Електродвигун перетворює електричну енергію на механічне обертання. У вентиляторі він обертає крильчатку, а в електромобілі — через редуктор передає крутний момент на колеса. Тому авто може рушати без зчеплення і складної коробки передач.
ККД тягового електродвигуна орієнтовно становить 85–95%. Для ДВЗ типовий корисний ККД нижчий — близько 25–40%, бо значна частина енергії пального втрачається як тепло.
З чого складається електродвигун
Основні вузли:
- статор — нерухома частина, що створює обертове магнітне поле;
- ротор — рухома частина всередині статора;
- обмотки — провідники, через які проходить струм і формується магнітне поле;
- постійні магніти — є у двигунах відповідного типу та створюють поле ротора;
- вал — передає обертання далі на трансмісію;
- підшипники — підтримують вал і забезпечують його вільне обертання;
- корпус — захищає вузли та відводить тепло;
- датчик положення ротора — допомагає електроніці правильно керувати струмом.
Як електродвигун перетворює струм на рух
Процес можна розкласти на чотири кроки. Інвертор подає керований струм в обмотки статора. У них виникає магнітне поле. Воно взаємодіє з магнітним полем ротора або індукує в ньому струм. У результаті ротор обертається, а вал передає крутний момент на редуктор.
Великий крутний момент електромотора може бути доступний уже від нульової швидкості. Його величину електроніка швидко змінює струмом, який подається в обмотки.
Які бувають електродвигуни
| Тип | Як працює | Де застосовують | Сильна сторона |
|---|---|---|---|
| Синхронний на постійних магнітах | Ротор із магнітами обертається синхронно з полем статора | Електромобілі, сервоприводи | Висока ефективність і питома потужність |
| Асинхронний | Поле статора індукує струм у роторі | EV, промисловість | Проста й міцна конструкція |
| Синхронний з обмоткою збудження | Поле ротора створює електромагніт | Окремі EV та промислові приводи | Не потребує постійних магнітів |
| Кроковий | Ротор рухається дискретними кроками | Автоматика, робототехніка | Точне позиціювання |
У сучасних EV найчастіше застосовують синхронні двигуни з магнітами, асинхронні або з електричним збудженням.
Що робить електродвигун саме в електромобілі
Ланцюжок роботи виглядає так: батарея — інвертор — електродвигун — редуктор — колеса. Батарея віддає постійний струм, інвертор формує струм потрібної частоти та сили для двигуна, а редуктор знижує оберти й передає момент на колеса.
Під час гальмування схема частково працює навпаки. Колеса обертають мотор, він переходить у генераторний режим, а частина кінетичної енергії через інвертор повертається в батарею. Це і є рекуперація.
За матеріалами Міністерства енергетики США, електропривод має набагато менше рухомих компонентів, ніж ДВЗ: як орієнтир наводять близько 20 проти понад 2000. Тому в EV немає моторної оливи, свічок запалювання, ременя ГРМ та багатьох інших деталей регулярного сервісу. Водночас залишаються підшипники, редуктор, система охолодження, підвіска та інші вузли авто.
Які електромобілі є в українських каталогах
Тип двигуна та його потужність можна перевірити в характеристиках конкретної моделі. Наприклад, в Алло представлені Xiaomi SU7, SU7 Ultra та YU7 за посиланням allo.ua/ua/elektromobili/proizvoditel-xiaomi/. Так теорію про електропривод можна зіставити з параметрами серійних автомобілів.
Підсумок
Електродвигун перетворює електрику на обертання завдяки взаємодії магнітних полів статора і ротора. Його основні частини — статор, ротор, обмотки, вал, підшипники та система керування. В електромобілі мотор працює разом з інвертором і редуктором, а під час гальмування може повертати частину енергії в батарею. Порівняно з ДВЗ така схема має значно менше рухомих деталей і потребує менше регулярного механічного обслуговування.