An električni motorje uređaj koji pretvara električnu energiju u mehaničku energiju, a od Faradayevog izuma prvog elektromotora, svugdje možemo živjeti bez ovog uređaja.
Danas se automobili brzo mijenjaju od pretežno mehaničkih do električno pokretanih uređaja, a upotreba motora u automobilima postaje sve raširenija. Mnogi ljudi možda ne mogu pogoditi koliko je motora ugrađeno u njihov automobil, a sljedeći uvod pomoći će vam da otkrijete motore u svom automobilu.
Primjena motora u automobilima
Da biste saznali gdje se motor nalazi u vašem automobilu, električno podesivo sjedalo je idealno mjesto za njega. U ekonomičnim automobilima motori obično omogućuju podešavanje naprijed-natrag i nagib naslona. U premium automobilima,elektromotorimože kontrolirati podešavanje visine, na primjer, nagib donjeg jastuka sjedala, lumbalnu potporu, podešavanje naslona za glavu i čvrstoću jastuka, među ostalim značajkama koje se mogu koristiti bez elektromotora. Ostale značajke sjedala koje koriste elektromotore uključuju električno preklapanje sjedala i električno opterećenje stražnjih sjedala.
Brisači vjetrobranskog stakla su najčešći primjerelektrični motorprimjene u modernim automobilima. Obično svaki automobil ima barem jedan motor brisača za prednje brisače. Brisači stražnjeg stakla postaju sve popularniji kod SUV-ova i automobila s nagnutim stražnjim vratima, što znači da su stražnji brisači i odgovarajući motori prisutni u većini automobila. Drugi motor pumpa tekućinu za pranje na vjetrobransko staklo, a u nekim automobilima i na prednja svjetla, koja mogu imati vlastiti mali brisač.
Gotovo svaki automobil ima ventilator koji cirkulira zrak kroz sustav grijanja i hlađenja; mnoga vozila imaju dva ili više ventilatora u kabini. Vozila više klase također imaju ventilatore u sjedalima za ventilaciju jastuka i raspodjelu topline.
U prošlosti su se prozori često otvarali i zatvarali ručno, ali sada su električni prozori uobičajeni. Skriveni motori smješteni su u svakom prozoru, uključujući krovne prozore i stražnje prozore. Pogoni koji se koriste za ove prozore mogu biti jednostavni poput releja, ali sigurnosni zahtjevi (poput otkrivanja prepreka ili stezanja predmeta) dovode do upotrebe pametnijih pogonskih motora s praćenjem kretanja i ograničenjem pogonske sile.
Prelaskom s ručnih na električne, brave na automobilima postaju sve praktičnije. Prednosti motoriziranog upravljanja uključuju praktične značajke poput daljinskog upravljanja te poboljšanu sigurnost i inteligenciju poput automatskog otključavanja nakon sudara. Za razliku od električnih podizača prozora, električne brave na vratima moraju zadržati mogućnost ručnog upravljanja, što utječe na dizajn motora i strukturu električne brave na vratima.
Pokazatelji na nadzornim pločama ili instrumentnim pločama možda su se razvili u svjetleće diode (LED) ili druge vrste zaslona, ali sada svaki brojčanik i mjerač koriste male elektromotore. Ostali motori u kategoriji pružanja praktičnosti uključuju uobičajene značajke poput sklapanja bočnih retrovizora i podešavanja položaja, kao i promjenjivije primjene poput sklopivih krovova, uvlačivih papučica i staklenih pregrada između vozača i suvozača.
Ispod poklopca motora, elektromotori postaju sve češći na brojnim drugim mjestima. U mnogim slučajevima, elektromotori zamjenjuju mehaničke komponente s remenskim pogonom. Primjeri uključuju ventilatore hladnjaka, pumpe za gorivo, vodene pumpe i kompresore. Postoji nekoliko prednosti promjene ovih funkcija s remenskog pogona na električni pogon. Jedna je da je korištenje pogonskih motora u modernoj elektroničkoj opremi energetski učinkovitije od korištenja remena i remenica, što rezultira prednostima kao što su poboljšana učinkovitost goriva, smanjena težina i niže emisije. Druga prednost je da korištenje elektromotora umjesto remena omogućuje veću slobodu u mehaničkom dizajnu, jer mjesta montaže pumpi i ventilatora ne moraju biti ograničena zmijolikim remenom koji se mora pričvrstiti na svaku remenicu.
Trendovi u tehnologiji motora u vozilima
Elektromotori su neizostavni na mjestima označenim na gornjem dijagramu, a posljedično, kako automobil postaje sve elektroničkiji i kako se ostvaruje napredak autonomne vožnje i inteligencije, elektromotori će se sve više koristiti u automobilu, a mijenja se i vrsta motora za pogon.
Dok je prije većina motora u automobilima koristila standardne 12V automobilske sustave, dvostruki naponski sustavi od 12V i 48V sada postaju uobičajeni, pri čemu dvostruki naponski sustav omogućuje uklanjanje nekih od većih strujnih opterećenja s 12V baterije. Prednost korištenja 48V napajanja je četverostruko smanjenje struje za istu snagu, a time i smanjenje težine kabela i namota motora. Primjene s visokim strujnim opterećenjima koje se mogu nadograditi na 48V napajanje uključuju startere, turbopunjače, pumpe za gorivo, pumpe za vodu i ventilatore za hlađenje. Postavljanje 48V električnog sustava za ove komponente može uštedjeti otprilike 10 posto u potrošnji goriva.
Razumijevanje tipova motora
Različite primjene zahtijevaju različite motore, a motori se mogu kategorizirati na različite načine.
1. Klasifikacija prema izvoru napajanja - Ovisno o izvoru napajanja motora, mogu se klasificirati na istosmjerne motore i izmjenične motore. Među njima, izmjenični motori se također dijele na jednofazne motore i trofazne motore.
2. Prema principu rada - prema različitoj strukturi i principu rada, motori se mogu podijeliti na istosmjerne motore, asinkrone motore i sinkrone motore. Sinkroni motori se također mogu podijeliti na sinkrone motore s permanentnim magnetima, reluktantne sinkrone motore i histerezne motore. Asinkroni motori se mogu podijeliti na asinkrone motore i AC kolektorske motore.
3. Klasifikacija prema načinu pokretanja i rada - motori se prema načinu pokretanja i rada mogu podijeliti na jednofazni asinhroni motor pokretan kondenzatorom, jednofazni asinhroni motor pokretan kondenzatorom, jednofazni asinhroni motor pokretan kondenzatorom i jednofazni asinhroni motor s rascjepom faza.
4. Klasifikacija prema namjeni - elektromotori se prema namjeni mogu podijeliti na pogonske motore i upravljačke motore. Pogonski motori se dijele na električne alate (uključujući alate za bušenje, poliranje, brušenje, utore, rezanje, razvrtanje i druge alate) s elektromotorima, kućanske aparate (uključujući perilice rublja, električne ventilatore, hladnjake, klima uređaje, kasetofone, videorekordere, DVD playere, usisavače, kamere, sušila za kosu, električne brijače itd.) s elektromotorima i ostale male strojeve i opremu opće namjene (uključujući razne male alatne strojeve, male strojeve, medicinsku opremu, elektroničke instrumente itd.). Upravljački motori se dijele na koračne motore i servo motore.
5. Klasifikacija prema strukturi rotora - motori prema strukturi rotora mogu se podijeliti na asinhroni motor s kaveznim rotorom (stari standard se naziva asinhroni motor s vjevericama) i asinhroni motor s rotorom s namotanom žicom (stari standard se naziva asinhroni motor s namotanom žicom).
6. Klasifikacija prema radnoj brzini - motori se prema radnoj brzini mogu podijeliti na motore velike brzine, motore male brzine, motore konstantne brzine i motore velike brzine.
Trenutno, većina motora u automobilskim karoserijama koristi četkičaste istosmjerne motore, što je tradicionalno rješenje. Ovi motori su jednostavni za pogon i relativno jeftini zbog komutacijske funkcije koju pružaju četkice. U nekim primjenama, bezčetkični istosmjerni motori (BLDC) nude značajne prednosti u smislu gustoće snage, što smanjuje težinu i osigurava bolju ekonomičnost goriva i niže emisije, a proizvođači se odlučuju za korištenje BLDC motora u brisačima vjetrobranskog stakla, ventilatorima i pumpama za grijanje kabine, ventilaciju i klimatizaciju (HVAC). U tim primjenama, motori imaju tendenciju rada dulje vrijeme, a ne u kratkotrajnom radu poput električnih podizača prozora ili električnih sjedala, gdje jednostavnost i isplativost četkičastih motora i dalje predstavljaju prednost.
Elektromotori prikladni za električna vozila
Prelazak s vozila koja štede gorivo na isključivo električna vozila dovest će do prelaska na motore u srcu automobila.
Sustav pogona motora je srce električnog vozila, koje se sastoji od motora, pretvarača snage, raznih senzora za detekciju i napajanja. Prikladni motori za električna vozila uključuju: istosmjerne motore, istosmjerne motore bez četkica, asinkrone motore, sinkrone motore s permanentnim magnetima i reluktantne motore s preklopnim djelovanjem.
Istosmjerni motor je motor koji pretvara istosmjernu električnu energiju u mehaničku energiju i široko se koristi u elektroenergetskim pogonima zbog dobrih performansi regulacije brzine. Također ima karakteristike velikog početnog momenta i relativno jednostavnog upravljanja, stoga je svaki stroj koji se pokreće pod velikim opterećenjem ili zahtijeva jednoliku regulaciju brzine, poput velikih reverzibilnih valjaonica, vitla, električnih lokomotiva, tramvaja i slično, prikladan za korištenje istosmjernih motora.
Bezčetkični istosmjerni motor vrlo je usklađen s karakteristikama opterećenja električnih vozila, s velikim okretnim momentom pri malim brzinama, može pružiti veliki početni okretni moment kako bi se zadovoljili zahtjevi ubrzanja električnih vozila, istovremeno može raditi u širokom rasponu niskih, srednjih i visokih brzina, a također ima visoke karakteristike učinkovitosti, u uvjetima laganog opterećenja ima visoku učinkovitost. Nedostatak je što je sam motor složeniji od AC motora, a regulator je složeniji od četkičnog istosmjernog motora.
Asinkroni motor, tj. indukcijski motor, je uređaj u kojem se rotor nalazi u rotirajućem magnetskom polju, te se pod djelovanjem rotirajućeg magnetskog polja dobiva rotacijski moment, te se rotor okreće. Struktura asinkronog motora je jednostavna, laka za proizvodnju i održavanje, ima karakteristike opterećenja blizu konstantne brzine i može zadovoljiti zahtjeve većine industrijskih i poljoprivrednih proizvodnih strojeva. Međutim, brzina asinkronog motora i sinkrona brzina njegovog rotirajućeg magnetskog polja imaju fiksnu brzinu vrtnje, pa je regulacija brzine loša i nije toliko ekonomična kao kod istosmjernog motora te je fleksibilna. Osim toga, u primjenama velike snage i male brzine, asinkroni motori nisu toliko praktični kao sinkroni motori.
Sinkroni motor s permanentnim magnetom je sinkroni motor koji generira sinkrono rotirajuće magnetsko polje pobuđivanjem permanentnih magneta, koji djeluju kao rotor za generiranje rotirajućeg magnetskog polja, a trofazni namoti statora reagiraju kroz armaturu pod djelovanjem rotirajućeg magnetskog polja, inducirajući trofazne simetrične struje. Motor s permanentnim magnetom je male veličine, lagan, s malom rotacijskom inercijom i velikom gustoćom snage, što je pogodno za električna vozila s ograničenim prostorom. Osim toga, ima veliki omjer momenta i inercije, snažan kapacitet preopterećenja i veliki izlazni moment, posebno pri niskim brzinama vrtnje, što je pogodno za ubrzanje pri pokretanju računalnog vozila. Stoga su motori s permanentnim magnetima općenito prepoznati na domaćim i stranim sajmovima električnih vozila i koriste se u brojnim električnim vozilima. Na primjer, većinu električnih vozila u Japanu pokreću motori s permanentnim magnetima, koji se koriste u hibridnom Toyota Prius.
Vrijeme objave: 31. siječnja 2024.