An motor electriceste un dispozitiv care transformă energia electrică în energie mecanică și, de la inventarea primului motor electric de către Faraday, am putut să ne trăim viața fără acest dispozitiv peste tot.
În zilele noastre, mașinile se transformă rapid din dispozitive predominant mecanice în dispozitive electrice, iar utilizarea motoarelor în mașini devine din ce în ce mai răspândită. Mulți oameni s-ar putea să nu poată ghici câte motoare sunt montate în mașina lor, iar următoarea introducere vă va ajuta să descoperiți motoarele din mașina dumneavoastră.
Aplicațiile motoarelor în mașini
Pentru a afla unde se află motorul în mașină, scaunul electric este locul ideal pentru a-l găsi. La mașinile economice, motoarele oferă de obicei reglare înainte și înapoi și înclinare a spătarului. La mașinile premium,motoare electricepoate controla reglarea înălțimii, de exemplu, înclinarea pernei inferioare a scaunului, suportul lombar, reglarea tetierei și fermitatea pernei, printre alte funcții care pot fi utilizate fără motoare electrice. Alte caracteristici ale scaunelor care utilizează motoare electrice includ rabatarea electrică a scaunelor și încărcarea electrică a scaunelor din spate.
Ștergătoarele de parbriz sunt cel mai comun exemplu demotor electricaplicații în mașinile moderne. De obicei, fiecare mașină are cel puțin un motor de ștergere pentru ștergătoarele din față. Ștergătoarele de lunetă devin din ce în ce mai populare la SUV-uri și mașini cu portiere tip hambar, ceea ce înseamnă că ștergătoarele din spate și motoarele corespunzătoare sunt prezente în majoritatea mașinilor. Un alt motor pompează lichidul de spălare către parbriz, iar la unele mașini către faruri, care pot avea propriul lor ștergător mic.
Aproape fiecare mașină are o suflantă care circulă aerul prin sistemul de încălzire și răcire; multe vehicule au două sau mai multe ventilatoare în cabină. Vehiculele de gamă superioară au, de asemenea, ventilatoare în scaune pentru ventilația pernelor și distribuția căldurii.
În trecut, geamurile erau adesea deschise și închise manual, dar acum geamurile electrice sunt comune. Motoarele ascunse sunt amplasate în fiecare geam, inclusiv în trapele și geamurile spate. Actuatoarele utilizate pentru aceste geamuri pot fi la fel de simple ca releele, dar cerințele de siguranță (cum ar fi detectarea obstacolelor sau prinderea obiectelor) duc la utilizarea unor actuatoare mai inteligente, cu monitorizare a mișcării și limitare a forței de acționare.
Trecând de la manual la electric, încuietorile auto devin din ce în ce mai convenabile. Avantajele controlului motorizat includ funcții convenabile, cum ar fi operarea de la distanță, și siguranță și inteligență sporite, cum ar fi deblocarea automată după o coliziune. Spre deosebire de geamurile electrice, încuietorile electrice ale ușilor trebuie să păstreze opțiunea de operare manuală, ceea ce afectează designul motorului și structura încuietorii electrice a ușilor.
Indicatorii de pe tablourile de bord sau de pe grupurile de instrumente s-ar fi putut transforma în diode emițătoare de lumină (LED-uri) sau alte tipuri de afișaje, dar acum fiecare cadran și instrument utilizează motoare electrice mici. Alte motoare din categoria celor care oferă confort includ caracteristici comune, cum ar fi rabatarea oglinzilor laterale și reglarea poziției, precum și aplicații mai elegante, cum ar fi acoperișurile decapotabile, pedalele retractabile și separatoarele din sticlă între șofer și pasager.
Sub capotă, motoarele electrice devin din ce în ce mai frecvente în alte locuri. În multe cazuri, motoarele electrice înlocuiesc componentele mecanice acționate prin curea. Exemplele includ ventilatoarele radiatorului, pompele de combustibil, pompele de apă și compresoarele. Există mai multe avantaje ale schimbării acestor funcții de la acționarea prin curea la acționarea electrică. Unul este că utilizarea motoarelor de acționare în echipamentele electronice moderne este mai eficientă din punct de vedere energetic decât utilizarea curelelor și a scripeților, rezultând beneficii precum o eficiență îmbunătățită a consumului de combustibil, o greutate redusă și emisii mai mici. Un alt avantaj este că utilizarea motoarelor electrice în locul curelelor permite mai multă libertate în proiectarea mecanică, deoarece locațiile de montare ale pompelor și ventilatoarelor nu trebuie să fie constrânse de cureaua serpentină care trebuie atașată la fiecare scripetă.
Tendințe în tehnologia motoarelor în vehicule
Motoarele electrice sunt indispensabile în locurile marcate în diagrama de mai sus și, ulterior, pe măsură ce mașina devine mai electronică și se fac progrese în ceea ce privește conducerea autonomă și inteligența, motoarele electrice vor fi utilizate din ce în ce mai mult în mașină, iar tipul de motoare pentru acționare se schimbă și el.
În timp ce anterior majoritatea motoarelor auto foloseau sisteme auto standard de 12V, sistemele cu dublă tensiune de 12V și 48V devin acum mainstream, sistemul cu dublă tensiune permițând eliminarea unora dintre sarcinile de curent mai mari din bateria de 12V. Avantajul utilizării unei alimentări de 48V este o reducere de patru ori a curentului pentru aceeași putere și reducerea aferentă a greutății cablurilor și a înfășurărilor motorului. Aplicațiile cu sarcini de curent mare care pot fi actualizate la o putere de 48V includ motoarele de pornire, turbocompresoarele, pompele de combustibil, pompele de apă și ventilatoarele de răcire. Plasarea unui sistem electric de 48V pentru aceste componente poate economisi aproximativ 10% din consumul de combustibil.
Înțelegerea tipurilor de motoare
Aplicații diferite necesită motoare diferite, iar motoarele pot fi clasificate într-o varietate de moduri.
1. Clasificare în funcție de sursa de alimentare - În funcție de sursa de alimentare a motorului, acesta poate fi clasificat în motoare de curent continuu și motoare de curent alternativ. Printre acestea, motoarele de curent alternativ se împart și în motoare monofazate și motoare trifazate.
2. Conform principiului de funcționare - în funcție de structura și principiul de funcționare diferite, motorul poate fi împărțit în motor de curent continuu, motor asincron și motor sincron. Motoarele sincrone pot fi, de asemenea, împărțite în motoare sincrone cu magneți permanenți, motoare sincrone cu reluctanță și motoare cu histerezis. Motoarele asincrone pot fi împărțite în motoare cu inducție și motoare de curent alternativ cu comutator.
3. Clasificare în funcție de modul de pornire și funcționare - motorul în funcție de modul de pornire și funcționare poate fi împărțit în motor asincron monofazat cu pornire prin condensator, motor asincron monofazat cu funcționare prin condensator, motor asincron monofazat cu funcționare prin pornire prin condensator și motor asincron monofazat cu fază divizată.
4. Clasificare în funcție de utilizare - motoarele electrice pot fi împărțite în motoare de acționare și motoare de control în funcție de utilizare. Motoarele de acționare sunt împărțite în motoare electrice pentru scule electrice (inclusiv unelte de găurire, lustruire, șlefuire, canelare, tăiere, alezare etc.), electrocasnice (inclusiv mașini de spălat, ventilatoare electrice, frigidere, aparate de aer condiționat, magnetofoane, videocasete, DVD playere, aspiratoare, camere foto, uscătoare de păr, aparate de ras electrice etc.), motoare electrice și alte utilaje și echipamente mici de uz general (inclusiv o varietate de mașini-unelte mici, utilaje mici, echipamente medicale, instrumente electronice etc.). Motoarele de control sunt împărțite în motoare pas cu pas și servomotoare.
5. Clasificare după structura rotorului - motorul după structura rotorului poate fi împărțit în motor cu inducție cu colivie (standardul vechi se numește motor asincron cu colivie) și motor cu inducție cu rotor bobinat (standardul vechi se numește motor asincron bobinat).
6. Clasificare în funcție de viteza de funcționare - motoarele în funcție de viteza de funcționare pot fi împărțite în motoare de mare viteză, motoare de mică viteză, motoare cu viteză constantă, motoare cu viteză.
În prezent, majoritatea motoarelor din aplicațiile de caroserii auto utilizează motoare de curent continuu cu perii, aceasta fiind o soluție tradițională. Aceste motoare sunt ușor de acționat și relativ ieftine datorită funcției de comutație asigurată de perii. În unele aplicații, motoarele de curent continuu fără perii (BLDC) oferă avantaje semnificative în ceea ce privește densitatea de putere, ceea ce reduce greutatea și asigură un consum mai bun de combustibil și emisii mai mici, iar producătorii aleg să utilizeze motoare BLDC în ștergătoarele de parbriz, suflantele și pompele de încălzire a habitaclului, ventilație și aer condiționat (HVAC). În aceste aplicații, motoarele tind să funcționeze perioade lungi de timp, mai degrabă decât să funcționeze tranzitoriu, cum ar fi geamurile electrice sau scaunele electrice, unde simplitatea și rentabilitatea motoarelor cu perii continuă să fie avantajoase.
Motoare electrice potrivite pentru vehicule electrice
Trecerea de la vehicule eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil la vehicule pur electrice va duce la o trecere către motoarele cu motor în centrul mașinii.
Sistemul de acționare a motorului este inima unui vehicul electric și constă dintr-un motor, un convertor de putere, diverși senzori de detectare și o sursă de alimentare. Motoarele potrivite pentru vehiculele electrice includ: motoare de curent continuu, motoare de curent continuu fără perii, motoare asincrone, motoare sincrone cu magneți permanenți și motoare cu reluctanță comutată.
Motorul de curent continuu este un motor care transformă energia electrică de curent continuu în energie mecanică și este utilizat pe scară largă în domeniul tracțiunii cu energie electrică datorită performanței sale bune de reglare a vitezei. De asemenea, are caracteristici precum un cuplu de pornire mare și un control relativ simplu, prin urmare, orice mașină care pornește sub sarcină mare sau necesită o reglare uniformă a vitezei, cum ar fi laminoarele reversibile mari, troliile, locomotivele electrice, tramvaiele și așa mai departe, este potrivită pentru utilizarea motoarelor de curent continuu.
Motorul de curent continuu fără perii este foarte în concordanță cu caracteristicile de sarcină ale vehiculelor electrice, având caracteristici de cuplu mare la turații reduse, putând oferi un cuplu de pornire mare pentru a satisface cerințele de accelerare ale vehiculelor electrice, în același timp, putând funcționa la viteze mici, medii și mari, având și caracteristici de eficiență ridicată, în condiții de sarcină ușoară având o eficiență ridicată. Dezavantajul este că motorul în sine este mai complex decât un motor de curent alternativ, iar controlerul este mai complex decât un motor de curent continuu cu perii.
Motorul asincron, adică motorul cu inducție, este un dispozitiv în care rotorul este plasat într-un câmp magnetic rotativ, iar sub acțiunea câmpului magnetic rotativ se obține un cuplu de rotație, ceea ce duce la rotirea rotorului. Structura motorului asincron este simplă, ușor de fabricat și de întreținut, are caracteristici de sarcină cu viteză aproape constantă, putând satisface cerințele majorității utilajelor industriale și agricole de producție. Cu toate acestea, viteza motorului asincron și viteza sincronă a câmpului său magnetic rotativ au o rată de rotație fixă, ceea ce face ca reglarea vitezei să fie slabă, nefiind la fel de economică ca motorul de curent continuu și flexibilă. În plus, în aplicații de putere mare și viteză mică, motoarele asincrone nu sunt la fel de rezonabile ca motoarele sincrone.
Motorul sincron cu magneți permanenți este un motor sincron care generează un câmp magnetic rotativ sincron prin excitația magneților permanenți, care acționează ca un rotor pentru a genera un câmp magnetic rotativ, iar înfășurările statorice trifazate reacționează prin intermediul armăturii sub acțiunea câmpului magnetic rotativ, inducând curenți simetrici trifazați. Motorul cu magneți permanenți are dimensiuni reduse, greutate redusă, inerție rotativă mică și densitate mare de putere, fiind potrivit pentru vehiculele electrice cu spațiu limitat. În plus, are un raport cuplu-inerție mare, o capacitate mare de suprasarcină și un cuplu de ieșire mare, în special la viteze mici de rotație, fiind potrivit pentru accelerarea la pornire a vehiculului computerizat. Prin urmare, motoarele cu magneți permanenți au fost în general recunoscute de sesiunile autohtone și străine de vehicule electrice și au fost utilizate într-o serie de vehicule electrice. De exemplu, majoritatea vehiculelor electrice din Japonia sunt acționate de motoare cu magneți permanenți, care sunt utilizate în hibridul Toyota Prius.
Data publicării: 31 ian. 2024