Elektriske motorer er overalt. Det ville sannsynligvis ikke vært en strek å si at moderne sivilisasjon slik vi kjenner den kanskje ikke ser lik ut hvis det ikke var for oppfinnelsen av den elektriske motoren. Elektriske motorer er også allestedsnærværende i ditt daglige liv, fra elektriske vannpumper til elektriske motorer som driver kjølevifter.
Men i det siste skyldes den største hypen rundt den elektriske motoren den enorme spredningen av elbiler.
Hvis du spør deg selv hvordan en EV-motor fungerer, har du kommet til rett sted. Les videre for alle detaljene om hvordan EV-motorer fungerer og hvordan det sammenlignes med en forbrenningsmotor.
Hva er en induksjonselektrisk motor?
Induksjonsmotoren er et teknisk vidunder. Det morsomme er at denne typen elektrisk motor ble oppfunnet av Nikola Tesla, og den elektriske bilfirmaet som bærer navnet hans bruker også induksjonsmotorer for noen av sine berømte elektriske kjøretøy. Spesielt Model S, og dens Model X-fetter, bruker AC-induksjonsmotorer (med de nyere modellene med en synkronmotor med permanent magnet pluss en induksjonsmotor). Generelt sett er en induksjonsmotor en motor som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi ved hjelp av et indusert magnetfelt.
Det er sannsynligvis blant de tre beste oppfinnelsene gjennom tidene, og det er ikke en overdrivelse. Induksjonsmotoren er ganske enkel, med den eneste bevegelige delen som er rotoren, og det er grunnen til at drivlinjer for elektriske kjøretøy skal vise seg å være svært pålitelige ettersom årene hoper seg opp. Tilfeldigvis er dette en av nøkkelen fordelene med elbiler fremfor gassdrevne biler når det gjelder pålitelighet. Induksjonsmotoren har en stasjonær del kalt statoren, sammen med en indre del som faktisk spinner kalt rotoren.
Rotoren har en aksel som går igjennom som kan brukes til å flytte ting når rotoren snurrer. Et eksempel på dette er en roterende vifte koblet til en induksjonsmotors aksel eller kanskje en EVs hjul som beveger seg som et resultat av den mekaniske bevegelsen til rotorens aksel. AC-induksjonsmotoren finnes ikke bare i elbiler; det er en stift i alle aspekter av hverdagen. Mange moderne fabrikkmaskiner bruker AC-induksjonsmotorer, spesielt hvis pålitelighet og lave driftskostnader er avgjørende.
Det er en av hovedårsakene til at noen ytelses-EV-er bruker induksjonsmotorer. De er ekstremt pålitelige og også svært effektive. Mens induksjonsmotorer produserer sin del av varme (det er derfor de ofte har vifter og finner innebygd i designet), er de ekstremt effektive. Ifølge US Department of Energy, kan elbiler faktisk bruke mer enn 77 % av den elektriske kraften de får fra en ladning direkte til kjøretøyets hjul. Ifølge samme kilde kan bensindrevne biler bare mønstre for å konvertere alt fra 12%-30% av energien de har lagret i bensin til brukbar kraft direkte ved bilens hjul.
Elbiler konverterer om 77 % av den elektriske energien fra nettet til kraft ved hjulene. Konvensjonelle bensinbiler konverterer bare ca 12%–30% av energien som er lagret i bensin for å drive ved hjulene.
Dette er et stort problem og er en av grunnene Elbiler er bedre for miljøet, spesielt når den er koblet til en ren strømkilde.
Hvordan fungerer en AC-induksjonsmotor?
Enkelt sagt fungerer AC-induksjonsmotoren ved å elektrifisere ledende kobberspoler plassert rundt statoren. Vekselstrømmen som strømmer gjennom kobberspolene induserer et roterende magnetfelt. Åpenbart, i en EV, blir elektrisiteten som gjør at dette trinnet kan skje, levert av EV-batteriet.
Batterier produserer imidlertid likestrøm, så før elektrisiteten fra batteriet kan omdannes til mekanisk energi av det elektriske motor, må den gjennomgå et mellomtrinn gjennom en omformer som konverterer den batteritilførte likestrøm til den nødvendige AC makt. Det roterende elektromagnetiske feltet som produseres i statoren har som konsekvens å indusere en strøm i rotoren mens den beveger seg, som igjen induserer et elektromagnetisk felt i rotoren. Dette er grunnen til at induksjonsmotorer har navnet induksjon - fordi de virker ved å indusere et magnetfelt.
Magien skjer når den roterende EMF induserer en elektrisk strøm i rotoren, som igjen produserer sin egen EMF som tvinger rotoren til å spinne langs, etter det roterende magnetiske feltet til stator. Rotoren snurrer akselen, som er den nyttige delen av den elektriske motoren, og tillater dannelse av mekanisk energi fra elektrisk kraft. Når det gjelder elbiler, betyr måten disse elektriske motorene leverer kraft på at dreiemomentet er tilgjengelig umiddelbart, noe ICE-biler ikke engang kan begynne å konkurrere med.
Fordeler med elektriske motorer fremfor forbrenningsmotorer
Den første åpenbare fordelen med elektriske motorer fremfor forbrenningsmotorer er den drastiske reduksjonen i bevegelige deler. Hvis du ser på en grunnleggende animasjon av en gassmotor kontra en elektrisk motor som snurrer, vil du umiddelbart legge merke til hvor mye mer komplisert prosessen er for gassmotoren. Reduksjonen i bevegelige deler korrelerer direkte med vedlikeholdet av disse forskjellige kraftverkene.
Med den elektriske motoren er det egentlig ikke så mye som kan gå galt, spesielt på grunn av slitasje. I mellomtiden har forbrenningsmotoren tonnevis av bevegelige deler som kan gå dårlig. Dette er ikke å si at en elektrisk motor ikke kan gå i stykker, men hvis den er blottet for mange av delene som går dårlig i en gassdrevet motor, vil det ikke være behov for å erstatte dem.
Et av de største feilpunktene i vanlige motorer er registerkjeden (eller beltet), som ikke engang eksisterer i en elektrisk motor. Som tidligere nevnt er dreiemomentlevering også et stort pluss for elbiler fordi de kan levere øyeblikkelig dreiemoment, noe som bidrar til den dramatiske følelsen du får når du akselererer en elbil.
Induksjonsmotorer har eksistert for alltid, men er fortsatt revolusjonerende
Det morsomme med induksjonsmotorer er at de ikke er en ny oppfinnelse. De har også blitt brukt overalt i årevis, men nylig har disse motorene fått den anerkjennelsen de alltid har fortjent på grunn av bølgen av elbiler som tar over veiene våre. Induksjonsmotoren er fortsatt et fantastisk teknisk vidunder etter alle disse årene, og ny forskning og utvikling bør bidra til å gjøre den enda mer overbevisende.
