Elektromotori su posvuda. Vjerojatno ne bi bilo pretjerano reći da moderna civilizacija kakvu poznajemo možda ne bi izgledala isto da nije bilo izuma električnog motora. Električni motori također su sveprisutni u vašem svakodnevnom životu, od električnih pumpi za vodu do elektromotora koji pokreću rashladne ventilatore.
Ali u zadnje vrijeme, najveća pompa oko električnog motora nastala je zbog golemog širenja električnih vozila.
Ako se pitate kako radi EV motor, došli ste na pravo mjesto. Čitajte dalje za sve pojedinosti o tome kako rade EV motori i kakva je usporedba s motorom s unutarnjim izgaranjem.
Što je indukcijski električni motor?
Indukcijski motor je inženjersko čudo. Smiješno je to što je ovu vrstu elektromotora izumio Nikola Tesla, i to električni Automobilska tvrtka koja nosi njegovo ime također koristi indukcijske motore za neke od svojih poznatih električnih vozila. Osobito Model S i njegov rođak Model X koriste AC indukcijske motore (s novijim modelima koji imaju sinkroni motor s trajnim magnetom plus indukcijski motor). Općenito govoreći, indukcijski motor je motor koji pretvara električnu energiju u mehaničku pomoću induciranog magnetskog polja.
Vjerojatno je među tri najbolja izuma svih vremena, a to nije pretjerivanje. Indukcijski motor prilično je jednostavan, a jedini pokretni dio je njegov rotor, zbog čega bi se pogonski sklopovi za električna vozila s godinama trebali pokazati vrlo pouzdanima. Slučajno, ovo je jedan od ključnih prednosti električnih vozila u odnosu na automobile na plin u smislu pouzdanosti. Indukcijski motor ima stacionarni dio koji se naziva stator, zajedno s unutarnjim dijelom koji se zapravo okreće i zove se rotor.
Kroz rotor prolazi osovina koja se može koristiti za pomicanje stvari kada se rotor okreće. Primjer za to je rotirajući ventilator spojen na osovinu indukcijskog motora ili možda kotače EV-a koji se pokreću kao rezultat mehaničkog kretanja osovine rotora. AC indukcijski motor nije prisutan samo u električnim vozilima; to je glavna namirnica u svim aspektima svakodnevnog života. Mnogi moderni tvornički strojevi koriste AC indukcijske motore, osobito ako su pouzdanost i niski operativni troškovi ključni.
To je jedan od glavnih razloga zašto neka električna vozila visokih performansi koriste indukcijske motore. Izuzetno su pouzdani i također vrlo učinkoviti. Dok indukcijski motori proizvode svoj priličan udio topline (zbog čega često imaju ventilatore i rebra ugrađena u dizajn), oni su iznimno učinkoviti. Prema Ministarstvo energetike SAD-a, električna vozila zapravo mogu koristiti više od 77% električne energije koju dobiju punjenjem izravno na kotače vozila. Prema istom izvoru, automobili na benzinski pogon mogu pretvoriti samo 12%-30% energije koju su pohranili u benzinu u upotrebljivu snagu izravno na kotačima automobila.
EVs pretvoriti više 77% električne energije od mreže do snage na kotačima. Konvencionalna benzinska vozila pretvaraju samo oko 12%–30% energije pohranjene u benzinu za pogon kotača.
To je veliki problem i jedan je od razloga električna vozila bolja su za okoliš, osobito kada je spojen na čisti izvor energije.
Kako radi AC indukcijski motor?
Jednostavno rečeno, indukcijski motor izmjenične struje radi elektrificiranjem vodljivih bakrenih zavojnica smještenih oko statora. Izmjenična struja koja teče kroz bakrene zavojnice inducira rotirajuće magnetsko polje. Očito, u EV-u, električnu energiju koja omogućuje izvođenje ovog koraka dobiva baterija EV-a.
Baterije ipak proizvode istosmjernu struju, tako da se električna energija iz baterije može pretvoriti u mehaničku energiju pomoću električne motor, mora proći posredni korak kroz pretvarač koji pretvara istosmjernu energiju napajanu baterijom u potrebnu izmjeničnu struju vlast. Okretno elektromagnetsko polje proizvedeno u statoru ima za posljedicu induciranje struje u rotoru dok se kreće, što zauzvrat inducira elektromagnetsko polje u rotoru. Zbog toga se indukcijski motori nazivaju indukcijski — jer rade inducirajući magnetsko polje.
Čarolija se događa kada rotirajući EMF inducira električnu struju u rotoru, koja zauzvrat proizvodi vlastiti EMF koji tjera rotor da se okreće, prateći rotirajuće magnetsko polje stator. Rotor vrti osovinu, koja je korisni dio elektromotora, omogućujući stvaranje mehaničke energije iz električne energije. Što se tiče električnih vozila, način na koji ovi električni motori isporučuju snagu znači da je okretni moment trenutno dostupan, s čime se ICE automobili ne mogu ni natjecati.
Prednosti koje elektromotori imaju u odnosu na motore s unutarnjim izgaranjem
Prva očita prednost elektromotora u odnosu na motore s unutarnjim izgaranjem je drastično smanjenje pokretnih dijelova. Ako pogledate bilo koju osnovnu animaciju plinskog motora nasuprot električnog motora koji se vrti, odmah ćete primijetiti koliko je taj proces kompliciraniji za plinski motor. Smanjenje pokretnih dijelova izravno je povezano s održavanjem ovih različitih elektrana.
S električnim motorom nema mnogo toga što bi moglo poći po zlu, pogotovo zbog istrošenosti. U međuvremenu, motor s unutarnjim izgaranjem ima gomilu pokretnih dijelova koji se mogu pokvariti. To ne znači da se električni motor ne može pokvariti, ali ako je lišen mnogih dijelova koji se pokvare kod motora na plin, neće biti potrebe za njihovom zamjenom.
Jedan od glavnih nedostataka normalnih motora je razvodni lanac (ili remen), koji čak i ne postoji u elektromotoru. Kao što je ranije spomenuto, isporuka okretnog momenta također je veliki plus za električna vozila jer mogu isporučiti trenutni okretni moment, pridonoseći dramatičnom osjećaju koji imate kada ubrzavate EV.
Indukcijski motori prisutni su oduvijek, ali su još uvijek revolucionarni
Smiješna stvar u vezi s indukcijskim motorima je ta da oni nisu novi izum ni na koji način. Također se godinama koriste posvuda, ali nedavno su ovi motori dobili priznanje koje su oduvijek zaslužili zbog vala električnih vozila koja su zavladala našim cestama. Indukcijski motor i dalje je nevjerojatno inženjersko čudo nakon svih ovih godina, a nova istraživanja i razvoj trebali bi pomoći da bude još uvjerljiviji.