Двигатель для электромобиля: Электродвигатели для электромобилей — купить на сайте IskraMotor

Двигатели для электромобилей: производители, устройство

Исчерпание углеводородного топлива, ухудшение экологической обстановки и ряд других причин рано или поздно заставят производителей разработать модели электромобилей, которые станут доступны для широких слоев населения. А пока остается только ждать или собственноручно разрабатывать варианты экологически чистой техники.Если же вы все-таки предпочитаете самостоятельно искать решения, а не дожидаться их со стороны, то вам понадобятся знания о том, какие двигатели для электромобиля уже изобрели, чем они отличаются и какой из них наиболее перспективный.

Тяговый двигатель

Если вы решите поставить обыкновенный электромотор под капот своего автомобиля, то, скорее всего, из этого ничего не выйдет. А все потому, что вам необходим тяговый электрический двигатель (ТЭД). От обычных электромоторов он отличается большей мощностью, способностью выдавать больший крутящий момент, небольшими габаритами и малой массой.

Для питания тягового электродвигателя используются батареи. Они могут подзаряжаться от внешних источников («от розетки»), от солнечных батарей, от генератора, установленного в авто, или в режиме рекуперации (самостоятельное восполнение заряда).

Двигатели для электромобилей чаще всего работают от литий-ионных батарей. ТЭД обычно функционирует в двух режимах – двигательном и генераторном. В последнем случае он восполняет потраченный запас электроэнергии при переходе на нейтральную скорость.

Принцип работы

Стандартный электродвигатель состоит из двух элементов – статора и ротора. Первый компонент является неподвижным, имеет несколько катушек, а второй совершает вращательные движения и передает усилие на вал. На катушки статора с определенной периодичностью подается переменный электрический ток, что вызывает появление магнитного поля, которое начинает вращать ротор.Чем чаще катушки «включаются-выключаются», тем быстрее вращается вал. В двигатели для электромобилей могут устанавливать два вида ротора:

• короткозамкнутый, на котором возникает магнитное поле, противоположное полю статора, за счет чего и происходит вращение;
• фазный – используется для уменьшения тока запуска и контроля скорости вращения вала, является наиболее распространенным.

Кроме того, в зависимости от скорости вращения магнитного поля и ротора двигатели могут быть асинхронными и синхронными. Тот или иной тип необходимо выбирать из имеющихся средств и поставленных задач.

Синхронный двигатель

Синхронный двигатель – это ТЭД, у которого скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля. Такие двигатели для электромобилей целесообразно использовать только в тех случаях, когда имеется источник повышенной мощности – от 100 кВт.Одной из разновидностей синхронных электромоторов является шаговый двигатель. Обмотка статора такой установки разбита на несколько секций. В определенный момент ток подается на определенную секцию, возникает магнитное поле, которое вращает ротор на определенный угол. Затем ток подается на следующую секцию, и процесс повторяется, вал начинает вращаться.

Асинхронный электромотор

В асинхронном двигателе скорость вращения магнитного поля не совпадает со скоростью вращения ротора. Плюсом таких устройств является ремонтопригодность – запчасти для электромобилей, оснащенных этими установками, найти очень просто. К другим преимуществам относятся:

1. Простая конструкция.
2. Простота обслуживания и эксплуатации.
3. Низкая стоимость.
4. Высокая надежность.

В зависимости от наличия щеточно-коллекторного узла двигатели могут быть коллекторными и безколлекторными. Коллектор – устройство, служащее для преобразования переменного тока в постоянный. Щетки служат для передачи электроэнергии на ротор.Безколлекторные двигатели для электромобилей отличаются меньшей массой, компактными габаритами и более высоким КПД. Они реже перегреваются и потребляют меньше электричества. Единственный минус такого двигателя – высокая цена на электронный блок, который выполняет функции коллектора. Кроме того, найти запчасти для электромобилей, оснащенных безколлекторным двигателем, сложнее.

Производители электродвигателей

Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если двигатели Perm-Motor устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.Популярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:

• точность управления;
• легкость организации рекуперации;
• высокая надежность за счет простой конструкции.

Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью – они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

Какой двигатель выбрать

Чтобы покупка вас не разочаровала, надо сравнить характеристики приобретаемой модели с предъявляемыми требованиями к автомобилю. При выборе электродвигателя в первую очередь ориентируются на его тип:

• Синхронные установки имеют сложное устройство и дорогостоящи, но обладают перегрузочной способностью, ими легче управлять, им не страшны перепады напряжения, используются при высоких нагрузках. Они устанавливаются на электромобиль Mercedes.
• Асинхронные модели отличаются низкой стоимостью, простым устройством. Они просты в обслуживании и эксплуатации, однако выделяемая ими мощность намного меньше, чем тот же показатель синхронной установки.

На электромобиль цена будет значительно ниже, если электромотор будет работать в паре с двигателем внутреннего сгорания. На рынке такие комбинированные установки обладают большей популярностью, так как их стоимость составляет около 4-4,5 тыс. евро.

17‐летний парень разработал двигатель, потенциально способный изменить индустрию электромобилей / Хабр

Исследование Роберта Сэнсона может проложить путь к производству электромобилей без редкоземельных магнитов. Подробности — к старту нашего флагманского курса по Data Science.

---

Роберт Сэнсон — прирождённый инженер. Изобретатель из Форт‐Пирса, Флорида, посчитал, что в свободное время завершил не менее 60 инженерных проектов: от аниматронных рук до скоростных беговых ботинок и картинга, который может развивать скорость более 112 километров в час. И ему всего 17.

Роберт Сэнсон со своим новым синхронным реактивным двигателем

Пару лет назад Сэнсон наткнулся на ролик о преимуществах и недостатках электромобилей. В видео объясняли, что для большинства двигателей электромобилей нужны магниты, изготовленные из редкоземельных элементов, добыча которых может стоить дорого как с финансовой, так и с экологической точки зрения. Необходимые редкоземельные материалы могут стоить сотни долларов за килограмм. Для сравнения: медь стоит 7,83 доллара США за килограмм.

«Интерес к электродвигателям у меня врождённый, — рассказывает Сэнсон, который использовал их в различных проектах по робототехнике. — Я хотел разрешить проблему экологичного производства и разработать другой двигатель».

Старшеклассник слышал о типе электродвигателя — синхронном реактивном двигателе, в котором эти редкоземельные материалы не используются. Этот тип двигателя используется для насосов и вентиляторов, но он недостаточно мощный для электромобиля. Сэнсон начал мозговой штурм, чтобы повысить его мощность.

За год Сэнсон создал прототип нового синхронного реактивного двигателя с крутящим моментом и эффективностью больше, чем у существующих двигателей. Прототип изготовлен из пластика, медных проводов и стального ротора и протестирован различными измерителями мощности. Скорость вращения двигателей определялась лазерным тахометром. В этом году работа принесла Сэнсону первую премию и $75 000 на Международной научно‐технической ярмарке Regeneron (ISEF) — крупнейшем [в США] конкурсе в науке, технологиях, инженерии и математике для старшеклассников.

Постоянные магниты двигателей состоят из неодима, самария и диспрозия. Эти материалы используются во многих продуктах широкого потребления, включая наушники и наушники‐вкладыши, объясняет профессор электротехники и вычислительной техники в университете Мичигана Хит Хофманн. Хофманн много работал над электромобилями, в том числе консультировал Tesla в области разработки алгоритмов управления их силовым приводом.

«Кажется, количество приложений магнитов становится всё больше и больше, — говорит он. — Многие материалы добываются в Китае, поэтому цена часто может зависеть от нашего торгового статуса с Китаем». Хофманн добавляет, что Tesla в своих двигателях недавно начала использовать постоянные магниты.

Для вращения ротора электродвигатели задействуют вращающиеся электромагнитные поля. Эти электромагнитные поля создаёт статор — катушки проволоки в неподвижной внешней части двигателя. В двигателях с постоянными магнитами магниты, прикреплённые к краю вращающегося ротора, создают магнитное поле, которое притягивается к противоположным полюсам вращающегося поля. Это притяжение раскручивает ротор.

В синхронных реактивных двигателях магнитов нет. Стальной ротор с прорезанными в нём воздушными зазорами выравнивается с вращающимся магнитным полем. Ключ к такому выравниванию — магнитное сопротивление. Крутящий момент создаётся, когда ротор и магнитное поле вращаются вместе, а увеличивается, когда увеличивается разница в магнетизме материалов — здесь это сталь и немагнитный воздушный зазор.

Сэнсон решил, что вместо воздушных зазоров может включить в двигатель другое магнитное поле. Это увеличило бы соотношение предельной и наименьшей индуктивности и, в свою очередь, увеличило крутящий момент. В конструкции есть и другие компоненты, но изобретатель не может раскрыть больше: в будущем он надеется запатентовать технологию.

В тестах на крутящий момент и эффективность новый двигатель превзошёл традиционный синхронный реактивный двигатель аналогичной конструкции.

«Как только у меня появилась эта первоначальная идея, мне пришлось сделать несколько прототипов, чтобы проверить, будет ли эта конструкция работать на самом деле, — говорит Сэнсон. — У меня нет огромного количества ресурсов для создания очень продвинутых двигателей, поэтому мне пришлось сделать уменьшенную версию — модель в масштабе — с помощью 3D‐принтера».

Прежде чем он смог проверить конструкцию, потребовалось несколько прототипов.

«На самом деле у меня не было наставника, который мог бы мне помочь, поэтому каждый раз, когда двигатель выходил из строя, мне приходилось проводить массу исследований и пытаться устранять неполадки, — говорит он. — Но в итоге я смог получить работающий прототип на 15‐м двигателе».

Сэнсон проверил крутящий момент и эффективность своего двигателя, а затем — для сравнения — изменил его конфигурацию так, чтобы он работал как более традиционный синхронный реактивный двигатель. Он обнаружил, что при 300 оборотах в минуту его новая конструкция даёт крутящий момент больше на 39% и на 31% повышает эффективность.

При 750 об./мин эффективность увеличилась на 37%. Он не мог тестировать прототип при более высоких оборотах: пластиковые детали перегревались. Этот урок он усвоил на собственном горьком опыте, когда один из прототипов расплавился прямо на столе, рассказывает он подкасту Top of the Class.

Для сравнения: двигатель Tesla Model S может развивать скорость до 18 000 об./мин, объяснил главный конструктор двигателей компании Константинос Ласкарис в интервью 2016 года Кристиану Руоффу для журнала об электромобилях Charged.

Сэнсон подтвердил свои результаты во втором эксперименте, где «выделил теоретический принцип, согласно которому новая конструкция создаёт явно выраженные магнитные полюса». По сути, этот эксперимент исключил все другие переменные и подтвердил, что улучшения крутящего момента и эффективности в его конструкции коррелируют с бо́льшим отношением предельной и наименьшей индуктивностей.

«Он определённо правильно смотрит на вещи, — говорит Хофманн о Сэнсоне. — Есть потенциал, это может стать следующей вехой». Однако он добавляет, что многие профессора работают над исследованиями всю свою жизнь, и «в конечном счёте они довольно редко завоёвывают мир».

Хофманн говорит, что материалы для синхронных реактивных двигателей недороги, но машины сложные и, как известно, производить их трудно. Таким образом, препятствие для их широкого применения и основное ограничение для изобретения Сэнсона — высокие производственные затраты.

Сэнсон соглашается с Хофманном, но говорит: «с новыми технологиями (например, 3D‐печатью), в будущем создать двигатель было бы проще».

Сейчас Сэнсон работает над расчётами и трёхмерным моделированием 16‐й версии своего двигателя, которую он планирует построить из более прочных материалов, чтобы протестировать её на более высоких оборотах. Если его двигатель продолжит работать с высокой скоростью и эффективностью, Сэнсон продвинется вперёд в процессе патентования.

Вся экспериментальная установка

Будучи старшеклассником Центральной средней школы Форт‐Пирса, Сэнсон мечтает поступить в Массачусетский технологический институт. Его выигрыш от ISEF пойдёт на оплату обучения в колледже.

Сэнсон говорит, что изначально не планировал участвовать в конкурсе. Но когда он узнал, что одно из его занятий позволило ему завершить годовой исследовательский проект и статью по выбранной им теме, то решил воспользоваться возможностью и продолжить работу над своим двигателем.

«Я подумал, если смогу вложить в это много энергии, то смогу также сделать это проектом научной выставки и участвовать с проектом в конкурсах», — объясняет он. После хороших результатов на районных и государственных соревнованиях он перешёл к ISEF.

Сэнсон ждёт следующего этапа испытаний, прежде чем обратиться к какой‐либо автомобильной компании, и даже надеется, что однажды его двигатель станет для электромобилей предпочтительным.

«Редкоземельные материалы в существующих электродвигателях — основная причина, подрывающая производство электромобилей. — утверждает он. — Увидеть день, когда производство электромобилей станет проще благодаря помощи моей новой конструкции двигателя, — это было бы сбывшейся мечтой».

А мы поможем прокачать ваши навыки или с самого начала освоить профессию, актуальную в любое время:

• Профессия Data Scientist

• Профессия «Белый» хакер

History, Travel, Arts, Science, People, Places Smithsonian Magazine

В дополнение к информации, собираемой автоматически, мы используем файлы cookie, которые представляют собой небольшие фрагменты информации, отправляемые в ваш браузер веб-сайтом, который вы посещаете. Файлы cookie используются для отслеживания моделей использования, тенденций трафика и поведения клиентов, а также для записи другой информации с веб-сайта. Когда вы регистрируетесь на веб-сайте, файлы cookie также позволяют нам сохранять информацию, чтобы вам не пришлось вводить ее повторно при следующем посещении. Многие настройки контента и улучшения обслуживания клиентов выполняются на основе данных, полученных из файлов cookie. Смитсоновский институт использует сторонние исследовательские компании, которые могут использовать информацию о вашем посещении этого веб-сайта или других веб-сайтов, чтобы предоставить количественный анализ нашей аудитории. Информация, которую мы собираем из файлов cookie, не будет использоваться для создания профилей пользователей и будет использоваться только в обобщенном виде. Данные хранятся до тех пор, пока это необходимо для поддержки миссии веб-сайтов Смитсоновского института. Вы можете настроить свой браузер так, чтобы он отказывался от файлов cookie с любого веб-сайта, который вы посещаете. Если вы решите это сделать, вы по-прежнему можете получить доступ к большинству веб-сайтов Смитсоновского института, но вы не сможете совершать определенные виды транзакций (например, совершать покупки) или пользоваться некоторыми из предлагаемых интерактивных элементов.

Кроме того, Смитсоновский институт нанимает сторонние компании для предоставления маркетинговых услуг от нашего имени. С нашего разрешения эти третьи стороны также могут размещать файлы cookie во время вашего посещения. Эти сторонние компании будут иметь доступ к информации, необходимой для выполнения их функций, но не могут использовать эту информацию для каких-либо других целей. Они не будут собирать или иметь доступ к личной информации. Эти сторонние компании собирают только информацию о вашем посещении или транзакции, такую ​​как URL-адреса, которые ведут вас на наш сайт, вокруг него и с него, посещенные страницы, приобретенные продукты и потраченная сумма.

Смитсоновский институт также использует сторонние рекламные и аналитические компании для показа рекламы на нашем веб-сайте и о нем. Эти компании могут использовать информацию о вашем посещении этого веб-сайта или других веб-сайтов для предоставления соответствующей рекламы и предложений, которые могут вас заинтересовать, на этом веб-сайте и на других веб-сайтах, которые вы можете посетить позже. Если вам нужна дополнительная информация о файлах cookie и возможности запретить их использование сторонними компаниями во время вашего посещения, посетите следующие веб-сайты: https://www.networkadvertising.org/managing/opt_out.asp.

Веб-маяки и пиксели

Смитсоновский институт также собирает информацию, не позволяющую установить личность, с помощью пикселей отслеживания, которые появляются на наших страницах. Пиксель отслеживания — это прозрачное графическое изображение (обычно 1 пиксель x 1 пиксель или тег Javascript), которое размещается на веб-странице и в сочетании с файлом cookie позволяет нам собирать информацию об использовании веб-страницы, содержащей отслеживание. пиксель.

Мы используем пиксели отслеживания для показа рекламы на участвующих веб-сайтах на основе активности, отслеживаемой в браузере на устройстве, используемом для посещения веб-сайтов Smithsonian. Мы также используем их, чтобы узнать, когда посетители веб-сайта Смитсоновского института нажали на рекламу, которую мы размещаем на другом веб-сайте, и используем эту информацию, чтобы определить, какие рекламные объявления более привлекательны для пользователей. Пиксели также можно использовать для сторонней веб-аналитики.

Ваш выбор

Чтобы отказаться от этих пикселей и служб отслеживания, перейдите по этой ссылке, чтобы отказаться от инструментов на основе Google Analytics (https://tools.google.com/dlpage/gaoptout/), Facebook Pixel (https://www.facebook.com/settings?tab=ads) и Bing Pixel (https://choice.microsoft.com/en-US/opt-out).

Файлы cookie, используемые на этом веб-сайте

Последняя редакция: 3 марта 2022 г. строительные блоки.

Это связано с тем, что АББ уже более века занимается инновациями в области электродвигателей для поездов, автобусов и промышленных транспортных средств, используемых в горнодобывающей промышленности, строительстве, погрузочно-разгрузочных работах, морском и общественном транспорте.

В нашем портфолио энергоэффективных электродвигателей мы объединили наш опыт проектирования, всестороннее производственное присутствие и подробные отраслевые знания, чтобы предложить настраиваемый диапазон двигателей, которые могут удовлетворить ваши разнообразные потребности. Они помогают решить бизнес-задачи, связанные с сокращением выбросов CO₂, снижением общей стоимости владения, повышением производительности и сокращением времени простоя транспортных средств.

Просмотреть загрузки

Надежная, прочная конструкция для тяжелых условий работы

Более низкая совокупная стоимость владения (стоимость покупки + стоимость установки + стоимость эксплуатации + стоимость простоя)

производительность и отклик

Подходит для ваших конкретных целей и производительности, с идеальным размером

Основные характеристики продукта

Двигатели AMXE представляют собой компактные синхронные двигатели с водяным охлаждением и постоянными магнитами для высокоэффективных силовых установок и вспомогательного оборудования.

• Конфигурируемые длины, обмотки и напряжения для получения необходимой производительности двигателя.
• Высокий крутящий момент для превосходной производительности и чувствительности.
• Разработан для работы в тяжелых условиях и выдерживает высокие ударные нагрузки и уровни вибрации, а также широкий диапазон температур окружающей среды.
Класс защиты корпуса (IP)
• соответствует всем требованиям по защите от влаги и грязи.
• Долгий срок службы продукта, гарантированный обширными испытаниями и передовым моделированием.

Диапазон рабочих характеристик двигателей AMXE

загрузок

Загрузка документов

Другая продукция АББ для устойчивого транспорта

Мобильная система управления X90

Новые возможности мобильной автоматизации открываются благодаря инновационной мобильной системе управления X90.

Ознакомьтесь с последними историями наших клиентов и партнеров

Узнайте больше о ключевых сегментах

Оборудование для обработки грузов

🡢 Узнать больше

Строительное оборудование

🡢 Узнать больше

морской

🡢 Узнать больше

Ссылки на дополнительную информацию

Технический документ

Прочтите наш технический документ об экологически безопасных транспортных решениях.

Веб-сайт кампании

Электрификация силовых агрегатов промышленных, транспортных и морских транспортных средств.