Kā darbojas elektromotori un ģeneratori

Elektrisko transportlīdzekļu piedziņa paļaujas tikai uz elektromotoriem, un hibrīdi izmanto elektromotorus, lai palīdzētu viņu iekšdedzes dzinējiem kustēties. Bet tas vēl nav viss. Šos motorus var izmantot un izmanto, lai ģenerētu elektroenerģiju (izmantojot reģeneratīvā bremzēšana) šo transportlīdzekļu akumulatoru uzlādēšanai.

Visizplatītākais jautājums ir: "Kā tas var būt... kā tas darbojas? "Lielākā daļa cilvēku saprot, ka darbam motoru nodrošina elektrība - viņi to redz katru dienu sadzīves tehnikā (veļas mazgājamās mašīnās, putekļu sūcējos, pārtikas pārstrādātājos).

Bet ideja, ka motors var "darboties atpakaļgaitā", faktiski ražojot elektrību, nevis patērējot, šķiet gandrīz kā maģija. Bet reiz attiecības starp magnētiem un elektrību (elektromagnētisms) un jēdzienu enerģijas saglabāšana tiek saprasts, noslēpums pazūd.

Motora jauda un elektrības ražošana sākas ar elektromagnētismu - fiziskām attiecībām starp magnētu un elektrību. Elektromagnēts ir ierīce, kas darbojas kā magnēts, bet tā magnētiskais spēks izpaužas un tiek kontrolēts ar elektrības palīdzību.

Kad vads, kas izgatavots no vadoša materiāla (piemēram, vara), pārvietojas caur magnētisko lauku, vadā (strāvas ģenerators) tiek radīta strāva. Un otrādi, ja elektrība tiek izvadīta caur vadu, kas ir savīts ap dzelzs serdi, un šis kodols atrodas magnētiskā lauka klātbūtnē, tas kustēsies un sagriezīsies (ļoti pamatmotors).

Motors / ģeneratori patiešām ir viena ierīce, kas var darboties divos pretējos režīmos. Pretēji tam, ko dažkārt domā cilvēki, tas nenozīmē, ka abi motora / ģeneratora režīmi darbojas atpakaļ viens no otra (ka kā motoru ierīce pagriežas vienā virzienā un kā ģenerators - pagriežas pretēji virziens).

Vārpsta vienmēr griežas vienādi. "Virziena maiņa" notiek elektrības plūsmā. Kā motors tas patērē elektrību (ieplūst) mehāniskās enerģijas iegūšanai, un kā ģenerators patērē mehānisko enerģiju, lai ražotu elektrību (izplūst).

Elektromotors / ģeneratori parasti ir viens no diviem veidiem: maiņstrāva vai maiņstrāva (tieša) Strāvas) un šie apzīmējumi norāda uz patērētās elektroenerģijas veidu un ģenerēt.

Neiedziļinoties pārāk detalizēti un neaizklājot problēmu, šī ir atšķirība: maiņstrāva maina virzienu (pārmaiņus), jo tas plūst caur ķēdi. Līdzstrāvas strāvas plūst vienvirziena virzienā (nemainās), jo tās iet caur ķēdi.

Izmantotais strāvas veids galvenokārt attiecas uz vienības izmaksām un tā efektivitāti (maiņstrāvas motors / ģenerators parasti ir dārgāks, bet arī daudz efektīvāks). Pietiek pateikt, ka vairumā hibrīdu un daudzos lielākos visurgājējos transportlīdzekļos tiek izmantots maiņstrāvas motors / ģeneratori - tātad šim tipam mēs pievērsīsimies šajā skaidrojumā.

• Uz vārpstas piestiprināta stieples brūce (rotors)
• Magnētu lauks, kas rada elektrisko enerģiju, kas ir sakrauta apvalkā (stators)
• Slīdošie gredzeni, kas izvada maiņstrāvu uz / no armatūras
• Sukas, kas saskaras ar slīdēšanas gredzeniem un pārnes strāvu uz / no elektriskās ķēdes

Armatūru virza mehānisks enerģijas avots (piemēram, komerciālā elektroenerģijas ražošanā tā būtu tvaika turbīna). Kamēr šis brūces rotors griežas, tā stieples spole iet pāri pastāvīgajiem magnātiem statorā, un armatūras vados tiek radīta elektriskā strāva.

Bet tāpēc, ka katra spoles cilpa vispirms šķērso ziemeļu polu, tad katras dienvidu polu magnēts secīgi, kad tas rotē uz savu asi, inducētā strāva nepārtraukti un strauji mainās virziens. Katru virziena maiņu sauc par ciklu, un to mēra ciklos sekundē vai hercos (Hz).

Amerikas Savienotajās Valstīs cikla frekvence ir 60 Hz (60 reizes sekundē), savukārt lielākajā daļā citu attīstīto pasaules daļu tas ir 50 Hz. Katrā no diviem rotora stieples cilpas galiem ir uzstādīti atsevišķi slīdēšanas gredzeni, lai nodrošinātu ceļu strāvai, kas iziet no armatūra. Sukas (kas faktiski ir oglekļa kontakti) brauc pret slīdēšanas gredzeniem un pabeidz strāvas ceļu ķēdē, kurai ir pievienots ģenerators.

Motora darbība (mehāniskās enerģijas padeve) būtībā ir ģeneratora darbības apgrieztā puse. Tā vietā, lai armatūru vērptu, lai iegūtu elektrību, strāvu padod ar ķēdi caur sukām un slīdgredzeniem armatūrā. Šī strāva, kas plūst caur spoles brūces rotoru (armatūra), pārvērš to par elektromagnētu. Statorā esošie pastāvīgie magnēti atgrūž šo elektromagnētisko spēku, izraisot armatūras griešanos. Kamēr elektrība plūst caur ķēdi, motors darbosies.