Асинхронный и синхронный электродвигатели в автомобиле

 

Электродвигатели, работающие на том же законе, что и электромеханический преобразователь Якоби, тем не менее существенно от него отличаются. Электродвигатели разных типов обладают отличительными свойствами, которые обуславливают их область применения, в которой они наиболее полезны. Электрические двигатели становятся мощнее и компактнее, к тому же, их КПД значительно вырос. Так коэффициент полезного действия современного тягового электродвигателя может составлять 85-95 % в то время как максимальный КПД двигателя внутреннего сгорания без вспомогательных систем едва дотягивает 45 %. Вот о том, какими бывают асинхронный и синхронный электродвигатели в автомобиле, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

1. Асинхронный электродвигатель
   • Устройство асинхронного электродвигателя
   • Рабочие характеристики асинхронного электродвигателя
   • Классы эффективности двигателей
2. Синхронный электродвигатель
   • Устройство синхронного электродвигателя
   • Рабочие характеристики синхронного электродвигателя
   • Электронно-коммутируемые двигатели
3. Система трехфазного тока
   • Создание вращающегося поля

 

Асинхронный электродвигатель

 

Асинхронный электродвигатель — основной привод, используемый в промышленности. К примеру, в автомобилестроении он исполь­зуется в электроусилителях рулевого управ­ления и в гибридных автомобилях. В следую­щем разделе представлена концепция работы асинхронного двигателя как индукционной машины. Приведен также энергетический анализ асинхронного двигателя в силу его явного преобладания среди приводов.

 

Устройство асинхронного электродвигателя

 

Различают двигатели с внешним ротором и внутренним ротором. У двигателей с внеш­ним ротором статор находится внутри ро­тора, у двигателей с внутренним ротором наоборот — ротор находится внутри статора. На принципиальной схеме (рис. «Принцип работы асинхронного двигателя» ) показана принципиальная схема асинхронного двига­теля с внутренним ротором.

 

 

Ротор состоит из короткозамкнутого кар­каса с пакетом пластин (рис. «Короткозамкнутая клетка асинхронного электродвигателя» ), в качестве примера с четырьмя короткозамкнутыми стержнями). Пакет пластин полностью за­полняет пространство короткозамкнутого каркаса (на рис. не показано). Он состоит из отдельных стальных листов, изолированных друг от друга, чтобы свести к минимуму по­тери вихревых токов.

 

Рабочие характеристики асинхронного электродвигателя

 

Обмотка статора создает вращающееся поле с трехфазным переменным током. Между скоростью вращающегося поля и скоростью ротора возникает разница, создающая индук­цию магнитно-эффективного тока в роторе, которая в свою очередь способствует созда­нию крутящего момента.

Физический принцип работы основан на законе магнитной индукции. На рис. «Двухполосный короткозамкнутый ротор» изо­бражен ротор в виде упрощенного проводя­щего контура на вращающихся креплениях. Относительное перемещение между стато­ром и ротором описывает угловая частота (o_s. Магнитное поле В_Е с угловой частотой, окру­жающее контур ротора, наводит напряжение в короткозамкнутом роторе в соответствии со вторым уравнением Максвелла:

ΦEds = -d/dt∫∫B_EdA   (уравнение 12)

На основании этого уравнения и конструк­тивных переменных двигателя (см. рис. 13) получаем:

2E (l+2r) п = 2lr·В_Е·ω sin(ωt) (уравнение 13)

где:

Е = I · А_nom/к  (к — удельная электро­проводность), напряжение создает магнитно­эффективную мощность

i = (к·А_nomlr·ω_s/(l+r))·sin(ω_st)   (уравнение 14)

в проводящем контуре, магнитное поле ко­торого

H_ind = i·N/l_Fe

и плотность потока (магнитная индукция)

B_ind = μ·H_ind

ослабляет исходное вращающееся поле В_Е (индуктивное сопротивление). Нижеследую­щее уравнение применимо для получения результирующей магнитной индукции:

B_R= B_E-B_ind

В уравнении Максвелла (уравнение 13) вме­сто В_Е остается результирующая магнитная индукция B_R. На проводящий контур воздей­ствует тангенциальная сила F_t:

F_t = i l B_R sin(ω_st)   (уравнение 15)

(сила Лоренца). Она используется для вычис­ления крутящего момента. Для уравнений 14 и 15 справедливо следующее:

M=2 F_t r = (2 k·A_nom ω_s/(l+r))·(lr·B_R sin(ω_st))²

На рис. «Распределение крутящего момента асинхронного двигателя» показаны две характеристические кривые. Одна из них отображает крутящий момент под влиянием индуктивного сопротивления. На него может повлиять геометрия вала ротора и выбор материалов. Другая кривая отображает крутящий момент без влияния индуктивного сопротивления. Это ограниченный случай для технической реа­лизации.

При увеличении угловой частоты индук­тивное сопротивление сначала приводит к увеличению крутящего момента вплоть до достижения переломного момента. Это максимально возможный крутящий момент двигателя. Впоследствии он падает из-за увеличивающегося влияния индуктивного сопротивления. Рассеяние мощности Р_v, воз­никающее в проводящем контуре, вычисля­ется на основе сопротивления проводящего контура R_s и тока, наведенного в контуре i_s:

P_v = R_s— i_s²

Таким образом, рассеяние мощности растет пропорционально квадрату наведенного тока.

 

Классы эффективности двигателей

 

СЕМЕР Европейский Комитет изготовителей электродвигателей и силовой электроники) ввел классификацию эффективности на базе трех классов (EFF1, EFF2 и EFF3). Классы эф­фективности применяются к трехфазным асинхронным двигателям с двумя и четырьмя полюсами, а также с выходной мощностью от 1,1 до 90 кВт (рис. «Эффективность и выходная мощность» ).

 

 

Синхронный электродвигатель

 

Синхронные электродвигатели используются, в основном, в качестве генераторов пере­менного тока с клювообразными полюсами. В качестве электродвигателей они использу­ются, например, в электроусилителях руля, в электроприводах гибридных автомобилей и в электроприводах турбонагнетателей.

 

Устройство синхронного электродвигателя

 

В отличие от асинхронного двигателя, в син­хронном ротор вращается синхронно с по­лем возбуждения с угловой скоростью ω_ΦS. Магнитный поток Ф_R, создаваемый обмот­кой ротора, и магнитный поток статора Ф_S накладываются друг на друга относительно результирующего магнитного потока Ф_RS (рис. «Базовая конструкция синхронного двигателя» ):

Ф_RS = Ф_R + Ф_S

Поскольку ротор и статор работают на­много ниже уровня магнитного насыщения (μ_r—> ∞), воздушный зазор δ между ротором и статором, а также угол а определяют сопро­тивление магнитной цепи R_m.

R_m = 2δ/μ₀ A_r = 2d/μ₀ A_r cosa  (уравнение 16).

Коэффициент 2 используется потому, что между ротором и статором имеются два за­зора. Если электродвигатель выдает крутя­щий момент, то ротор вращается с углом а из положения холостого хода (рис. «Силы на роторе» ).

Результирующий магнитный поток Ф_RS рассчитывается по формуле:

Ф_RS = Θ_er/R_m + Ф_S

При R_m из уравнения 16 имеем:

Пример HTML-страницы

Ф_RS = (Θ_er μ₀ A_r cosa + 2d·Ф_S) /2d

При Θ_er = NI_er получаем:

 Ф_RS = N I_er μ₀ A_r cosa+2d Ф_S /2d   (Уравнение 17).

Θ_er — это магнитное «захлебывание» ротора, а I_еr— ток возбуждения, подаваемый на ро­тор через контактные кольца. Влияющая на крутящий момент тангенциальная сила F_t вычисляется по формуле полюсной силы Максвелла:

F_t = (Ф_RS²/μ₀ A_r) sin а      (уравнение 18)

Тангенциальная сила используется для вычисления крутящего момента двига­теля М_M:

M_M = 2F_t r            (уравнение 19).

Уравнение 17 вставляется в уравнение 18 и результат в уравнении 19 дает следующую зависимость:

М_м=-(r sin а/μ₀ A_r d²)·[(N I_er μ₀ A_r cosa)²+4 N I_er μ₀ A_r d Ф_S cosa + 4 d² Ф_S²]

Первый член зависит только от тока воз­буждения I_er и соответствует моменту от зубцовых гармонических помех поля. Второй член создает момент двигателя в решающей степени. Здесь можно увидеть линейную за­висимость «захлебывания» ротора Θ = I_erN и магнитного потока статора Ф_s. Третий член также создает крутящий момент и зависит лишь от магнитного потока статора.

Рост внешнего нагружающего момента приводит к увеличению угла нагрузки а и, стало быть, к изменению момента двига­теля М_м (рис. «Кривая момента и угла отклонения» ). Максимальный создавае­мый двигателем момент обозначается как М_к в положении а_к. При превышении а_к электро­двигатель «буксует».

 

 

Рабочие характеристики синхронного электродвигателя

 

Схема синхронного двигателя может быть выполнена в виде однофазной эквивалент­ной электрической схемы, где источником напряжения считается напряжение, инду­цируемое ротором в статоре (напряжение на полюсном колесе U_p, а остаточные ин­дуктивные сопротивления складываются, образуя синхронное сопротивление Х_S (рис. «Однофазная эквивалентная электрическая схема синхронного электродвигателя» ). Напряжение сверх синхронного сопро­тивления обозначается как U_s, а напряжение на клеммах — U₀. Направление тока указыва­ется в соответствии с системой стрелок для устройств-потребителей. В то время как при работе двигателя ток течет к потребителям, при работе генератора он течет от генератора. Составив сеточное уравнение, получаем ток I

I = U₀ — U_p / Х_S  (уравнение 20).

На напряжение на полюсном колесе влияет ток возбуждения. Формулы выводятся ниже. Имеем:

U_p = d Ф_R / dt

При косинусоидальном магнитном потоке Ф_R и

Ф_R = B A_S

включая его временное дифференцирова­ние, получаем:

U_p =Ф_R ω_ФS sin(ω_ФS t)

=B_R A_S ω_ФS sin(ω_ФS t)

=μ H_R A_S ω_ФS sin(ω_ФS t)

Интенсивность создаваемого в роторе маг­нитного поля описывается законом Ампера. Напряжение на полюсном колесе:

U_P = μ(ΘR/2δ) A_S ω_ФS sin(ω_ФS t)

=I_er(μ N/2δ)A_S ω_ФS sin(ω_ФS t)

= u_p sin(ω_ФS t)

в этом случае будет линейно зависимым от тока возбуждения I_{er .} Временно изменяемое напряжение на полюсном колесе преобразуется в эффективное по формуле:

U_P = u_p/√2

На базе сеточного уравнения (уравнение 20) можно вывести три рабочих со ия син­хронного двигателя в зависимости от напря­жения на полюсном колесе (рис. «Рабочее состояние синхронного двигателя» ):

случай 1: U_Р< U₀, недостаточное возбужде­ние, индуктивное поведение;

случай 2: Up = U₀, работа вхолостую;

случай 3: Up > U₀, избыточное возбуждение, как конденсатор.

Первый случай имеет место, пока U_P<U₀. Если I_еr = 0, то в качестве наведенного напря­жения принимается лишь самонаводящееся напряжение. Если на ротор подается ток, то действует вызываемая ротором взаимная индукция. Первый случай называется не­достаточным возбуждением. Ток отстает от напряжения на 90° (φ(I,U)< 0). Синхронный двигатель демонстрирует индуктивные ха­рактеристики.

Дальнейшее повышение тока возбуждения приводит к U_p = U₀. В результате получаем второй случай (работа вхолостую). Ток I₁ ста­новится равен нулю, если через синхронное сопротивление больше не подается напря­жение.

Дальнейшее повышение тока возбуждения при U_P> U₀ приводит к третьему случаю (из­быточное возбуждение).

Все три случая относятся к работе двига­теля и генератора. Для однофазной эквива­лентной электрической схемы напряжение и ток обозначаются стрелками. Кроме того, определяется нагрузочный угол β между на­пряжениями U₀ и U_s. Для работы двигателя нагрузочный угол β < 0 (рис. а, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ). Треуголь­ник напряжений замыкается напряжением U_s.

 

 

Синхронное сопротивление означает, что протекает ток I₁ (опережающий на 90° на­пряжение U_s. Он разбивается на следующие компоненты: активный ток I_W и реактивный ток I_в (рис. а, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

Если напряжение на полюсном колесе уменьшить так, чтобы стрелка реактивного напряжения U_s находилась вертикально на стрелке напряжения на клеммах, то дви­гатель будет лишь потреблять активный ток (рис. Ь,»Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

Дальнейшее снижение напряжения на по­люсном колесе приводит к недостаточному возбуждению. Ток I₁ отстает от напряжения U_s на 90°, что равноценно индуктивным ха­рактеристикам двигателя (рис. с, «Рабочие характеристики синхронного двигателя, работающего в режиме двигателя» ).

При приложении к двигателю крутящего момента, он переходит в режим генератора. Работа в режиме генератора отличается по­ложительным нагрузочным углом β (рис. «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ). Знак тока становится отрицательным. Ток опекает от электродвигателя. В случае перевозбуждения электродвигатель ведет себя как конденсатор. Он выдает реактивную мощность (рис. а,»Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

 

 

Если напряжение на полюсном колесе уменьшить так, чтобы стрелка реактивного напряжения Us находилась вертикально на стрелке напряжения на клеммах, то двига­тель будет лишь выдавать активный ток (рис. Ь, «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

Дальнейшее снижение напряжения на по­люсном колесе приводит к недостаточному возбуждению. Электродвигатель ведет себя индуктивно. Он потребляет реактивную мощ­ность (рис. с, «Рабочие характеристики синхронного двигателя в режиме генератора» ).

 

Электронно-коммутируемые двигатели

 

В случае с электронно-коммутируемыми дви­гателями (электронные двигатели), возбуж­дающая обмотка ротора, в том числе электри­ческий контакт с токоприемными кольцами, не требуются. Электронно-коммутируемые двигатели представляют собой бесщеточные синхронные двигатели, где роторы снабжа­ются постоянными магнитами. Постоянные магниты могут располагаться, к примеру, на поверхности ротора или внутри него (рис. «Виды роторов для электронных двигателей» ). Коммутация тока происходит в фикси­рованной обмотке статора с помощью элек­тронного блока (рис. «Активационная электроника электронно-коммутируемого двигателя» ).

 

 

Частота вращения электронно­коммутируемого двигателя задается часто­той окружающего поля статора. Для опреде­ления положения ротора требуются датчики. Широко распространены датчики Холла, устанавливаемые в рабочем зазоре для обе­спечения цикличного переключения между ветвями обмотки с помощью активационной электроники.

 

Система трехфазного тока

 

Техническое значение имеет применение системы трехфазного переменного тока в качестве системы трехфазного тока, основ­ной особенностью которой является то, что сумма всех напряжений и токов всегда равна нулю.

 

 

Электрические цепи называются фазами т. Совокупность электрических цепей, в кото­рых напряжения одной частоты оказывают воздействие и имеют фазовый, сдвиг назы­ваются многофазными системами. Много­фазная система состоит из ветвей обмотки. В многофазной системе может быть п = 3 симметричных систем (рис. «Симметричные системы» ). Во всех сим­метричных системах — за исключением ну­левой системы — сумма всех векторов равна нулю. При количестве фаз т получаем п симметричных систем в зависимости от угла сдвига фаз а:

а = 2π n/m

Задача обмоток — создание вращающегося поля. Асинхронные двигатели имеют такую же конструкцию статора. В воздушном за­зоре должно создаваться магнитное поле с постоянной амплитудой, вращающееся с по­стоянной угловой скоростью. Чтобы создать это поле, временные положения фаз токов должны совпадать с пространственными по­ложениями соответствующих ветвей. У про­стой симметричной системы (п = 1) с т = 3 три ветви (обозначаемые как U, V и W) и, следовательно, обмотки должны быть равно­мерно распределены по окружности. На рис. «Обмотка двухполюсного двигателя с одной парой полюсов на каждую ветвь»  показано расположение обмотки с тремя ветвями, с одной катушкой на каждую пару полюсов и ветвь. Схемы соединений фаз регламентируются стандартом DIN EN 60034, часть 8.

 

Создание вращающегося поля

 

Чтобы создать вращающееся поле в случае с простой симметричной системой (п = 1) с ко­личеством ветвей т = 3, ветви должны быть геометрически смещены на электрически эф­фективный угол:

а_еI = 360°·1/3  = 120°.

При одной катушке на каждую пару полюсов и ветвь создаваемое магнитное поле враща­ется против часовой стрелки, при этом «ин­дикаторная полоска», смещающаяся вправо на рисунке а, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь» (при а = 90°), показывает ток фазы в каждой из ветвей на рис. Ь, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь» в на­правлении магнитного потока. Расположение образует пару полюсов. Соответствующие магнитные потоки проходят вертикально к плоскости ветвей обмотки (рис. Ь, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь»).

Поток Ф_Res (рис. с, «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь»), получаемый из трех ветвей, а также его направление достигаются геометрическим сложением трех отдельных потоков Ф_U, Ф_V И Ф_W.

Продвижение индикаторной полоски на угол а = 180° приводит к реверсированию на­правления тока в ветви W и, следовательно, к дальнейшему повороту созданного поля Ф_Res вправо (рис. «Создание вращающегося поля с одной катушкой на ветвь 2»).

 

 

При использовании двух катушек на одну ветвь расположение проводников «удваива­ется». Если обмотка должна образовывать две пары полюсов (р = 2), то обмотки необ­ходимо делить на группы (рис. «Обмотка с двумя парами полюсов на каждую ветвь» ). При этом устанавливается механически эффективный угол:

a_m = 360° · (1/mp) = 60°.

Электрически эффективный угол остается без изменения. В случае как двухполюсного, так и четырехполюсного расположения поле вращается против часовой стрелки (рис. «Создание вращающегося поля с двумя катушками на ветвь» ). Чаcтоту вращения поля:

n_d = f_n/p

можно вычислить на основании частоты в линии f_n и количества пар полюсов р. При р = 1 частота вращения поля равна частоте в линии (табл. «Частота вращающихся полей» ).

Вместе с количеством пар полюсов можно вычислить межполюсное расстояние:

τ_p = d_si /2π

как долю окружности статора, где d_si — вну­тренний диаметр статора. Он соответствует длине синусоидальной полуволны, которая соответствует распределению индукции поля ротора. В случае с двухполюсным двигате­лем (р = 1), межполюсное расстояние всегда равно a_ei = 180° (электрический угол) и со­впадает с механическим углом a_m. Взаимо­зависимость этих двух углов показывает угол a_ei=p—a_m. Чтобы в обмотках наводилось одинаковое напряжение, ветви обмотки должны быть смещены относительно друг друга на угол a_ei = 120° или 2τ_p / 3, а структура и количество катушек должны быть одина­ковыми. На каждую ветвь приходится одна треть межполюсного расстояния.

Пример HTML-страницы

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Пример HTML-страницы

Элетродвигатели и приводы агрегатов автомобиля

На современном автомобиле установлено большое число агрегатов, требующих для приведения в действие затрат механической энергии. Эту энергию они получают в большинстве случаев от электродвигателей. Электродвигатель с механизмом передачи механической энергии и схемой управления электродвигателем образуют систему электропривода автомобиля. Для передачи энергии в автомобильном электроприводе используются зубчатые и червячные передачи, кривошипно-шатунные механизмы. Часто электродвигатель и механизм передачи механической энергий объединяют в моторедуктор или электродвигатель совмещают с исполнительным элементом. Электроприводы автомобиля приводят в действие вентиляторы отопителей и системы охлаждения двигателя, стеклоподъемники, устройства выдвижения антенн, стеклоочистители, насосы омывателей, фароочистители, подогреватели, топливные насосы и т.п. Расмотрим требования предъявляемые к электродвигателям и типы электрических двигателей используемых в системах электропривода агрегатов автомобиля. Требования, предъявляемые к электродвигателям, весьма разнообразны. Электродвигатели отопителей и вентиляторов автомобиля имеют продолжительный режим работы и малый пусковой момент; электродвигатели стеклоподъемника обладают большим пусковым моментом, но работают кратковременно; электродвигатели стеклоочистителей воспринимают переменные нагрузки и, следовательно, должны обладать жесткой выходной характеристикой, частота вращения вала не должна существенно меняться при перемене нагрузки; электродвигатели предпусковых подогревателей должны нормально работать при очень низких температурах окружающего воздуха. В приводах агрегатов автомобиля применяют электродвигатели только постоянного тока. Их номинальные мощности должны соответствовать ряду 6, 10, 16, 25, 40, 60, 90, 120, 150, 180, 250, 370 Вт, а номинальные частоты вращения валов ряду 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 9000 и 10 000 об/мин. Электродвигатели с электромагнитным возбуждением в системе электропривода агрегатов автомобиля имеют последовательное, параллельное или смешанное возбуждение. Реверсивные электродвигатели снабжены двумя обмотками возбуждения. Однако применение электродвигателей с электромагнитным возбуждением в настоящее время сокращается. Более широко распространены электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов. Конструкции электродвигателей чрезвычайно разнообразны. Рис. 2. Электродвигатель отопителя На рис. 2 показано устройство электродвигателя отопителя. Постоянные магниты 2 закреплены на корпусе 12 электродвигателя пружинами 10. Вал якоря 11 установлен в металлокерамических подшипниках 1 и 5, расположенных в корпусе и в крышке 8. Крышка крепится к корпусу винтами, ввернутыми в пластины 9. Ток к коллектору 6 подводится через щетки 4, помещенные в щеткодержатель 3. Траверса 7 из изоляционного материала, объединяющая все щеткодержатели в общий узел, прикреплена к крышке 8. На электродвигателях мощностью до 100 Вт общим является применение подшипников скольжения с металлокерамическими вкладышами, щеткодержателей коробчатого типа и коллекторов, штампованных из медной ленты с опрессовкой пластмассой. Применяют и коллекторы, изготовленные из трубы, имеющей на внутренней поверхности продольные пазы. Крышки и корпус изготовляют цельнотянутыми из листовой стали. В электродвигателях стеклоомывателей крышки и корпус — пластмассовые. Статор электродвигателей электромагнитного возбуждения набирают из пластин; причем оба полюса и ярмо штампуют как одно целое из листовой стали. Постоянные магниты типов 1 и 2 (см. табл. ниже) устанавливают в магнитопровод, залитый в пластмассовый корпус. Магниты типов 3, 4 и 5 прикрепляют к корпусу плоскими стальными пружинами или приклеивают. Магнит типа 6 устанавливают и приклеивают в магнитопровод, который размещается в крышке электродвигателя. Якорь набирают из пластин электротехнической стали толщиной 1-1,5 мм. Технические данные основных типов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов таблица 1. Основные типы электродвигателей в электроприводах отечественных автомобилей. Электродвигатель Тип магнита Назначение Напряжение, В Полезная мощность, Вт Частота вращения вала, об/мин Масса, кг МЭ268 1 Привод омывателей 12 10 9000 0,14 МЭ268Б 1 То же 24 10 9000 0,15 45. 3730 4 Привод отопителей 12 90 4100 1 МЭИ 3 То же 12 5 2500 0,5 МЭ237 4 » 24 25 3000 0,9 МЭ236 4 » 12 25 3000 1 МЭ255 4 » 12 20 3000 0,8 19.3730 5 » 12 40 2500 1,3 МЭ250 5 » 24 40 3000 1,3 МЭ237Б 4 Привод стекло- очистителей 12 12 2000 0,9 МЭ237Е 4 То же 24 12 2000 0,9 МЭ251 2 Привод вентиляра 24 5 2500 0,5 МЭ272 6 То же 12 100 2600 2,25 Технические данные основных типов электродвигателей с электромагнитным возбуждением таблица 2. Основные типы электродвигателей в электроприводах отечественных автомобилей. Электродвигатель Назначение Напряжение, В Полезная мощность, Вт Частота вращения вала, об/мин Масса, кг МЭ201 Привод отопителей 12 11 5500 0,5 МЭ208 То же 24 11 5500 0,5 МЭНА Привод стеклоочисти-телей 12 15 1500 1,3 МЭ202 Привод предпускового 12 11 4500 0,5 МЭ202Б То же 24 11 4500 0,5 МЭ252 » 24 180 6500 4,7 32. 3730 » 12 180 6500 4,7 МЭ228А Привод антенны 12 12 4000 0,8 Электродвигатели мощностью более 100 Вт близки по конструкции к генераторам постоянного тока. Они имеют корпус, изготовленный из полосовой малоуглеродистой стали или из трубы, на котором винтами закреплены полюса с обмоткой возбуждения. Крышки стянуты между собой болтами. В крышках расположены шариковые подшипники. Реактивные щеткодержатели обеспечивают стабильную работу щеток на коллекторе. Двухскоростные двигатели с электромагнитным возбуждением имеют выводы каждой катушки возбуждения, электродвигатели с постоянными магнитами оборудованы третьей дополнительной щеткой, при подаче питания на которую частота вращения вала увеличивается. Технические данные основных типов электродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов представлены в табл. 1, а с электромагнитным возбуждением в табл. 2.

Электродвигатели в колесах могут стать будущим электромобилей

Рынки

DOW

S&P 500

NASDAQ

Индекс страха и жадности

—— управляет рынком США

Последние новости рынка

Kit Kat Cereal появится на прилавках магазинов США

FDIC призывает к увеличению лимита страхования депозитов после банкротства банков

Боль Первой Республики во многом была связана с ее зависимостью от богатой клиентуры

Что-то загружается неправильно. Пожалуйста, зайдите позже.

В Lightyear 0, работающем на солнечной энергии, используются встроенные в колеса моторы, разработанные совместно с Elaphe Propulsion Technologies.

Световой год

Лондон Си-Эн-Эн Бизнес —

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_B5FAE6BD-30D7-E687-7B2C-E5FFD532A197@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»> В 1900 году Фердинанд Порше и Людвиг Лонер представили электромобиль с моторами на батарейках, прикрепленными к передним колесам. Это было воспринято как сенсация, но технология так и не стала популярной, поскольку бензиновые автомобили достигли мирового господства.

Более века спустя моторы в колесах возвращаются. Установленные на ободе колеса электромобиля двигатели повышают эффективность, передавая мощность непосредственно туда, где она больше всего нужна.

«Двигатели в колесах меняют правила игры», — говорит Лука Амброзич, коммерческий директор словенской компании Elaphe Propulsion Technologies, одного из ведущих разработчиков этой технологии. По его словам, они предлагают «полную свободу дизайна», давая производителям автомобилей возможность «создавать более совершенные и умные автомобили».

Конструкция Elaphe объединяет все части двигателя в стандартной ступице колеса, включая подвеску, тормоза и ротор двигателя.

Элаф Пропульшн Технолоджис

Упаковав все в колеса, нет необходимости в других компонентах, таких как коробка передач или приводной вал, который обычно передает мощность от бортового двигателя на колеса.

Это делает автомобиль легче, говорит Амброзич CNN Business, и экономит энергию за счет сокращения расстояния, которое должна преодолеть мощность. Это также освобождает место в автомобиле и позволяет производителю сделать автомобиль более аэродинамичным. Он добавляет, что более аэродинамический автомобиль, в свою очередь, требует меньше энергии, что может означать меньшие батареи и более легкие автомобили.

Компания Elaphe, основанная в 2006 году Гораздом Лампичем и квантовым физиком Андреем Детелой, разработала двигатели для электромобилей. Lightyear 0, отличающийся изогнутыми солнечными панелями, встроенными в его крышу, оснащен двигателями, разработанными совместно с Elaphe, на каждом колесе. Lightyear говорит, что автомобиль будет запущен в производство в этом году и будет иметь самую эффективную серийную трансмиссию в мире.

Автомобиль Lightyear 0, показанный здесь в рендеринге, начнет производство этой осенью. Помимо зарядки в розетках, он будет получать заряд от солнечных батарей на крыше, капоте и багажнике.

Lightyear

Голландская компания Lightyear сообщает, что автомобиль, показанный на рендере, первоначально будет стоить 250 000 евро (262 000 долларов США).

Bart Geers/Lightyear

Визуализация салона автомобиля, который сможет проехать около 388 миль без остановки для подзарядки и будет иметь дополнительный запас хода до 44 миль в день от солнечных батарей.

Lightyear

Если производство пойдет по плану, Lightyear 0 станет первым автомобилем на солнечной энергии на рынке, но другие модели находятся в разработке. Sono Sion, производство которого запланировано на 2023 год, будет иметь диапазон 190 миль и обещает обеспечить в среднем 10 миль солнечного диапазона в день, в дополнение к зарядке от розетки.

sono motors

Aptera разрабатывает трехколесный автомобиль на солнечных батареях, производство которого планируется начать в 2023 году.

Aptera

Солнечными панелями оснащаются не только автомобили. В течение сентября и октября 2021 года автофургон, полностью работающий от солнца, проехал почти 2000 километров (1242 мили) по Европе, не останавливаясь для заправки и не подключаясь к зарядке.

STE / Риен Бунстоппель

Названный «Stella Vita», он был создан компанией Solar Team Eindhoven 2021, группой из 22 студентов Технологического университета Эйндховена в Нидерландах. В последние годы университет разработал ряд транспортных средств на солнечной энергии, и Lightyear был основан его выпускниками.

STE / Bart van Overbeeke

Каждые два года автомобили на солнечных батареях участвуют в гонках World Solar Challenge, и это соревнование вдохновило на создание некоторых инновационных разработок. В прошлом году команда Vattenfall Solar Team, состоящая из студентов Делфтского университета в Нидерландах, заняла третье место в Solar Challenge Марокко с автомобилем на солнечных батареях под названием Nuna 11. У необычного автомобиля три колеса — два справа и одно. слева.

KOEN VAN WEEL/AFP/ANP/AFP via Getty Images

World Solar Challenge 2019, изображенный на фото, выиграла группа студентов-инженеров из Бельгии Agoria Solar Team. В июне 2022 года команда заявила, что установила новый мировой рекорд, проехав 1051 километр (653 мили) за 12 часов на автомобиле, полностью работающем от солнца.

BRENTON EDWARDS/AFP/AFP via Getty Images

Lightyear 0 — первый в мире серийный автомобиль на солнечных батареях

Aptera Motors, еще одна компания, разрабатывающая электромобили на солнечных батареях, привлекла Elaphe к поставке колесных двигателей для своего легкого трехколесного автомобиля, хотя производство еще не началось. А Lordstown Motors использует мотор-колеса Elaphe для своей новой линейки электрических пикапов Endurance, которые, по ее словам, обеспечивают грузовику настоящий полный привод. Коммерческое производство пикапа началось в сентябре.

Эти примеры показывают, что моторы в колесах можно использовать как для легких, так и для тяжелых условий эксплуатации, говорит Амброзик, хотя конструкции должны быть изменены для каждой цели. «Речь идет не о том, чтобы иметь универсальный двигатель, — говорит он.

Но некоторые отраслевые эксперты считают, что моторы в колесах могут иметь ограниченное распространение на основных рынках. Джеймс Эдмондсон, старший технологический аналитик, специализирующийся на электромобилях исследовательской фирмы IDTechEx, отмечает, что большинство крупных производителей автомобилей основывают свои платформы электромобилей на бортовых двигателях. Внедрение технологии в колесах потребует полной переделки системы. «Если вам нужно начинать с нуля и строить свой автомобиль с нуля, это огромные инвестиции», — говорит он.

Все четыре колеса пикапа Lordstown Endurance оснащены технологией Elaphe.

Лордстаун Моторс

По словам Эдмондсона, производители также обеспокоены долговечностью и подвеской. Мотор-колеса гораздо больше подвержены непогоде, а также ударам и вибрациям от дороги. Двигатели также утяжеляют колеса, что может снизить комфорт при езде, хотя Эдмондсон отмечает, что это можно компенсировать за счет уменьшения веса в других частях автомобиля.

Согласно отчету исследовательской компании Markets and Markets за 2021 год, ожидается, что спрос на колесные двигатели будет расти вместе с ростом продаж электромобилей и к 2026 году достигнет более 4 миллиардов долларов по сравнению с 800 миллионами долларов в 2021 году. .

В отчете отмечается, что по мере того, как электромобили становятся все более популярными, автопроизводители обращают внимание на двигатели в колесах из-за их возможностей экономии места и повышения энергоэффективности.

Еще одним крупным игроком является Protean Electric, которая была приобретена британским производителем электромобилей Bedeo в 2021 году. В этом году компания объявила о новом партнерстве с техническим центром Dongfeng Motor Corporation, китайским государственным производителем автомобилей.

Elaphe также присматривается к Китаю для расширения. К следующему году компания планирует увеличить объем производства до более чем 100 000 колесных двигателей в Словении, а затем запустить производство как в США, так и в Китае.

«Сейчас настало время для коммерческого расширения и расширения производства», — говорит Амброзич. «Мы хотим быть на шаг впереди рынка, чтобы быть готовыми, когда представится возможность».

Другие материалы CNN Business

Ребекка Новл/AFP/Getty Images

Вскрытие Федеральной резервной системы о недостатках SVB в управлении банком и собственном недосмотре

28 апреля 2023 г.

Джастин Салливан / Getty Images

Первая Республика балансирует на грани — снова

28 апреля 2023 г.

Деловые видео CNN

• Видео

Кори Судзуки/Reuters

Что такое банковское бегство?

28 апреля 2023 г.

• Видео

Верблюжье молоко открывает новые возможности для бизнеса в Кении

28 апреля 2023 г.

• Видео

Состояние техники

28 апреля 2023 г.

• Видео

Генеральный директор Artsy о покупке искусства как актива

28 апреля 2023 г.

Электромобили GEM

Непохожий ни на что другое

Узнайте, что отличает GEM

Уникальный вы

Создайте и оцените свой GEM

Убедитесь сами

Найдите местного дилера

Электромобили GEM

В течение 25 лет электромобили GEM возглавляли революцию низкоскоростных электромобилей. Безопасные, экологичные, стильные и экономичные устройства GEM созданы для того, чтобы соответствовать вашему стилю жизни и продвигать вашу организацию в будущее. Будь то безопасное и стильное вождение ваших детей в школу, предоставление решения для микротранспорта для городских городов, стремящихся сократить расходы и выбросы, или создание бесшумного автопарка для технического обслуживания, чтобы ваша недвижимость выглядела нетронутой, GEM обещает доставить вас туда и предоставить незабываемая поездка по пути.

Наш самый маневренный электромобиль и самая компактная модель.
Места 1-2   | Рекомендуемая производителем розничная цена 13 182 долларов США

Наш самый популярный и универсальный электромобиль.
Места 1-4   | Рекомендуемая производителем розничная цена 15 540 долларов США

Идеальный шаттл для электромобилей — отличная альтернатива внедорожникам или фургонам.
Места 1-6   | Рекомендуемая производителем розничная цена 19 113 долларов США

Соперничайте с любым грузовиком или грузовым фургоном с полезной нагрузкой до 1400 фунтов, тяговым усилием 1250 фунтов и нулевым уровнем выбросов.
Места 1-2   | Рекомендуемая производителем розничная цена 16 731 долл. США

Электромобили, предназначенные для местного транспорта

Что это было!?

Это не гольф-кар. И это не дорожный транспорт. Это электромобиль (EV), разработанный для местных улиц.

В отличие от тележек для гольфа, GEM разрешено движение по большинству дорог со скоростью 35 миль/ч (50 км/ч) или меньше, а максимальная скорость составляет 25 миль/ч (40 км/ч). Кроме того, GEM спроектирован так, чтобы превосходить федеральные стандарты безопасности низкоскоростных транспортных средств (LSV).

Воспроизвести видео

0,03 доллара США за милю*

Эксплуатационные расходы

*На основе средней цены на электроэнергию в США

Просто электризуя

Независимо от того, проезжаете ли вы несколько миль или едете целый день, GEM предлагает гибкие варианты аккумулятора и зарядки, чтобы ваш электромобиль был готов к работе, когда вам это нужно. Стандартные зарядные устройства GEM подключаются к стандартным розеткам на 110 В — таким же, как для зарядки смартфона. И, как и в случае со смартфоном, вы можете взять с собой зарядное устройство, чтобы легко заряжать его, находясь вдали от дома. Для тех, у кого мало времени, мы предлагаем два варианта быстрой зарядки.

Как низкоскоростное транспортное средство (LSV), электромобили GEM соответствуют более высоким стандартам, чем обычные тележки для гольфа. GEM превосходит федеральные стандарты безопасности LSV благодаря нескольким характеристикам, в том числе системе защиты пассажиров (OPS), которая сертифицирована при столкновении с крышей. С максимальной скоростью 25 миль в час GEM способствует созданию более безопасной среды для сосуществования пешеходов и транспортных средств.

Экологичный

GEM — это экологичный электромобиль, который не жертвует качеством, грузоподъемностью или возможностью вместить до шести человек. Без CO ₂ выбросов, GEM позволяет городам, сообществам и кампусам достигать своих целей в области устойчивого развития.

Стильный

GEM предлагает отделку премиум-класса, соответствующую вашему стилю, в том числе панорамный люк на крыше, спортивные колеса 16 дюймов, освещение с функцией слабого свечения и сиденья из веган-кожи.