Эта машина работает электрический двигатель

Как работает электродвигатель [для чайников]

Сегодня электродвигатели всё чаще приходят на замену безнадежно устаревшим бензиновым агрегатам и используются как в современном транспорте, так и в многочисленных электронных устройствах. Примеры использования этих силовых агрегатов можно встретить повсюду. Вибровызов в телефоне осуществляется благодаря работе электродвигателя, современный электровелосипед тоже едет благодаря электродвигателю и даже “любимое” метро – всё это электродвигатели.

Разновидностей электродвигателей сегодня существует огромное количество, но есть один важный фактор, который будет практически для всех них схожим. Речь идёт о физике работы этого типа устройств. Отметим, что далеко не все они будут использовать в своей работе описываемый далее принцип, но большая часть электродвигателей работают именно так. Как минимум, физический эффект, на котором всё это держится, сохраняется. Прежде, чем обсуждать подробно физику процесса, благодаря которому происходит вращение электродвигателя, рассмотрим сначала конструкцию простейшего двигателя.

Электромобиль против гибрида

Есть два типа автомобилей, оснащенных электродвигателями. Это гибриды, приводимые в движение двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. Мода на гибриды началась с Toyota Prius и продолжается по сей день.

На рынке много гибридов. Они есть почти у всех марок автомобилей, таких как Kia Optima Hybrid, Toyota C-HR Hybrid , Volvo XC90 T8 или Porsche Cayenne S Hybrid. Даже суперкары, такие как Porsche 918 Spyder, сегодня являются гибридными.

Второй тип автомобилей – это модели только с электродвигателем, без агрегатов сгорания. В отличие от гибридов, такие автомобили работают только на электричестве. Примеры включают Tesla Model S и Model X, Renault Zoe, Nissan Leaf, Opel Ampera-e, Jaguar I-Pace и Volkswagen e-Golf.

Интересно, что есть автомобили, которые можно приобрести как в гибридной, так и в полностью электрической версии, например, Hyundai IONIQ также доступен в нашей стране.

Основная классификация

Итак, электродвигатели главным образом делятся на машины, работающие от постоянного тока, а также от переменного тока. Чем отличается переменный ток от постоянного, мы рассказывали в статье: https://samelectrik.ru/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Типы электрических двигателей рассмотрим с машин, работающих от переменки.

Двигатели переменного тока

Большинство электрических машин, используемых на производстве и в повседневной жизни, для привода лифтов, в других видах электропривода работают от переменного тока.

Двигатели переменного тока можно классифицировать следующим образом:

При этом асинхронные двигатели различают либо по конструкции ротора:

• с короткозамкнутым ротором (наиболее распространены с любым числом фаз);
• с фазным ротором (только трёхфазные).

И по количеству фаз:

• однофазные (с пусковым конденсатором) используются в бытовых электровентиляторах и других маломощных устройствах;
• конденсаторные или двухфазные (это однофазные с конденсатором, который не отключается во время работы, за счет чего создаётся «вторая» фаза) используются в небольших насосах, вентиляции, на стиральных машинах типа «малютка» и старых моделей производства СССР;
• трёхфазные распространены больше всего и используются повсеместно на производстве.

Есть разные конструкции однофазных АД, в списке приведены два основных варианта!

Особенностью всех асинхронных электродвигателей является то, что частота вращения ротора немного меньше скорости вращения магнитного поля статора и равняется:

где n – число оборотов в минуту, f – частота питающей сети, p – число пар полюсов, s – скольжение, а «60» — секунд в минуте.

Таким образом частота вращения ротора определяется частотой питающей сети, конструкцией обмоток, а вернее числом пар полюсов (катушек) в ней и величиной скольжения.

Скольжение – это величина, которая характеризует насколько меньше частота вращения ротора относительно частоты вращающегося магнитного поля. При нормальных режимах работы лежит в пределах 0,01-0,06. Если говорить простым языком, то поле в статоре с одной парой полюсов вращается со скоростью:

При двух парах — 1500 об/мин, а при трёх парах — 1000 об/мин.

При скольжении, допустим, в 0,05, частота вращения ротора будет равняться:

Для регулировки оборотов таких электродвигателей используют частотные преобразователи, так как на остальные переменные, приведенной выше формулы, мы повлиять не можем.

Наиболее распространены в России асинхронные двигатели с напряжением питания 220В для соединения обмоток по схеме треугольника и 380В по схеме звезды.

Если в трёхфазной электрической машине вращающееся поле статора создаётся расположением обмоток и сдвигом фаз в сети на 120˚, то в однофазных такого эффекта не наблюдается. Вал будет вращаться, если задать ему первоначальное вращение, крутнув вал рукой или установив фазосдвигающий конденсатор, который создаст сдвиг фазы на пусковой обмотке.

Двухфазные конденсаторные двигатели устроены подобным образом, но вторая обмотка не отключается после пуска, а продолжает работать через конденсатор. Поэтому название «двухфазные» скорее относится к конструкции и схеме подключения, а не к цепям питания. И двухфазные, и однофазные рассчитаны на работе от сети 220В.

Минусы электромобилей

В ходе опроса исследователи также выяснили, из-за чего именно владельцы электромобилей вдруг захотели пересесть обратно на работающий на горючем топливе транспорт. Изучив ответы респондентов, авторы научной работы выделили три главные причины:

• у большинства людей нет возможности зарядить автомобиль дома. Для зарядки электромобиля обычно нужна розетка мощностью 240 вольт, которая присутствует далеко не во всех домах. Да, ее можно установить, но только если квартира полностью принадлежит человеку. Люди, которые арендуют жилье, такой возможности лишены;
• многих не устраивает запас хода. То, сколько километров можно проехать на одном заряде аккумулятора, зависит от автомобиля. Дорогие модели могут работать на протяжении более 800 километров, а вот для базовых моделей 500 километров — это уже пик. Само собой разумеется, большинство людей могут себе позволить только автомобили в базовой комплектации;
• у людей не хватает денег на содержание электромобиля. Из-за того, что их редко можно зарядить от домашней розетки, им приходится заезжать на зарядные станции и помимо денег терять драгоценное время.

В начале статьи я упомянул о некоем нюансе, на который необходимо обратить внимание. Он заключается в том, что опрос проводился среди людей, которые купили электромобиль в период между 2011 и 2018 годом. В это время автомобили на электрической тяге только набирали популярность и очень быстро менялись. Поэтому многие люди могли захотеть поменять автомобиль только потому, что вышла новая модель получше.

Tesla Model S — один из самых обсуждаемых электромобилей 2012 года

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Также следует учесть, что в опросе участвовали только жители американского штата Калифорния. Исследователи выбрали отличную аудиторию, так как больше всего электромобилей сконцентрировано именно в этом штате. Но если смотреть на весь мир в целом, отношение людей к электромобилям может быть совершенно другим. Недавно я публиковал статью о том, какие электромобили пользуются большим спросом в разных странах — вам может быть интересно.

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

Весь мир все еще тревожится по поводу распространения коронавируса, практически забыв, что проблем у нас всегда было навалом. Уже много лет подряд ученые пре…

Электромобили и теории заговора — это прям закадычные друзья. Куда ни взгляни — везде, где критикуют электромотор, можно прочесть просто тонну сообщений, что…

Пока все обсуждают нашумевший сериал про Чернобыль (кстати у нас можно найти много материалов на эту тему), остальные тоже не стоят на месте — вон взяли да п…

Топливный насос двигателя автомобиля (механическая конструкция)

Механический вариант – это быстро стареющее, постепенно утрачивающее актуальность эксплуатации оборудование. Всё больший приоритет относительно применения на автомобилях получают электрические конструкции. Рассмотрим обе системы и связанные нюансы эксплуатации.

Устройства механического типа используются совместно с моторами устаревших модификаций, где применяются карбюраторы. Правда, встречаются модели автомобилей, где отмечается дополнительное присутствие электрического топливного насоса низкого давления, установленного непосредственно внутри бензобака или рядом.

Функционально механической помпой организуется откачка ресурса из бензобака с последующим нагнетанием в область карбюратора. Такое действие происходит, когда двигатель автомобиля запускается или уже находится в рабочем состоянии.

Принцип работы механической помпы

Принцип работы механического топливного насоса сопровождается контактом плечевого рычага с телом распределительного вала. Моменты движения рычага передаются резиновой диафрагме, находящейся внутри конструкции помпы. Как результат, диафрагма периодически движется вверх — вниз.

Конструкция механического типа: 1 – плечевой рычаг под распределительный вал; 2 – упорные пружины; 3 – пружина диафрагмы; 4 – диафрагма; 5 – клапан; 6 – чаша; 7 – выходной патрубок

Движением диафрагмы вверх вниз создаётся вакуум и давление, благодаря чему топливо втягивается в область насоса и проталкивается вперёд. Однонаправленное движение образуется благодаря обратным клапанам.

Клапана встроены внутри конструкции топливного автомобильного насоса. Механическую систему отличает довольно низкое давление 0,27 – 0,68 АТИ. Однако карбюраторная система как раз и рассчитана на небольшое давление.

Наши преимущества

Мы обеспечиваем высокое качество ремонта. Вы сталкивались с ситуациями, когда после ремонтных работ вновь появляются сбои? Обращение в «Иголку» поможет вам забыть о такой проблеме. После ремонта, выполненного нашими мастерами, швейная машинка будет долго и бесперебойно работать.

Мы используем оригинальные и совместимые комплектующие. При необходимости замены деталей, мы устанавливаем оригинальные запчасти. В тех случаях, если это невозможно, например, ремонтируемая модель давно снята с производства, наши мастера подберут полностью совместимые детали.

Мы работаем оперативно. Большинство видов работ, связанных с диагностикой, наладкой, ремонтом швейной техники, выполняется нашими мастерами в день обращения. Конечно, в некоторых случаях срок может увеличиваться, но мы всегда стараемся минимизировать период, в течение которого ваша швейная техника будет находиться на ремонте или обслуживании.

Стать нашим клиентом просто. Вам достаточно позвонить нам по телефону 8 (495) 745-20-50 или оставить заявку на сайте. Мы работаем как с частными заказчиками, так и с производственными швейными компаниями.

Устройство швейной педали

В швейных машинах Pfaff, Bernina, Veritas, Merrylock, Аврора или любой другой есть только два вида педалей:

• Электронная.
• Реостатная.

Внешне они мало чем отличаются друг от друга. Электронная клавиша более легкая и тонкая, т. к. основная деталь ее — материнская плата. За счет нее происходит запуск и координация частоты вращения мотора.

Реостатная педаль более тяжелая и объемная. Основная деталь у нее — реостат. По сути, это выключатель, состоящий из множества тоненьких графитовых пластин. Когда они свободно лежат рядом друг с другом, электрический ток между ними не проходит. Когда швея жмет на кнопку, пластины приходят в соприкосновение друг с другом, сопротивление снижается, ток начинает проходить. Чем больше нажим, тем с большей силой ток поступает на мотор. Он сразу набирает большие обороты. Таким образом удается контролировать скорость вращения маховика.

Аккумуляторная батарея

Гибрид оснащен двумя аккумуляторами (основным высоковольтным и вспомогательным), оба находятся в багажнике автомобиля. Основное устройство аккумуляторной батареи автомобиля изготовлено из никель-металл-гидридного сплава и имеет емкость 6,5 А/ч, напряжение 201, 6 В. Этот агрегат имеет собственную систему охлаждения. Внутри высоковольтной батареи находится контроллер, управляющий процессом зарядки каждой ячейки (блока) всего 168 ячеек.

Расход и восстановление энергии аккумулятора контролирует управляющий процессор автомобиля. Аккумуляторная батарея Тойоты Приус не требует подзарядки от электрической сети, этот процесс осуществляется во время движения и торможения (большей частью) транспортного средства.
Вспомогательный аккумулятор: 12 В (35 А/ч, 45 А/ч, 51 А/ч).

Заключение

Несмотря на достаточно высокую стоимость, гибридные автомобили вызывают все больше интереса у покупателей. В сравнении с другими гибрид-автомобилями, Тойота Приус действительно потребляет значительно меньше топлива, и обладает низким уровнем выброса углекислого газа.