Kuinka sähkömoottorit ja generaattorit toimivat

Sähköajoneuvot luottavat yksinomaan sähkömoottoreihin, ja hybridit käyttävät sähkömoottoreita auttamaan polttomoottoreitaan liikkumisen kannalta. Mutta se ei ole kaikki. Näitä moottoreita voidaan käyttää ja käytetään sähkön tuottamiseen (prosessin aikana) regeneratiivinen jarrutus) näiden ajoneuvojen ajoneuvojen akkujen lataamiseksi.

Yleisin kysymys on: "Kuinka se voi olla... miten se toimii? "Useimmat ihmiset ymmärtävät, että moottori saa sähköä virran työhön - he näkevät sen päivittäin kodinkoneissaan (pesukoneet, pölynimurit, ruoanvalmistajat).

Mutta ajatus siitä, että moottori voi "ajaa taaksepäin" tosiasiallisesti tuottaa sähköä kuluttamisen sijasta, näyttää melkein taikuudelta. Mutta kerran magneettien ja sähkön välinen suhde (sähkömagneettisuus) ja käsite energiansäästö ymmärretään, mysteeri katoaa.

Moottorin sähkön ja sähkön tuotanto alkaa sähkömagneettisuudesta - fyysisestä suhteesta magneetin ja sähkön välillä. Sähkömagneetti on laite, joka toimii kuin magneetti, mutta sen magneettinen voima ilmenee ja ohjataan sähkön avulla.

Kun johtavasta materiaalista (esimerkiksi kuparista) valmistettu lanka liikkuu magneettikentän läpi, lankaan syntyy virta (alkeisgeneraattori). Ja päinvastoin, kun sähkö johdetaan rautaytimen ympärille kierretyn johtimen läpi ja tämä ydin on magneettikentän läsnä ollessa, se liikkuu ja kiertyy (hyvin perusmoottori).

Moottori / generaattorit ovat todella yksi laite, joka voi toimia kahdessa vastakkaisessa tilassa. Vastoin sitä, mitä ihmiset toisinaan ajattelevat, tämä ei tarkoita, että moottorin / generaattorin kaksi tilaa kulkevat taaksepäin toisistaan ​​(että moottorina laite kääntyy yhteen suuntaan ja generaattorina kääntyy vastakkaiseen suuntaan suunta).

Akseli pyörii aina samalla tavalla. "Suunnanmuutos" on sähkön virtauksessa. Moottorina se kuluttaa sähköä (virtaa sisään) mekaanisen voiman tuottamiseksi, ja generaattorina se kuluttaa mekaanista voimaa sähkön tuottamiseksi (virtaa ulos).

Sähkömoottori / generaattorit ovat yleensä yksi kahdesta tyypistä, joko vaihtovirta (DC) tai tasavirta (suora) Nykyinen) ja nämä nimitykset osoittavat kuluttamansa sähkön tyypin ja Tuottaa.

Laskematta liikaa yksityiskohtiin ja hämärtämättä asiaa, tämä on ero: vaihtovirta muuttaa suuntaa (vuorotellen), kun se virtaa piirin läpi. DC-virrat virtaavat yksisuuntaisesti (pysyy samana) kuin se kulkee piirin läpi.

Käytetty virratyyppi koskee lähinnä yksikön kustannuksia ja sen tehokkuutta (vaihtovirtamoottori / generaattori on yleensä kalliimpaa, mutta myös paljon tehokkaampaa). Riittää, kun sanotaan, että useimmat hybridit ja monet suuret kokonaan sähkökäyttöiset ajoneuvot käyttävät vaihtovirtamoottoria / generaattoreita - joten tähän tyyppiin keskitymme tässä selityksessä.

• Akselilla kiinnitetty lankahaavan ankkuri (roottori)
• Kotelossa (staattorissa) vierekkäin pinottu sähköenergiaa indusoiva magneettikenttä
• Liukurenkaat, jotka kuljettavat vaihtovirtaa ankkurista / ankkurista
• Harjat, jotka ovat kosketuksissa liukurenkaisiin ja siirtävät virran sähköpiiriin / siitä

Ankkuria ajaa mekaaninen voimanlähde (esimerkiksi kaupallisessa sähköntuotannossa se olisi höyryturbiini). Kun tämä haavaroottori pyörii, sen lankakela kulkee staattorissa olevien pysyvien magneettien yli ja ankkurin johtoihin syntyy sähkövirta.

Mutta koska jokainen käämin yksittäinen silmukka kulkee ensin kunkin pohjoisnavasta, sitten etelänavasta magneetti peräkkäin pyöriessä akselillaan indusoitu virta muuttuu jatkuvasti ja nopeasti suunta. Jokaista suunnanmuutosta kutsutaan sykliksi, ja se mitataan jaksoina sekunnissa tai hertseinä (Hz).

Yhdysvalloissa syklinopeus on 60 Hz (60 kertaa sekunnissa), kun taas useimmissa muissa kehittyneissä maailman osissa se on 50 Hz. Yksittäiset liukurenkaat on sovitettu roottorin johtosilmukan kumpaankin päähän polun aikaansaamiseksi virralle poistumaan ankkuri. Harjat (jotka ovat itse asiassa hiilikoskettimia) kulkevat liukurenkaita vastaan ​​ja suorittavat virran polun piiriin, johon generaattori on kiinnitetty.

Moottorin toiminta (syöttää mekaanista voimaa) on pohjimmiltaan generaattorin toiminnan kääntö. Sen sijaan, että ankkuria kehrättäisiin sähkön tuottamiseksi, virta syötetään piirillä harjojen ja liukurenkojen läpi ja ankkuriin. Tämä käämin haavoitetun roottorin läpi virtaava virta (ankkuri) muuttaa sen sähkömagneetiksi. Staattorissa olevat kestomagneetit hylkivät tämän sähkömagneettisen voiman, joka aiheuttaa ankkurin pyörimisen. Niin kauan kuin sähkö virtaa piirin läpi, moottori käy.