Рост популярности электромобилей стимулирует активное развитие технологий в этой области. Если вы планируете приобрести электрокар, важно разобраться в его сердце — электродвигателе. Существует несколько типов моторов, каждый со своими принципами работы, преимуществами и недостатками.
Вернуться к истории
Как работает электродвигатель: основы
Главная задача любого электродвигателя — преобразовать электрическую энергию аккумулятора в механическую, которая вращает колёса. Несмотря на разнообразие конструкций, большинство моторов построены на двух ключевых компонентах: статоре и роторе. Статор — это неподвижная часть с магнитами, а ротор — вращающийся элемент. Взаимодействие их магнитных полей (притяжение и отталкивание) заставляет ротор вращаться. Способы создания и управления этим магнитным полем и определяют различия между типами двигателей.
Коллекторные двигатели постоянного тока (DC): классика жанра
Первые электромобили использовали именно коллекторные двигатели постоянного тока. В их конструкции катушки расположены на роторе, а магниты — на статоре. Для вращения направление тока в катушках постоянно меняется с помощью щёток (угольно-графитовых контактов) и коллектора. Это создаёт переменное электромагнитное поле, которое отталкивается от магнитов статора.
Главные плюсы таких моторов — высокий пусковой момент и относительно низкая стоимость благодаря простой конструкции. Однако есть и серьёзные минусы: физический контакт щёток вызывает трение, что снижает общий КПД, приводит к износу деталей и ограничивает максимальную скорость из-за перегрева.
Несмотря на эти недостатки, технология не забыта. Например, BMW в своей трансмиссии eDrive пятого поколения использует усовершенствованный коллекторный двигатель, но уже на переменном токе. Это повысило мощность и эффективность. Компания также смогла отказаться от редкоземельных магнитов и разработала систему, уменьшающую износ щёток.
Бесщеточные двигатели: современный стандарт
Эволюция привела к созданию бесщеточных двигателей, где переключение магнитного поля происходит электронно, без физического контакта. Это повышает надёжность и эффективность. В современных электромобилях чаще всего используются два типа бесщеточных моторов переменного тока.
Асинхронные двигатели (AC Induction Motor)
Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток в обмотках статора создаёт вращающееся магнитное поле, которое «наводит» ток в роторе. Магнитное поле ротора, пытаясь догнать поле статора (но всегда отставая — отсюда «асинхронный»), заставляет его вращаться.
Обратите внимание: Особенности покупки машины с аукциона. Снова Абхазия?Прочитайте и узнаете!.
Такие двигатели надёжны, дешевы в производстве и не используют магниты на роторе. Однако они обычно больше и тяжелее двигателей других типов, а их пиковая эффективность ниже. Яркий пример использования — многие автомобили Tesla, от родстера до Model Y (в переднеприводных версиях).
Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM)
В этих моторах магниты установлены непосредственно на роторе. Подавая переменный ток на статор, создаётся магнитное поле, которое вращается с той же скоростью, что и ротор (отсюда «синхронный»). Такие двигатели компактнее, легче и эффективнее асинхронных, обеспечивая отличный крутящий момент.
Главный недостаток — необходимость в мощных постоянных магнитах, для производства которых требуются редкоземельные металлы (например, неодим). Их добыча дорога и экологически сложна, а цепочки поставок часто зависят от одного региона. Несмотря на это, PSM-двигатели стали доминирующим выбором для современных электромобилей, включая последние модели Tesla.
Будущее: двигатели с осевым магнитным потоком
Следующий шаг в эволюции — переход от традиционной схемы с радиальным потоком (где магнитное поле действует по радиусу) к осевому потоку. В таких двигателях магнитное поле движется вдоль оси вращения, а статор и ротор напоминают параллельные диски. Это позволяет создать чрезвычайно компактную и лёгкую конструкцию с выдающейся удельной мощностью.
Хотя технология известна давно, лишь современные материалы позволили реализовать её в автомобилях. Например, двигатель Koenigsegg Quark для Gemera и моторы компании YASA (ныне принадлежит Mercedes-Benz) демонстрируют в разы лучшие показатели крутящего момента и удельной мощности при меньшем весе и размерах.
Ключевое преимущество осевых двигателей — высокая эффективность при меньшем использовании редкоземельных материалов. По мере удешевления производства они могут стать новой стандартной трансмиссией для массовых электромобилей.
[Мой] Трафик Автомобилистам Полезные Автомобили Автомобили Электромобили Технологии BMW История автомобилей Как Двигатели Водители Запчасти Текущие изобретения Гоночные Автомобили Длинный пост 2Больше интересных статей здесь: Обзоры.
Источник статьи: Знаете ли вы, какими бывают электромоторы.
