Рост популярности электромобилей стимулирует активное развитие технологий. Если вы планируете приобрести электрокар, важно разобраться в устройстве его «сердца» — электродвигателе. Существует несколько основных типов, каждый со своими принципами работы, преимуществами и недостатками.
Основы работы электродвигателя
Чтобы понять различия между типами двигателей, нужно знать базовые принципы их работы. Главная задача любого электродвигателя — преобразовать электрическую энергию аккумулятора в механическую, которая вращает колёса. В основе большинства конструкций лежат два ключевых компонента: неподвижный статор и вращающийся внутри него ротор. Статор создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с ротором, заставляя его вращаться. Однако способы создания и управления этим магнитным полем могут кардинально различаться.
Коллекторные двигатели постоянного тока (DC)
История электромобилей началась с простых коллекторных двигателей постоянного тока. В них на роторе расположены катушки, а на статоре — магниты. Вращение достигается за счёт изменения направления тока в катушках ротора с помощью специальных угольных щёток и коллектора. Это изменение создаёт переменное электромагнитное поле, которое отталкивается от магнитов статора.
Главные плюсы такой конструкции — высочайший пусковой момент и низкая стоимость производства. Однако есть и серьёзные минусы: физический контакт щёток вызывает трение, что снижает общий КПД, приводит к износу деталей и ограничивает максимальную скорость. Из-за этих недостатков такие моторы долгое время считались устаревшими, пока BMW не представила свою новую разработку.
Новое поколение электроприводов eDrive от BMW использует усовершенствованную технологию коллекторного двигателя, но работающего на переменном токе (AC). Это сделало его мощнее и эффективнее старых аналогов. Инженерам также удалось исключить из производства редкоземельные металлы и повысить долговечность за счёт специального кожуха, уменьшающего износ щёток.
Современные бесщеточные двигатели
Сегодня в электромобилях доминируют бесщеточные двигатели, в которых магнитное поле переключается электронно, без физического контакта и трения. Это значительно повышает надёжность и КПД. Среди них выделяются два основных типа.
Асинхронный двигатель (AC Induction Motor)
В этом двигателе и статор, и ротор представляют собой наборы обмоток. Переменный ток в статоре создаёт вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (наводит) ток в обмотках ротора. Его собственное магнитное поле отталкивается от поля статора, заставляя ротор вращаться с небольшой задержкой (отсюда и название «асинхронный»).
Обратите внимание: Особенности покупки машины с аукциона. Снова Абхазия?Прочитайте и узнаете!.
Преимущества — надёжность и простота конструкции, известной ещё со времён Николы Теслы. Недостатки — относительно низкий пиковый КПД, большие габариты и вес. Долгое время асинхронные двигатели были визитной карточкой Tesla, но и эта компания перешла на более совершенные технологии.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)
Это самый распространённый сегодня тип двигателя в электромобилях. Здесь магнитное поле создаётся только обмотками статора, а ротор представляет собой постоянный магнит. Ротор вращается синхронно с полем статора, что даёт высокий КПД, отличный крутящий момент, компактность и малый вес.
Главный минус — необходимость использования мощных постоянных магнитов, для производства которых требуются редкоземельные металлы (например, неодим). Их добыча дорога и экологически сложна, а основные месторождения контролируются Китаем, что создаёт зависимость для автопроизводителей.
Будущее: двигатели с осевым магнитным потоком
Следующий шаг в эволюции — переход от традиционной схемы с радиальным потоком (поле действует по радиусу) к осевому потоку. В таких двигателях магнитное поле движется вдоль оси, а статор и ротор расположены как два параллельных диска. Это позволяет создать невероятно компактную и лёгкую конструкцию с рекордной удельной мощностью.
Хотя технология известна давно, только сейчас появились материалы, позволяющие использовать её в автомобилях. Пример — двигатель YASA (ныне принадлежит Mercedes-Benz), который, по заявлениям, вчетверо мощнее и вдвое легче радиального аналога. Такие моторы уже побеждали в гонках, как на электрокаре Риса Миллена на Пайкс-Пик.
Ключевое преимущество осевых двигателей — высочайшая эффективность при меньшем использовании редкоземельных металлов. По мере удешевления производства они могут стать новой стандартной трансмиссией для массовых электромобилей.
[Мой] Трафик Автомобилистам Полезные Автомобили Автомобили Электромобили Технологии BMW История автомобилей Как Двигатели Водители Запчасти Текущие изобретения Гоночные Автомобили Длинный пост 2
Больше интересных статей здесь: Обзоры.
Источник статьи: Знаете ли вы, какими бывают электромоторы.
