Всичко, което някога сте искали да знаете за електрическите двигатели (и никога не смеете да попитате) -
Бележка първоначално публикувана на MiuraMag
Какъв двигател има? Това е най-често задаваният въпрос на нов собственик на автомобил. Всеки, дори и най-малкото експерт, знае разликата между двигател с повече или по-малко цилиндри (или с по-голяма или по-малка работна маса). Най-ентусиазираният може дори да се съсредоточи върху това дали разпределението е десмодромно или променлива бленда.
Ще се случи ли същото с електрическите двигатели? Изглежда, че има предубеждение, че не си струва да се интернализира толкова много, защото „всички те са еднакви“. Но това не е така. И е време да започнем да „слизаме“ малко по темата. Затова предлагаме този изчерпателен трактат за електрическите двигатели, които несъмнено са бъдещето на автомобилния транспорт.
V8, V6 или 4 в ред. Изместване. Бензин или дизел. Брой клапани на цилиндър. Турбо, компресор или атмосфера. Десмодромно разпределение. И списъкът може да продължи.
Всички тези атрибути не са само част от техническия лист на настоящото превозно средство. Те са мотив за фанатизъм, поклонение, спорове и дори за демонстриране на ерудиция, в много случаи без дори да се разбере в дълбочина техните механични и технически основи. И именно двигателите с вътрешно горене създадоха мистика, която обгърна автомобилната индустрия практически от нейния произход, което предизвика интерес и желание за сравнение сред потребителите, което продължава и до днес. Има дори известен телевизионен канал, чийто лайтмотив гласи „онази необяснима страст към двигателите“.
Изглежда обаче, че това поведение няма паралел по отношение на електрическите превозни средства. Колко знаят какво е статор, ротор или разликите, произтичащи от посоката на магнитния поток? И това не е нещо, което се възприема само от потребителите: автомобилните компании - с малки изключения - не отиват твърде далеч при предаването на техническите характеристики на своите електрически двигатели.
Възможно ли е електрическите двигатели да са по-скучни и затова да не предизвикват интереса на обществеността? Или може би липсата на информация, която кара най-страстните да не намират точки за сравнение между превозните средства, което ги кара дори да не могат да различат дали двигателят на колата им е същият в работата си като този на бръснача им?
Сякаш това не е достатъчно, трябва да се вземе предвид следното: самият електрически „мотор“ не е сърцето на електрическото превозно средство, а много важна част от задвижващата система, която включва елементи като инвертори, зарядни устройства, преобразуватели, електронни блокове за управление и батерии.
Е, къде това оставя нас, феновете, които винаги искаме да знаем всичко за автомобилите? Възможно е в прелюдията към нов набор от променливи и възможности, готови да бъдат открити и оценени. Днес в индустрията се използват не един, а няколко вида електродвигатели, а този, който обещава да надмине всичко, което е на пазара, тепърва предстои (можете ли да си представите малък електрически "мотор" с тегло само седем килограма, способен да доставят 113 к.с.?). Една от възможностите е, че ако ентусиастите разберат малко повече за тези двигатели и техните различия, това може да предизвика интереса им към тях. Но ще бъде ли достатъчно да се генерира същата мистика, както при двигателите с вътрешно горене?
ОСНОВНИ
Нека започнем в началото: какво е мотор? По същество това е елементът на система, способна да трансформира някакъв вид енергия - като електрическа или топлинна - в механична енергия и да извършва „работа“ (във Физиката, „сила от разстояние“). Вероятно мнозина вече са запознати с това как двигателят с вътрешно горене извършва това преобразуване, но разбирането как електроните, течащи през жица, в крайна сметка захранват превозно средство, е почти паралелна вселена.
Ако разгледаме електрически двигател, ще открием, че най-важните съставни части - и тези, които ще ни позволят да разберем разликите между различните видове двигатели - са следните: статорът, който е неподвижната част, която работи като основа, въпреки че за нея „движи” електрическия ток, който създава магнитно поле, способно да дава движение на движещите се части; и ротора, който е елементът, който се движи, след което преобразува магнитното възбуждане от статора в механична енергия.
Друга характеристика, която отличава двигателите, е видът електрически ток, от който се нуждаят, за да работят, който може да бъде непрекъснат, като този, получен от батерии; или алтернативни, като този, който имаме в щепселите на домовете си. Каква е разликата между тези два вида токове? Движението, извършвано от електрони през проводници (кабели), тъй като при постоянен ток те се движат само в една посока - по конвенция - от положителния към отрицателния полюс; Докато при променлив ток потокът е двупосочен, трептящ между отрицателния и положителния полюс определен брой пъти в секунда, стойност, наречена "честота" и чиято единица е Hertz (Hz).
Като цветни данни, в Аржентина честотата на електрическата мрежа е 50 Hz и тези два вида токове са свързани с една от най-подходящите технологични борби от края на XIX век, известна като "войната на теченията", между гения изобретател Тесла и гениалният бизнесмен Едисон.
Четвъртият елемент, който трябва да се вземе предвид, е посоката на генерираното в двигателя магнитно поле, което за този анализ ще отделим между двигателите с радиален поток, при които линиите на полето се движат радиално по отношение на ротора; и по-модерния аксиален поток, при който магнитният поток се появява в същата посока като оста на ротора.
Въпреки че има много видове електродвигатели, само три са успели да заемат важно място в индустрията. Но се появява нов играч, за който обещава да се говори. Да видим за какво става въпрос.