Bílaáhugamenn hafa alltaf verið ofstækisfullir af vélum en rafvæðingin er óstöðvandi og gæti þurft að uppfæra þekkingarforða sumra.
Sú kunnuglegasta í dag er fjórgengisvélin, sem einnig er aflgjafi flestra bensínknúinna farartækja.Svipað og fjórgengis, tvígengis og Wankel snúningsvélar brunahreyfla, er hægt að skipta rafknúnum ökutækjum í samstillta mótora og ósamstillta mótora í samræmi við muninn á snúningum.Ósamstillir mótorar eru einnig kallaðir innleiðslumótorar en samstilltir mótorar innihalda varanlega segul.og straumur til að örva mótorinn.
Stator og rotor
Allar gerðir rafknúinna ökutækja samanstanda af tveimur meginhlutum: stator og snúð.
Stator▼
Statorinn er sá hluti mótorsins sem er kyrrstæður og er fast húsnæði mótorsins, fest á undirvagninn eins og vélarblokkinn.Hringurinn er eini hreyfanlegur hluti mótorsins, svipað og sveifarásinn, sem sendir tog út um gírskiptingu og mismunadrif.
Statorinn er samsettur úr þremur hlutum: stator kjarna, stator vinda og ramma.Margar samhliða raufar í líkama statorsins eru fylltar með samtengdum koparvindum.
Þessar vafningar innihalda snyrtilegar koparinnskot sem auka fyllingarþéttleika raufarinnar og beina snertingu vír til vír.Þéttar vafningar auka toggetu, en endarnir eru snyrtilegri á sviðum, sem dregur úr umfangi fyrir minni heildarpakka.
Stator og snúningur▼
Meginhlutverk statorsins er að mynda snúnings segulsvið (RMF), en aðalhlutverk snúningsins er að skera af segulkraftslínum í snúnings segulsviðinu til að mynda (úttaks) straum.
Mótorinn notar þriggja fasa riðstraum til að stilla snúningssviðið og er tíðni hans og afli stjórnað af rafeindatækni sem bregst við inngjöfinni.Rafhlöður eru jafnstraumstæki (DC) þannig að rafeindatækni rafbílsins inniheldur DC-AC inverter sem sér statornum fyrir nauðsynlegum AC straumi til að búa til hið mikilvæga breytilega snúnings segulsvið.
En það er þess virði að benda á að þessir mótorar eru líka rafalar, sem þýðir að hjólin munu bakka snúningnum inni í statornum, framkalla snúnings segulsvið í hina áttina og senda orku aftur til rafhlöðunnar í gegnum AC-DC breytir.
Þetta ferli, þekkt sem endurnýjandi hemlun, skapar viðnám og hægir á ökutækinu.Endurnýjun er ekki aðeins kjarninn í því að auka drægni rafbíla, heldur einnig mjög skilvirkra tvinnbíla, þar sem víðtæk endurnýjun bætir eldsneytissparnað.En í hinum raunverulega heimi er endurnýjun ekki eins skilvirk og að „velta bílnum,“ sem forðast orkutap.
Flestir rafbílar treysta á einhraða gírskiptingu til að hægja á snúningi milli mótorsins og hjólanna.Eins og brunavélar eru rafmótorar skilvirkastir við lágan snúning á mínútu og mikið álag.
Þó að EV gæti náð ágætis drægni með einum gír, nota þyngri pallbílar og jeppar fjölhraða gírskiptingar til að auka drægni á miklum hraða.
Fjölgíra rafbílar eru sjaldgæfir og í dag eru aðeins Audi e-tron GT og Porsche Taycan með tveggja gíra skiptingu.
Þrjár mótorgerðir
Fæddur á 19. öld, snúningur innleiðslumótorsins samanstendur af lengdarlögum eða ræmum af leiðandi efni, oftast kopar og stundum áli.Snúningssegulsvið statorsins framkallar straum í þessum blöðum, sem aftur myndar rafsegulsvið (EMF) sem byrjar að snúast innan snúnings segulsviðs statorsins.
Innleiðslumótorar eru kallaðir ósamstilltir mótorar vegna þess að framkallað rafsegulsvið og snúningsvægi er aðeins hægt að mynda þegar snúningshraði er á eftir snúnings segulsviðinu.Þessar gerðir mótora eru algengar vegna þess að þeir þurfa ekki sjaldgæfa jarðar segla og eru tiltölulega ódýrir í framleiðslu.En þeir eru síður færir um að dreifa hita við viðvarandi mikið álag og eru í eðli sínu óhagkvæmari á lágum hraða.
Varanleg segulmótor, eins og nafnið gefur til kynna, hefur snúningur hans eigin segulmagn og þarf ekki afl til að búa til segulsvið snúningsins.Þeir eru skilvirkari á lágum hraða.Slík snúningur snýst einnig samstillt við snúnings segulsvið statorsins, svo það er kallað samstilltur mótor.
Hins vegar hefur það sín vandamál að vefja snúninginn með seglum einfaldlega.Í fyrsta lagi krefst þetta stærri segla og með aukinni þyngd getur verið erfitt að halda samstillingu á miklum hraða.En stærra vandamálið er svokallað háhraða „back EMF“ sem eykur viðnám, takmarkar afl á toppnum og framleiðir umframhita sem getur skemmt seglana.
Til að leysa þetta vandamál eru flestir rafknúnir varanlegir segullmótorar með innri fasta segulmagnaðir (IPMs) sem renna í pörum í langsum V-laga gróp, raðað í mörgum lobes undir yfirborði járnkjarna snúningsins.
V-grópin heldur varanlegum seglum öruggum á miklum hraða, en skapar tregðu tog á milli seglanna.Seglar dragast annað hvort að eða hrinda frá sér af öðrum seglum, en venjuleg tregða dregur lófa járnsnúningsins að segulsviðinu sem snýst.
Varanlegu seglarnir koma við sögu á litlum hraða en tregðutogið tekur við á miklum hraða.Prius er notað í þessari uppbyggingu.
Síðasta gerð af straumspenntum mótor hefur aðeins nýlega birst í rafknúnum ökutækjum.Báðir ofangreindir eru burstalausir mótorar.Hefðbundin speki heldur því fram að burstalausir mótorar séu eini raunhæfi kosturinn fyrir rafbíla.Og BMW hefur nýlega farið gegn venjunni og sett upp burstastraumspennta AC-samstillta mótora á nýju i4 og iX gerðirnar.
Snúningur þessarar tegundar af mótor hefur samskipti við snúnings segulsvið statorsins, nákvæmlega eins og varanleg segulsníll, en í stað þess að hafa varanlega segul, notar hann sex breiðar koparflögur sem nota orku frá DC rafhlöðu til að búa til nauðsynlegt rafsegulsvið .
Þetta krefst þess að rennihringir og gormaburstar séu settir upp á snúningsásinn, svo sumir eru hræddir um að burstarnir slitni og safnist ryk og hætti við þessa aðferð.Þó að burstaflokkurinn sé lokaður í aðskildu girðingu með færanlegu hlíf, á eftir að koma í ljós hvort slit á bursta sé vandamál.
Skortur á varanlegum seglum kemur í veg fyrir hækkandi kostnað sjaldgæfra jarðar og umhverfisáhrif námuvinnslu.Þessi lausn gerir einnig mögulegt að breyta segulsviðsstyrk snúningsins og gerir þannig frekari hagræðingu kleift.Samt sem áður, það eyðir nokkru afli að knýja snúninginn, sem gerir þessa mótora óhagkvæmari, sérstaklega á lágum hraða, þar sem orkan sem þarf til að búa til segulsviðið er stærra hlutfall af heildarnotkuninni.
Í stuttri sögu rafknúinna ökutækja eru straumspenntir AC samstillir mótorar tiltölulega nýir og enn er mikið pláss fyrir nýjar hugmyndir að þróast og það hafa orðið mikil tímamót, svo sem að Tesla hefur farið frá innleiðslumótorhugmyndum yfir í varanlegt. segull samstilltur mótor.Og við erum innan við áratug í tímum nútíma rafbíla og við erum rétt að byrja.
Birtingartími: 21-jan-2023