Elektrimootorid on kõikjal. Tõenäoliselt poleks liigne väita, et kaasaegne tsivilisatsioon, nagu me teame, ei näeks välja samasugune, kui poleks elektrimootorit leiutatud. Elektrimootorid on ka teie igapäevaelus kõikjal olemas, alates elektrilistest veepumpadest kuni jahutusventilaatorite toiteallikateni.
Kuid viimasel ajal on elektrimootorit ümbritsev suurim hüpe tingitud elektrisõidukite tohutust levikust.
Kui küsite endalt, kuidas EV mootor töötab, olete jõudnud õigesse kohta. Lugege edasi kõiki üksikasju selle kohta, kuidas EV mootorid töötavad ja kuidas see on võrreldav sisepõlemismootoriga.
Mis on induktsioonelektrimootor?
Asünkroonmootor on inseneri ime. Naljakas on see, et seda tüüpi elektrimootori leiutas Nikola Tesla ja elektrimootori tema nime kandev autofirma kasutab ka mõnede oma kuulsate elektriliste jaoks asünkroonmootoreid sõidukid. Eelkõige Model S ja selle sugulane Model X kasutavad vahelduvvoolu asünkroonmootoreid (uuematel mudelitel on püsimagnetiga sünkroonmootor ja asünkroonmootor). Üldiselt on asünkroonmootor mootor, mis muundab elektrienergia indutseeritud magnetvälja abil mehaaniliseks energiaks.
Tõenäoliselt kuulub see kõigi aegade kolme parima leiutise hulka ja see pole liialdus. Asünkroonmootor on üsna lihtne, ainsaks liikuvaks osaks on selle rootor, mistõttu peaksid elektrisõidukite jõuallikad aastate kuhjudes väga töökindlaks osutuma. Juhuslikult on see üks võtmeid elektrisõidukite eelised gaasimootoriga autode ees usaldusväärsuse mõttes. Asünkroonmootoril on statsionaarne osa, mida nimetatakse staatoriks, koos sisemise osaga, mis tegelikult pöörleb, mida nimetatakse rootoriks.
Rootoril on läbiv võll, mille abil saab asju liigutada, kui rootor pöörleb. Selle näiteks on pöörlev ventilaator, mis on ühendatud asünkroonmootori võlliga või võib-olla EV ratastega, mis liiguvad rootori võlli mehaanilise liikumise tagajärjel. Vahelduvvoolu asünkroonmootor pole mitte ainult elektrisõidukites; see on igapäevaelu kõigis aspektides põhielement. Paljud kaasaegsed tehasemasinad kasutavad vahelduvvoolu asünkroonmootoreid, eriti kui töökindlus ja madalad kasutuskulud on olulised.
See on üks peamisi põhjusi, miks mõned jõudluslikud elektrisõidukid kasutavad asünkroonmootoreid. Need on väga usaldusväärsed ja ka väga tõhusad. Kuigi asünkroonmootorid toodavad oma osa soojusest (sellepärast on neil sageli konstruktsiooni sisse ehitatud ventilaatorid ja ribid), on need ülimalt tõhusad. Vastavalt USA energeetikaministeerium, EV-d saavad tegelikult kasutada rohkem kui 77% elektrienergiast, mille nad saavad laadimisel otse sõiduki ratastele. Sama allika kohaselt suudavad bensiinimootoriga autod muuta ainult 12–30% bensiinisse salvestatud energiast kasutatavaks võimsuseks otse auto ratastel.
EV-d teisendavad ümber 77% elektrienergiast võrgust rataste jõule. Tavalised bensiinisõidukid muudavad ümber ainult umbes 12%–30% bensiini salvestatud energiast rataste käitamiseks.
See on suur probleem ja üks põhjusi elektrisõidukid on keskkonnale paremad, eriti kui see on ühendatud puhta toiteallikaga.
Kuidas vahelduvvoolu asünkroonmootor töötab?
Lihtsamalt öeldes töötab vahelduvvoolu asünkroonmootor staatori ümber paiknevate juhtivate vaskpoolide elektrifitseerimisega. Vaskpooli läbiv vahelduvvool kutsub esile pöörleva magnetvälja. Ilmselgelt varustab EV-s elektrit, mis seda sammu võimaldab, EV aku.
Akud toodavad aga alalisvoolu, nii et enne saab akust saadava elektri elektrienergia abil mehaaniliseks energiaks muuta mootor, peab see läbima vaheetapi inverteri kaudu, mis muundab akutoitel oleva alalisvoolu vajalikuks vahelduvvooluks võimsus. Staatoris tekkiv pöörlev elektromagnetväli indutseerib rootoris liikudes voolu, mis omakorda indutseerib rootoris elektromagnetvälja. Seetõttu kannab asünkroonmootoreid nimetus induktsioon, kuna need töötavad magnetvälja indutseerimise teel.
Maagia juhtub siis, kui pöörlev EMF indutseerib rootoris elektrivoolu, mis omakorda toodab oma elektromagnetvälja, mis sunnib rootori pöörlevat magnetvälja järgides pöörlema staator. Rootor pöörleb võlli, mis on elektrimootori kasulik osa, võimaldades luua elektrienergiast mehaanilist energiat. EV-de osas tähendab see, kuidas need elektrimootorid võimsust annavad, pöördemomenti koheselt saadaval, millega ICE-autod ei suuda isegi konkureerida.
Elektrimootorite eelised on võrreldes sisepõlemismootoritega
Elektrimootorite esimene ilmne eelis sisepõlemismootorite ees on liikuvate osade drastiline vähenemine. Kui vaatate mis tahes põhianimatsiooni gaasimootori ja elektrimootori pöörlemise kohta, märkate kohe, kui palju keerulisem on protsess gaasimootori jaoks. Liikuvate osade vähenemine on otseselt seotud nende erinevate elektrijaamade hooldustöödega.
Elektrimootori puhul ei saa tegelikult palju valesti minna, eriti kulumise tõttu. Samal ajal on sisepõlemismootoril palju liikuvaid osi, mis võivad halvasti minna. See ei tähenda, et elektrimootor ei saaks katki minna, kuid kui sellel puuduvad paljud osad, mis gaasimootoriga mootoris halvasti lähevad, pole vaja neid välja vahetada.
Tavaliste mootorite üks suuremaid tõrkekohti on ajastuskett (või rihm), mida isegi elektrimootoris ei eksisteeri. Nagu varem mainitud, on pöördemomendi edastamine elektrisõidukite jaoks ka tohutu pluss, kuna need suudavad pakkuda kohest pöördemomenti, andes oma panuse elektrisõiduki kiirendamisel tekkiva dramaatilise tunde tekkimisele.
Asünkroonmootorid on olnud kasutusel igavesti, kuid on endiselt revolutsioonilised
Naljakas asi asünkroonmootorite juures on see, et need ei ole mingisuguse kujutlusvõimega uus leiutis. Neid on ka igal pool aastaid kasutatud, kuid viimasel ajal on need mootorid pälvinud tunnustust, mida nad on alati väärinud tänu meie teid vallutava elektrisõidukite lainele. Asünkroonmootor on pärast kõiki neid aastaid endiselt hämmastav inseneri ime ning uued uurimis- ja arendustööd peaksid aitama seda veelgi mõjuvamaks muuta.
