Современный электродвигатель

AC motor

Современный электрический двигатель (машина) используется повсеместно в различных отраслях производства, строительстве, судостроении, автомобилестроении и много где ещё.

Электродвигатель представляет собой устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Его работа основана на принципе электромагнитной индукции — явления возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного поля, проходящего через него. Электродвигатель состоит из статора (неподвижной части) и ротора (подвижной части). В процессе работы двигателя статор генерирует вращающееся магнитное поле, которое взаимодействует с электрическим полем ротора. В результате создается крутящий момент и ротор приводится в движение.

Статор и ротор электродвигателяСтатор и ротор электродвигателя

На сегодняшний день электрические двигатели нашли широкое применение и в автомобилестроении. Они могут применяться как в отдельности — на электромобилях, так и совместно с ДВС — различные гибридные автомобили. Наибольшую популярность получили трехфазные электродвигатели переменного тока. От обычных электрических машин, электродвигатели автомобилей отличаются компактностью и повышенной мощностью.

Все электродвигатели можно разделить на две большие группы работающие от переменного, либо от постоянного тока, еще существуют универсальные, которые могут работать от обоих типов питания.

По принципу работы электродвигатели переменного тока делятся:

  1. Синхронные. Ротор в таких двигателях движется синхронно с частотой вращения магнитного поля статора.
  2. Асинхронные. Магнитное поле статора вращается быстрее ротора.

По количеству фаз электродвигатели переменного тока делятся:

  1. Однофазный. Питается от однофазной сети. Конструктивная особенность одна рабочая обмотка.
  2. Двухфазный. Питается от трехфазной сети. Две рабочие обмотки, сдвинутые на 90 градусов в пространстве.
  3. Трехфазный. Питается от трехфазной сети. Три рабочие обмотки, сдвинутые на 120 градусов в пространстве.

К примеру, на Chevrolet Volt (гибрид) используется трехфазный асинхронный мотор, а на Mitsubishi i-MiEV (полностью электрический автомобиль) — синхронный трехфазный мотор. Электродвигатели разных автопроизводителей различаются по массе, размерам, мощности и другими характеристиками, но при этом они использует один и тот же принцип электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем в 1821 году. На основе трудов М. Фарадея и Э. Ленца в 1834 году был создан первый практически пригодный электрический двигатель. Его создателем является русский ученый Б. С. Якоби.

К преимуществам электродвигателей относится:

  1. Высокий КПД 85–95%
  2. Долговечность и простата в использовании.
  3. Компактность и небольшой вес
  4. Экологичность
  5. Возможность использование генераторного режима для рекуперации кинетической энергии автомобиля.

Явных недостатков нет. Но стоит отметить, что отдельное использование электродвигателей без ДВС на автомобилях затруднено из-за несовершенства тяговых аккумуляторных батарей, их высокой стоимости и ограниченной ёмкости. Поэтому большей популярностью пользуются гибридные автомобили, где электромоторы работают совместно с небольшим ДВС, подпитывающим главный аккумулятор.  Подобная схема применения в гибридных автомобилях существенно увеличивает запас  хода, а также позволяет использование менее ёмких и дорогих аккумуляторных батарей. Но прогресс не стоит на месте, в настоящее время ведутся интенсивные исследования, целью которых является снижение стоимости аккумуляторных батарей и повышение их ёмкости.

Устройство электродвигателя:

Powered by Drupal