Menu Close

Чому ДВС краще електродвигуна

Які бувають електродвигуни для авто

Які бувають електродвигуни – сьогодні варто знати кожному автомобілісту. Адже електромотори є на борту не тільки електромобілів.

Отже, які бувають електродвигуни? Один зі стереотипів полягає в тому, що всі вони прості. Якщо порівнювати з двигунами внутрішнього згоряння, це можна вважати правдою. Хоча б тому, що електродвигун має набагато менше рухомих деталей, і вимоги до матеріалів, технологій і точності їх виготовлення набагато нижчі.

Так працює найпростіший двигун постійного струму – полюси ротора (якоря) і статора відштовхуються один від одного, обертаючи вал

Принцип дії

Якщо у звичному нам ДВС колінвал обертається завдяки енергії газів, які розширюються і штовхають поршень, то вал електродвигуна обертається завдяки явищу магнітної індукції – силових полів, які виникають біля провідників зі струмом. Щоб зробити ці поля сильними і керованими, провідники зібрані в обмотки, розміщені на статорі (нерухома частина електромотора) і роторі (він же якір, рухома, обертова частина).

Простіше кажучи, при подачі напруги на клеми двигуна на його статорі і роторі виникають магнітні поля. Вони відштовхуються один від одного, змушуючи ротор зміщуватися відносно статора – провертатися. Завдяки наявності колектора (про це нижче) або змінному струмові (і про це нижче), поле однієї з обмоток – ротора або статора – також починає обертатися, “наздоганяючи” друге з полів. Тому ротор обертається доти, поки не буде відключена одна з обмоток і навколо неї не зникне магнітне поле.

Двигун змінного струму влаштований дуже схоже. Але в автомобілях “змінка” використовується тільки в тягових електродвигунах

AC/DC

Як ДВЗ поділяються на бензинові та дизельні, так і електромотори поділяються на двигуни змінного та постійного струму. Відмінності досить істотні, хоча суть одна: вал ротора, з якого знімається навантаження, обертається завдяки взаємодії магнітних полів ротора і статора. Вид струму (постійний чи змінний) впливає на спосіб керування обертами, зміну напряму обертання, експлуатаційні та тягово-швидкісні характеристики електромотора.

Такі мініатюрні моторчики постійного струму застосовуються не лише в іграшках, але й в сервоприводах справжніх автомобілів. Природно, з редуктором і відповідної якості

Оскільки в 12-вольтній мережі звичайного автомобіля використовується постійний струм, то і двигуни на його борту – постійного струму. Це в першу чергу потужний (інколи більше 1 к. с.) електродвигун стартера, привід електропідсилювача керма, двигуни, що приводять в обертання вентилятори радіатора і кліматичної установки, склоочисники. Маленькі моторчики заховані в актуаторах центрального замка, в приводах дзеркал, сервомеханизмах регулювання сидінь і керма, в насосі омивача.

Переваги електродвигунів постійного струму автомобільного призначення – в компактності і великому крутному моменті з найменших оборотів, недоліки – в обмеженій потужності і моменті, а також в наявності колекторно-щіткового вузла, який має обмежений ресурс.

Більш потужні електродвигуни постійного струму приводять в дію склоочисники, вентилятори клімату і радіаторів

Двигуни змінного струму зазвичай застосовуються там, де потрібна велика потужність і висока надійність. Ці електричні машини зазвичай конструктивно простіші та довговічніші за агрегати постійного струму. Саме такі двигуни використовуються як тягові в більшості електромобілів і гібридах. Правда, щоб живити двигун змінного струму від батареї, на борту потрібен спеціальний перетворювач струму – непростий і недешевий інвертор, але його застосування виправдане.

За принципом роботи мотори змінного струму бувають синхронними і асинхронними. Для рядового користувача це вже високі матерії, скажемо тільки, що синхронні двигуни на електромобілях застосовують через простоту управління його обертами.

Тягові мотори електромобілів зазвичай працюють на “змінці”, мають збудження від постійного магніту і відносяться до синхронного типу

Крім того, одна електрична машина змінного струму є і в кожному звичайному автомобілі – це генератор. За конструкцією він аналогічний до трьохфазного електродвигуна, тільки перетворює енергію, образно кажучи, у зворотний бік – механічну перетворює в електричну, а не навпаки, як це робить електродвигун. Щоб узгодити струм такого генератора з автомобільною бортовою мережею, застосовується вбудований випрямляч.

На практиці: що, де, як

Незважаючи на імідж простих і невибагливих, електромотори можна віднести до вузлів, які дещо турбують автовласників. Вимагає уваги стартер – як мінімум очищення колектора і заміни щіток, рідше – заміни підшипників. Поширена несправність – відмова моторчика пічки, на старих машинах часто підводить і електродвигун вентилятора радіатора. Електродвигун склоочисника, що часто має постійні магніти, боїться перегріву (наприклад, якщо двірники примерзли до скла) – через це магніт втрачає свої властивості і двірники стають “повільними”.

Дверні приводи замків, особливо не штатні, а встановлені разом з сигналізацією, теж з часом “перегорають”. На жаль, більшість використовуваних в автомобілі електродвигунів постійного струму не прийнято ремонтувати, їх просто замінюють новими. Виняток становить стартер, який є дуже недешевим.

Шток актуатора дверного замка приводиться в дію невеликим двигуном постійного струму – через редуктор і електронний блок

Генератор змінного струму також вимагає обслуговування. У нього є щітки, які подають струм на обмотку збудження, але оскільки вони працюють не по колектору, а по гладких контактних кільцях, проблем з цим вузлом менше. Підшипники генератора зазвичай підлягають заміні. Поширена проблема – падіння напруги в бортовій мережі, через перегорілий діод випрямителя генератора. Тягові електромотори гібридів і “електричок” обслуговують і ремонтують в умовах фірмових СТО. Причому потрібно бути готовим до того, що через пов’язані з високою напругою ризики електромеханіки запросять високий гонорар.

Чому ДВС краще електродвигуна

Всім привіт! Принципи побудови електрорухової установки на вітрильному судні дещо відрізняються від принципів яких ми звикли, використовуючи двигуни внутрішнього згоряння. У цій статті я порівняю обидва типи, напишу сильні та слабкі сторони кожного.

Перехід на електродвигуни чомусь став модним останніми роками, хтось бачить у цьому переділ ринків, хтось розвиток нових технологій, а хтось дивиться з практичної точки зору. До останніх я відношу себе.

Для мене ця тема почалася з 500 Вт моторчика в електровелосипеді, на якому я щодня накочував по 40-50 км зі швидкістю помітно більше ніж може крутити ногами середній велосипедист. Це було зручно, особливо у завантаженому місті та не вимагало додаткового паркомісця. Після нього було два електромотоцикли і якраз настав час установки двигуна на свій човен.

Дизельний двигун на мій човен було неможливо поставити. просто не було місця, куди можна його втулити. Підвісний бензиновий у мене був, я ходив з ним і можу сказати, що на короткій хвилі він вискакує з води аж на ура і це призводить до його перегріву. Як варіант, можна було поставити його в колодязь усередині корпусу, але робити величезну дірку в корпусі мені не хотілося.

У результаті я вирішив спробувати поставити електромотор , одним з факторів послужило те, що електромотор вже у мене був, лежав без діла. Далі була довга епопея по установці валолінії , переходу від ремінної передачі від мотора на гребний вал до прямої .h-lodkah/o-generatorah-dlia-elektroiaht” target=”_blank”>встановлення генератора , замовлення та встановлення літієвих акумуляторів та встановлення сонячних панелей та контролера заряду .

Це були дуже цікаві завдання, особливо з огляду на те, що в моїй країні ніби я перший таке роблю.

У минулій навігації я вже ходив під електродвигуном і мені дуже сподобалося те, що у мене вийшло. Відразу кажу що чисто електричний привід застосовується не для всіх яхт. Гібридний привід годиться всім, але з ним доведеться повозитися.

Кому підійде суто електричний рушій:

  • маленьким спортивним човнам (хоча їм краще поставити електричний підвісник, а чи не стаціонар)
  • дейсейлерам
  • тим, хто 99% часу ходить у морях та океанах, там вітер, як правило, є. Тому двигун потрібний рідко.

Кому підійде гібридний рушій:

  • в принципі, це нормальна заміна звичайного дизеля. Краще тим, що частину часу йдете в тиші під двигуном (дивлячись на скільки ємні АКБ встановлені), менша витрата палива на малих швидкостях та відмінна керованість на швартовках. Найгірше тим, що дорого купувати комплект “під ключ”. Або довго робити самостійно (але недорого)

На мою скромну думку , відмінності електродвигуна від ДВЗ стосовно вітрильного судна такі ( позитивні сторони):

  • при різкій зупинці двигуна (намотали на гвинт мотузку, удар об камінь тощо) з двигуном нічого не буде. Контролер двигуна завжди “в курсі” які оберти на двигуні в кожну секунду і обмежить потужність якщо протягом декількох секунд не вдається розкрутити двигун (не всі контролери це вміють, я говорю про контролерів Kelly ). Перегріву двигуна не буде навіть якщо він буде застопорений довгий час.
  • Чи не потрібна редукція. На ДВЗ моторах редукція потрібна щоб мотор працював на оборотах, на яких його потужність і ККД максимальні. Для електродвигунів немає потреби – ККД лише знизиться внаслідок втрат на редукції. Крім того чим менше частин, що рухаються, тим надійніша вся система. У мене була редукція ременем 3:1, а потім її прибрав. Ефективність роботи двигуна тільки підвищилася.
  • Не потрібне водяне охолодження. Повітряне охолодження відбуватиметься вентилятором на електромоторі (у більшості електромоторів він їсть). Через те, що ККД електромотора високе, тепло йде 10%-20% потужності забирається у батареї. Це не багато.
  • Фізичні розміри електродвигуна набагато менше розмірів ДВЗ двигуна. Внутрішній пристрій настільки простий, що там ламатися практично нема чому (крім підшипників осі мотора)
  • Майже немає вібрації від електродвигуна і майже немає шуму. Немає потреби ставити електромотор на подушки.
  • Енергію для електромотора можна отримувати від вітру та від сонця. Так, повільно, але можливо. Дизель чи бензин не одержати ніяк посеред моря.
  • Впевнені обороти електродвигуна починаються від 10 оборотів за хвилину. Ви можете точно дозувати рушійну силу на причалюванні.
  • Не треба кричати баковому під час роботи двигуна – він вас чудово чутиме, т.к. немає шуму двигуна. Немає моральної втоми від постійного шуму під час переходу під мотором.

І негативні сторони:

  • Контролер електромотора неможливо полагодити “на коліні”. Контролери самі по собі надійні (я говорю про kelly), але краще просто взяти один запасний, про всяк випадок. Швидко дістати його для заміни на острові посеред океану буде дуже дорого.
  • Внаслідок меншої енергоємності акумуляторів порівняно з викопними видами палива, хід судна на акумуляторах сильно обмежений (у мене 5-6 годин на середньому ходу).
  • Необхідні навички роботи з електротранспортом – хоча б із електровелосипедом. Щоб розуміти, що робити можна і чого робити з електродвигуном не можна.
  • Комплекти суднових електродвигунів “все включено” дорожче за суднові дизелі. Якщо є досвід поводження з електровелосипедом, то можна більшу частину роботи зі встановлення зробити самому, тим самим знизивши загальну вартість установки щонайменше в 3 рази.
  • Великі вимоги до ККД механічної частини двигуна (до валолінії).