალუმინის.სტატორის მბრუნავი მაგნიტური ველი იწვევს დენს ამ ფურცლებში, რაც თავის მხრივ ქმნის ელექტრომაგნიტურ ველს (EMF), რომელიც იწყებს ბრუნვას სტატორის მბრუნავი მაგნიტური ველის ფარგლებში.

ინდუქციურ ძრავებს უწოდებენ ასინქრონულ ძრავებს, რადგან ინდუცირებული ელექტრომაგნიტური ველი და ბრუნვის ბრუნვა შეიძლება წარმოიქმნას მხოლოდ მაშინ, როდესაც როტორის სიჩქარე ჩამორჩება მბრუნავ მაგნიტურ ველს.ამ ტიპის ძრავები გავრცელებულია, რადგან მათ არ სჭირდებათ იშვიათი დედამიწის მაგნიტები და შედარებით იაფია წარმოება.მაგრამ მათ ნაკლებად შეუძლიათ სითბოს გაფანტვა მდგრადი მაღალი დატვირთვით და არსებითად ნაკლებად ეფექტურია დაბალი სიჩქარით.

მუდმივი მაგნიტის ძრავა, როგორც სახელიდან ჩანს, მის როტორს აქვს საკუთარი მაგნეტიზმი და არ საჭიროებს ენერგიას როტორის მაგნიტური ველის შესაქმნელად.ისინი უფრო ეფექტურია დაბალ სიჩქარეზე.ასეთი როტორი ასევე ბრუნავს სინქრონულად სტატორის მბრუნავ მაგნიტურ ველთან, ამიტომ მას სინქრონული ძრავა ეწოდება.

თუმცა, როტორის უბრალოდ მაგნიტებით შეფუთვას აქვს თავისი პრობლემები.პირველ რიგში, ეს მოითხოვს უფრო დიდ მაგნიტებს და დამატებით წონასთან ერთად, შეიძლება რთული იყოს სინქრონიზაციის შენარჩუნება მაღალი სიჩქარით.მაგრამ უფრო დიდი პრობლემა არის ეგრეთ წოდებული მაღალსიჩქარიანი "უკან EMF", რომელიც ზრდის წევას, ზღუდავს ზედა ბოლო ენერგიას და წარმოქმნის ზედმეტ სითბოს, რამაც შეიძლება დააზიანოს მაგნიტები.

ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ელექტრომობილების მუდმივი მაგნიტის ძრავების უმეტესობას აქვს შიდა მუდმივი მაგნიტები (IPMs), რომლებიც წყვილ-წყვილად სრიალებს გრძივი V- ფორმის ღარებში, რომლებიც განლაგებულია როტორის რკინის ბირთვის ზედაპირის ქვეშ რამდენიმე წილით.

V-ღარი ინარჩუნებს მუდმივ მაგნიტებს უსაფრთხოდ მაღალი სიჩქარით, მაგრამ ქმნის უხერხულობის მომენტს მაგნიტებს შორის.მაგნიტები იზიდავს ან იზიდავს სხვა მაგნიტებს, მაგრამ ჩვეულებრივი უხერხულობა, იზიდავს რკინის როტორის ლობებს მბრუნავი მაგნიტური ველისკენ.

მუდმივი მაგნიტები მოქმედებენ დაბალ სიჩქარეზე, ხოლო უხერხულობის ბრუნვა იკავებს მაღალ სიჩქარეზე.ამ სტრუქტურაში გამოიყენება Prius.

დენით აღგზნებული ძრავის ბოლო ტიპი სულ ახლახან გამოჩნდა ელექტრო მანქანებში.ორივე ზემოაღნიშნული არის ჯაგრისების გარეშე ძრავა.ჩვეულებრივი სიბრძნე თვლის, რომ ჯაგრისების გარეშე ძრავები ერთადერთი ეფექტური ვარიანტია ელექტრო მანქანებისთვის.BMW-მ ცოტა ხნის წინ წავიდა ნორმის საწინააღმდეგოდ და ახალ i4-სა და iX-ის მოდელებზე დააინსტალირა დაბრაწული დენით აღგზნებული AC სინქრონული ძრავები.

ამ ტიპის ძრავის როტორი ურთიერთქმედებს სტატორის მბრუნავ მაგნიტურ ველთან, ზუსტად ისე, როგორც მუდმივი მაგნიტის როტორი, მაგრამ მუდმივი მაგნიტების ნაცვლად, ის იყენებს ექვს ფართო სპილენძის ლობს, რომლებიც იყენებენ DC ბატარეის ენერგიას საჭირო ელექტრომაგნიტური ველის შესაქმნელად. .

ამისათვის საჭიროა მოცურების რგოლები და ზამბარის ჯაგრისების დაყენება როტორის ლილვზე, ამიტომ ზოგიერთს ეშინია, რომ ჯაგრისები დაცვია და დაგროვდება მტვერი და მიატოვებს ამ მეთოდს.მიუხედავად იმისა, რომ ფუნჯების მასივი ჩასმულია ცალკე შიგთავსში მოსახსნელი საფარით, ჯერ კიდევ გასარკვევია არის თუ არა ფუნჯის ცვეთა პრობლემა.

მუდმივი მაგნიტების არარსებობა თავიდან აიცილებს იშვიათი მიწების ფასს და მაინინგის გარემოზე ზემოქმედებას.ეს გამოსავალი ასევე შესაძლებელს ხდის როტორის მაგნიტური ველის სიძლიერის შეცვლას, რაც შემდგომ ოპტიმიზაციას იძლევა.მიუხედავად ამისა, როტორის ძრავა მაინც მოიხმარს გარკვეულ ენერგიას, რაც ამ ძრავებს ნაკლებად ეფექტურს ხდის, განსაკუთრებით დაბალი სიჩქარით, სადაც მაგნიტური ველის შესაქმნელად საჭირო ენერგია მთლიანი მოხმარების დიდ ნაწილს შეადგენს.

ელექტრული მანქანების მოკლე ისტორიაში, მიმდინარე აღგზნებული AC სინქრონული ძრავები შედარებით ახალია და ჯერ კიდევ ბევრი ადგილია ახალი იდეების განსავითარებლად, და იყო მნიშვნელოვანი გარდამტეხი მომენტები, როგორიცაა ტესლას გადასვლა ინდუქციური ძრავის კონცეფციიდან მუდმივზე. მაგნიტების სინქრონული ძრავა.და ჩვენ ათწლეულზე ნაკლები გავდივართ თანამედროვე ელექტრომომარაგების ეპოქაში და ახლა ვიწყებთ.