Электромотор из автомобильного генератора: Переделка автомобильного генератора в мощный электродвигатель

Переделка автомобильного генератора в мощный электродвигатель

Автомобильные генераторы, благодаря своей конструкции, имеют малые размеры и очень высокую мощность. Казалось бы, такая кроха может запросто выдать в среднем 2000 Вт мощности (бывают модели и до 5 кВт).
Генератор не может работать как электродвигатель, если просто приложить к нему напряжение. Чтобы превратить его в малогабаритный, мощный мотор его необходимо доработать.

Переделываем генератора в мощный электродвигатель

В примере использовать модель на 95 Ампер. Снимаем пластиковый кожух с задней части генератора.

Под этим кожухом располагаются трехфазный мост выпрямительных диодов закрепленный на радиаторе. И щеточный узел с контроллером регулировки выходного напряжения.

Откручиваем радиатор с диодами. Возможно придется поработать кусачками, чтобы все можно было быстро удалить.

В этой модели щетки и котроллер имеют один пластиковый корпус.

Отпилим щетки от контроллера.

Сам генератор построен по типу коллекторного двигателя. Имеет 6 выводом соответственно от трех обмоток на статоре.

Чтобы включить обмотки «треугольником» нужно соединить их последовательно между собой.

В итоге получился обыкновенный коллекторный, трехфазный двигатель 12 В и мощностью порядка 1,5 кВт.
Для управления им можно использовать контроллер от велосипеда, который предназначен для управления мотор-колесом. Купить его можно на Али Экспресс — http://ali.pub/4aplqd
Напряжение может быть любое, все они рассчитаны на напряжение не ниже 12 В. А вот мощность контроллера должна быть не ниже 1,5 кВт.

Чтобы запустить генератор как двигатель, необходимо на его коллектор подать постоянное напряжение. Для этого устанавливаем на место щеточный узел и подаем на него постоянное напряжение 12 В.

Ток, конечно большой, но его можно уменьшить в зависимости от требуемой мощности.

Подключаем контроллер к двигателю и к аккумулятору 12 В.

Ручкой управления регулируем обороты вала двигателя.
Длаее такой мотор можно установить хоть на багги, хоть на велосипед. 1,5 кВт мощности хватит на все.

Смотрите видео

В видеоролике вы можете наглядно убедится о скорости и мощности багги, построенного на двигателе из автомобильного генератора.

Как сделать мощный мотор из автомобильного генератора

Как-то у меня появился старый, но рабочий генератор. Я решил переделать его в BLDC мотор. В последующем буду его использовать для самодельного электровелосипеда или электросамоката. В целом двигатель подойдет везде, где требуется регулируемый электропривод.

Используемые материалы

• автомобильный генератор;
  
• припой;
  
• провода медные;
  
• АКБ;
  
• плата управления с регулятором оборотов.

Инструмент: трещотка с удлинителем и набором головок; отвертки; молоток; узкогубцы; съемник для подшипников; кусачки; канцелярский ножик; паяльник.

Процесс переделки генератора в BLDC двигатель

Берем автомобильный генератор и приступаем к его разборке.

В первую очередь откручиваем гайки, которые удерживают заднюю крышку с подшипником.

Снимаем щеточный узел.

Отворачиваем крепление шкива и снимаем его.

Вытаскиваем шпонку.

Снимаем переднюю крышку генератора.

Вытаскиваем ротор.

Откручиваем крепления выводов обмоток статора от выпрямительного блока диодов.

Отсоединяем статор от задней крышки.

Откручиваем крепления диодного моста и убираем его.

Зачищаем выводы. Обмотку статора соединяем по схеме «треугольник».

Припаиваем к выводам провода.

Берем снятый щеточный узел. В его конструкции присутствует регулятор напряжения. Его требуется отсоединить.

Припаиваем к щеткам провода в обход регулятора напряжения.

Собираем двигатель в обратном порядке. При необходимости меняем подшипники и протачиваем контактные кольца.

Подключаем обмотку ротора к питанию. Выходы статора подсоединяются к плате управления. Сам драйвер запитывается от АКБ.

С помощью регулятора, которым может выступать обычный потенциометр, регулируем обороты BLDC мотора.

Полезные советы

Получаемый таким образом BLDC двигатель имеет недостаточно хороший КПД, так как энергия тратится в обмотке возбуждения на подмагничивание ротора. Устранить этот недостаток можно с помощью установки неодимовых магнитов.
Я брал драйвер, который работает без датчика Холла. Он дешевле и вполне подходит. При желании получить хорошую производительность можно поставить датчик Холла в двигатель и подключить его к соответствующей плате.
Перед подключением двигателя к АКБ обязательно проверяем обмотки на межвитковое КЗ и пробой на корпус.

Смотрите видео

Мотор из генератора своими руками | Делаем электродвигатель | КРОТ.NET — Еженедельный Журнал

Многие из нас, видя проезжающие по городу электро- скутеры, велосипеды или самокаты, с завистью оборачиваются вслед. Еще бы, пользоваться любимым транспортным средством прилагая минимум усилий – мечта каждого. Вот только стоят они весьма недешево. Вот тут-то и возникает мысль: а нельзя ли переделать свой велосипед в электрический?
Необходимым элементом для переделки является безщеточный мотор постоянного тока (BLDC), но его цена на рынке достаточно высока. В нашей статье мы расскажем вам, как сделать такой мотор из генератора своими руками. Это значительно уменьшит расходы на переделку велосипеда. Ведь б/у генератор в хорошем состоянии можно недорого купить на любой автомобильной разборке.

Для того, чтобы сделать мотор из генератора, вам понадобятся:

• старый автомобильный генератор;
• плоскогубцы, набор ключей и отверток;
• контроллер регуляторов оборотов;
• паяльник;
• провода;
• две аккумуляторные батареи на 6В;
• мультиметр;
• подшипники (при необходимости их замены).

Шаг 1. Разбираем автомобильный генератор

1

Раскручиваем четыре длинных болта, соединяющих генератор.

2

Отсоединяем регулятор напряжения (реле-регулятор в сборе со щетками) и снимаем его.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

3

Придерживая шкив, отворачиваем гайку крепления и снимаем его.

4

Снимаем все шайбы, крыльчатку и вынимаем шпонку.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

5

Снимаем переднюю крышку, вынимаем ротор с коллектором и подшипники.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

Если подшипники износились – замените их на аналогичные.

6

Откручиваем статор от задней крышки и выпрямительного блока и вынимаем его.

7

Отсоединяем и удаляем блок выпрямителей (диодный мост).

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

8

Зачищаем и соединяем в «треугольник» выводы обмоток статора.

9

Залуживаем их и припаиваем к ним провода.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

10

Отсоединяем два контакта реле-регулятора от щеток и так же припаиваем к ним провода.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

Шаг 2. Собираем мотор

1

Соединяем провода статора в жгут и вставляем его в заднюю крышку.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

2

Ставим на место ротор с коллектором и подшипниками, надеваем переднюю крышку и стягиваем все длинными болтами.

3

Присоединяем на место щеточный блок.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

4

Ставим на место шпонку, одеваем крыльчатку, шайбы и шкив и затягиваем все гайкой.

Шаг 3. Проводим испытание

Перед подключением источников питания к мотору обязательно проверьте мультиметром отсутствие межвиткового короткого замыкания, а также пробивания на корпус!

1

Подключаем выводы со щеток мотора к одному аккумулятору, а выводы со статора, через контроллер регуляторов оборотов – к другому.

2

В результате мы из старого автомобильного генератора получили BLDC мотор с возможностью регулировки оборотов.

Источник: https://youtu.be/y3qCx2JCIeo

Если вам понравилась наша статья, поставьте лайк 👍

✔️ Подписывайтесь на сайт, чтобы не пропустить ничего интересного!⚡

Больше фотографий и видеоконтента на сайте https://krrot.net

Мощный недорогой электровелосипед своими руками / Хабр

Привет, Гиктаймс!

Однажды, еще будучи обычным деревенским школьником, в автомобильном журнале я увидел небольшую заметку о электровелосипеде, построенным каким-то иностранным энтузиастом, и который умел разгоняться до 40 км/ч и имел запас хода в 70 километров. После этой небольшой заметки я бросил безуспешные попытки завести старый двигатель от бензопилы Дружба и понял, что будущее наступило. На дворе было начало двухтысячных.

Потом была учеба в ВУЗе, и первая постоянная работа. Работа была не ахти какая, 4-хдневка сменялась трехдневкой, времени было много, а денег мало, и мысли потихоньку снова возвращались к идее построить электровелосипед. Интернет был мне не так доступен как сейчас, да и он, интернет, не был завален таким количеством информации по самодельному и не очень самодельному электротранспорту, не было такого количества всевозможных комплектующих. И в голове рождались сумасшедшие идеи и фантастические конструкции из болгарок, электрорубанков, стартеров… Помню даже была идея разместить на ободе неодимовые магниты, а на перьях с двух сторон от колеса электромагниты.

Невоплощенная мысль то забывалась, то разгоралась с новой силой, но потребовалось еще лет 10 для того, чтобы она начала превращаться в реальность.

Я не пошел стандартным для многих путем — купить готовый набор и установить его на велосипед. Во-первых, потому, что не готов был тратить значительные суммы на покупку комплекта, а во-вторых, это бы точно не удовлетворило жажды конструирования и созидания. Вообще, я изначально поставил цель построить велосипед мощностью под 1 кВт с бюджетом 10 000р. Вполне амбициозная цель.

Итак, на тот момент у меня уже был «горный» велосипед Forward Sporting 103, тяжелый, стальной, с зубастым протектором, он хорошо ехал по любому бездорожью, даже по булыжникам на обочине трассы, но очень плохо ездил по гладкому асфальту, издавая почти самолетное жужжание, нарастающее с ростом скорости, протектор покрышек очень быстро съедал накат.

Но он верой и правдой служит уже больше 10 лет. Конечно, это идеальный вариант для электрификации).

Из одного полезного сайта про электротранспорт узнал, что автомобильный генератор, оказывается, прекрасно работает в режиме мотора с дешевыми китайскими контроллерами для мотор-колес. В гараже как раз валялся генератор на 80 ампер от вазовской классики. Карты сошлись, старая мечта вспыхнула с новой силой, и я понял, что пора!

Тут же с одного китайского интернет-магазина были заказаны:

1. Аккумуляторы 18650 – 2.6 а*ч, 40 шт
2. Плата балансировки и защиты – 1шт
3. Бессенсорный контроллер для электросамокатов на 1 квт номинальной мощности
4. Вольт-, ампер-, ваттметр с вынесенным шунтом
5. DC-DC преобразователь, умеющий делать из 60вольт 12

На местном базаре были куплены:

1. Трещотка (вместе с задней осью)
2. Цепь велосипедная
3. Звездочка на 10 зубов от веломотора F50

В гараже были найдены звездочка от велосипеда передняя – на 48 зубов, задняя на 22 зуба, куски прямоугольных труб, болты, гайки, провода, изолента и прочая мелочь.

Изначально было решено пожертвовать рекуперацией в пользу сохранения наката и легкого педального хода, считаю эту функцию более полезной в плане увеличения пробега. Передняя звездочка от советского велосипеда теперь стала задней звездой электробайка. Левый фривил не нашел, поэтому обычная правая трещетка была переделана на левое вращение – с помощью бормашинки и алмазной шарошки были переделаны посадочные места собачек, а сами собачки развернуты в другую сторону.

Корпус трещотки немного расточен для посадки на левую сторону колеса, туда, где барабан колеса выходит за пределы фланца. У многих велосипедов без дисковых тормозов там достаточно места для установки такого самодельного фривила. У 48 зубовой звездочки была отрезана педаль, и средняя часть была выпилена болгаркой. Звезда соединена с трещоткой винтами с гайками. Вся эта конструкция крепится к колесу как задняя звездочка любого бензодырчика – длинными болтами через спицы и резиновые прокладки, изнутри в межспицевое пространство колеса вставляются полушайбы и все сжимается, крепко обхватывая с двух сторон фланец колеса.

На вал генератора нужно установить звездочку на 10 зубов, для этого я приварил ее к гайке, которая раньше крепила шкив генератора. Гайка навинчивается на вал генератора, и сверлится насквозь вместе с валом и в получившееся отверстие вставляется длинный винт м6 с гайкой на конце.

Звездочки от веломотора пришлось немного обточить бормашиной – их зубья расчитаны на более широкую цепь.

Передаточного отношения 10/48 не хватит для резвого старта, будет чрезмерное потребление энергии, я это на тот момент уже прекрасно понимал. Требуется повысить передаточное число. Готового редуктора я не нашел, различные решения на основе редукторов дрелей/болгарок отмел сразу, хоть и мощности они передают сопоставимые, но эти мощности получаются за счет высоких оборотов, мне же требовалось передавать большой крутящий момент при сравнительно низких — до 3 тыс. в минуту – оборотах.

Поэтому было решено сделать промежуточный вал.

Изначально планируемая компоновка с мотором над задним колесом была отметена. Не хотелось терять возможность возить какой-нибудь багаж, ну или закрепить там детское кресло. Нужно было разместить все в треугольнике рамы. После многочисленных примерок была изготовлена рама для двигателя и промежуточного вала.

Промежуточный вал, изготовленный из строительной шпильки, вращается в двух подшипниках, и передает вращение с правой стороны рамы на левую. Звездочки крепятся так же как на валу мотора – они приварены к гайкам, зашплинтованным на валу винтами м6.

Общее передаточное число получилось 10.56. На этом с механической частью пожалуй все.

Батарея имеет конфигурацию 13S3P- 48 вольт и емкость 7.8а*ч, собрана из 39 банок 18650.
Банки спаяны паяльником 60 вт кратковременными касаниями. В процессе одна банка зашипела – то ли перегрел, то ли в газовый клапан попала паяльная кислота, благо акумов было 40 штук, а потребовалось 39.

Электрическая часть отличается от классического электровелосипеда необходимостью постоянного питания якоря генератора — ведь мой мотор, в отличие от готового мотор-колеса, не имеет постоянных магнитов. Задачу понижения батарейного напряжения до требуемого якорю, выполняет понижающий DC-DC преобразователь, который переваривает до 60 вольт входного и выдает регулируемое выходное напряжение.

В остальном ничего необычного – батарея, контроллер, ручка газа в виде переменного резистора даже пока без возврата в исходное положение)…. Китайский ваттметр с синей подсветкой в качестве бортового компьютера для контроля разряда батареи….

Но, несмотря на то, что это все больше похоже на самоходную бомбу, это поехало, и поехало весьма неплохо. С моим весом 75 кг в первую выездку удалось разогнаться до 37,7км/ч. Ускорение получилось весьма резвое, максималка тоже устраивает. Запас хода получился небольшой — в смешанном цикле с резвыми разгонами до максималки и ездой внатяг с небольшой скоростью вокруг гаража удалось выжать 10 км без помощи педалями, впрочем для батареи это был только первый цикл заряд – разряд. Ваттметр показал 350 с чем то ватт-часов, и напряжение 40 вольт в конце цикла.

Какие выявились недостатки? Ясно, что все провода надо собрать в жгуты, это пока еще только стенд для ходовых испытаний. Цепь в первичной передаче весьма шумит, требует натяжителя-успокоителя, но скорее всего буду переделывать на зубчатый ремень. Нужна ручка газа – в планах сделать в виде курка, с концевиком, запитывающим якорь только в момент нажатия. И целого отдельного исследования требует возможность регулирования мотора током якоря — это второй канал управления двигателем. Да, у моего двигателя нет постоянных магнитов, зато есть электромагнит, индукцию которого мы можем менять в широких пределах. Преимущество ли это? Не знаю. Ведь якорь требует дополнительной электрической мощности 30-50 вт. Зато, не меняя передаточного числа механической трансмиссии, мы можем менять характеристику мотора в широчайших пределах. Повышение тока на якоре снижает обороты, но повышает крутящий момент, понижение же — наоборот, повышает обороты, но понижает момент. Может быть, получится оптимально настроить его под свою конфигурацию «железа»? Или как вариант вывести регулятор на руль и получить этакую электронную коробку передач – на разгоне и на подъемах повышать тягу, а на прямых участках и больших скоростях повышать обороты, таким образом выжимая из своей конфигурации максимум?. . У кого есть мысли, как можно всесторонне исследовать эту тему? Сейчас думаю над методологией.

Немного о зарядном устройстве. Моя батарея требует зарядного напряжения 54 в при токе до 3 ампер. Для зарядки был приобретен регулируемый повышающий DC-DC преобразователь – вход от 12 до 50 вольт, выход от 12 до 60.

Ему на вход подается 12 вольт выпрямленного напряжения от блока питания для светодиодных лент. Этот блок питания может выдавать до 12 ампер. Все собрано в корпусе из фанеры, сделанном на самодельном лазерном резаке, снабжено регуляторами тока и напряжения и вольтамперметром. В корпусе установлены два кулера – один работает на вход, другой на выход воздуха, таким образом, наиболее горячие части (радиаторы) обоих электронных блоков постоянно обдуваются. Зарядное устройство используется также для периодической подзарядки автомобильного аккумулятора. Весьма полезная в хозяйстве вещь получилась!

Доволен ли я результатом – более чем! Ведь при таких характеристиках удалось получить работоспособный аппарат с неплохими характеристиками с бюджетом меньше 10 000р!

Подобной компоновки я нигде на просторах интернета не встречал. Но она дает возможность каждому самодельщику за совсем небольшие деньги получить вполне неплохой электротранспорт, превосходящий по характеристикам, как мне кажется, многие серийные образцы, прикоснуться к этому увлекательному и, безусловно, прогрессивному направлению развития техники, получить радость творчества и незабываемое ощущение от езды на электротяге…

Mitsubishi Outlander PHEV: Медленно в гору

Тихо и неторопливо катимся мы по Барселоне, а точнее, карабкаемся в гору Тибидабо к храму Святого сердца. Едем на крупном кроссовере и стараемся «не давить на газ», хотя это выражение навряд ли применимо к нашей ситуации — Outlander движется только благодаря электричеству. Именно поэтому в машине очень тихо — отсутствие шума и вибраций дает особо приятные ощущения при вождении электрокаров. А не торопимся мы, чтобы сэкономить заряд и проехать как можно больше, при этом проверив батарею в более или менее реальном режиме.

До этого, пролетев несколько километров по хайвею, мы отстояли несколько светофоров на въезде в город и потолкались на перекрестках вместе с потоком. Батарея разрядилась за 25 км пути при заявленных производителем «до 52 км». Не все в мире зависит от нас, многое — от обстоятельств: на следующее утро при попытке двигаться в режиме «не экономить, но и не рвать» проехали только на пару километров меньше (правда, не было уверенности, что батарея к нашему приходу была заряжена «на все сто»)… Полная зарядка возможна только при медленном режиме от стационарной розетки на 10 или 16 А. Быстрая, высоким током от специального устройства или автомобильного генератора, снабжает литиево-ионный аккумулятор емкостью 12 кВт/ч не более 80% заряда.

Конструкция Outlander PHEV — сложная и неординарная, чем одновременно и пугает, и вызывает уважение. Устроен он вроде бы как полноприводный электромобиль — два электромотора на каждой оси, тяговая батарея под дном пассажирского салона плюс силовая и согласующая электроника. Но при этом под капотом есть еще 2-литровый бензиновый мотор (дефорсированный MIVEC 4B11, 121 л. с. 190 Нм), который состыкован с передней осью и мощным генератором (70 кВт) через некий согласующий узел, именуемый производителем «редукционный привод передней оси Multi-Mode». Благодаря этому агрегату ДВС может работать как в «последовательном» режиме — вращая генератор для подзарядки батареи, которая затем отдаст ее электромоторам, — так и в «параллельном». Во втором случае бензиновый агрегат трудится за двоих, вращая передние колеса и при необходимости подзаряжая батарею для электрического «напарника» сзади через генератор.

Все это хозяйство в идеале работает в автоматическом режиме, но водитель может вмешаться в алгоритмы — например, если хочет сохранить заряд батареи для использования в конце поездки или подзарядить машину от ДВС на стоянке при отсутствии там розетки. В электрическом режиме, если у батареи достаточный заряд, машина может двигаться до 120 км/ч — свыше «автоматом» запускается бензомотор в параллельном режиме. Также он включается, но уже последовательно, при резких ускорениях и подъемах в гору. Если батарея разряжается полностью (на самом деле 0 по индикатору — это остаток 30% полной емкости аккумуляторов), бензиновый мотор начинает работать постоянно в параллельном или последовательном режиме, в зависимости от скорости движения. Если заряд упадет до 10% от реальной емкости, машина снижает мощность и способна двигаться только на низкой скорости.

Снаружи гибридный Outlander различить можно только по шильдикам на кузове и специальному «электрическому» голубому «металлику» краски. Внутри вместо ручки переключения передач (или селектора АКП) на центральной консоли красуется джойстик управления режимами движения. Место диска тахометра в панели приборов занято индикатором потребления энергии, а на центральный дисплей добавлены режимы движения и уровень заряда батареи рядом с остатком бензина. Сюда же можно вывести информацию о работе привода и экономичности машины — в графическом или текстовом виде.

Есть внутри одна деталь, которая явственнее всего остального демонстрирует, что этот PHEV (Plug-in hybrid electric vehicle) предназначен не экологически озабоченным модникам, а квалифицированному драйверу, испытывающему уважение к новым технологиям и возможностям, которые они открывают. Это система рекуперации энергии при торможении. Джойстиком переключения режимов можно выбрать два базовых уровня торможения электропривода. Но дополнительно можно еще регулировать «реверс» подрулевыми переключателями, такими же, какие в обычных машинах отвечают за переключение передач. Их использование очень ощутимо влияет на замедление машины, заодно помогая «закачивать» в аккумулятор энергию, которая в противном случае ушла бы на разогрев колодок. Ощущения похожи на включение понижающих передач в обычной коробке, хотя логика использования требует осознания и привычки. Этот узел явно добавили для тех, кто предпочитает управлять машиной, а не отдаваться воле ее электронных «мозгов». Кто ее пользователь — увлеченный новыми технологиями состоятельный горожанин? «Менеджер энергетической компании, которому важно продемонстрировать свою заинтересованность в улучшении экологии», — рисует портрет будущего покупателя главный исполнительный директор «ММС Рус» Андрей Панков.

Как же все это выглядит и ощущается с водительского места, если забыть про описанную выше сложную матчасть? Тяжелый кроссовер с батареей под днищем очень приятно управляется, хотя остается обычная валкость и неуклюжесть высокой машины. PHEV не сильно прыткий, но назвать его тихоходом тоже язык не поднимается. На подъемах звуковой фон, создаваемый нежным шелестом шин, прорывают далекие, но яростные взрыкивания бензинового мотора, «помогающего» батарее в последовательном режиме. На скоростном шоссе на спидометр можно не смотреть — переход скорости за отметку 120 км/ч тут же обозначается истошным ревом, локализуемым слухом в нескольких метрах перед капотом. Все шумы приглушены усиленной звукоизоляцией и утолщенными лобовым и передними боковыми стеклами. При этом рывков ни в этот момент, ни при других включениях ДВС, не чувствуется — только шум и усиление вибраций или даже скорее изменение ее обертонов.

Зато при движении по трассе на глазах тает запас батареи. Если в городе счет «зеленой» поездки идет на часы, то тут — на минуты. Расход бензина сильно зависит от режима движения: если просто ехать, не задумываясь об экономии, средний расход по маршрутному компьютеру колеблется от 6 до 7 л на 100 км, что крайне скромный показатель для крупного кроссовера с полным приводом. Включение на 40 минут режима принудительной зарядки на стоянке (рядом не оказалось розеток) подняло средний расход к 10 л/100 км.

Внедорожные качества нам проверить не предложили. Съехать с дороги спонтанно, во-первых, было негде. Во-вторых, тонкая выхлопная труба, висящая ниже правого порога, сразу навела на мысль, что без специальной защиты лучше в приключения на грунт не пускаться.

Тем не менее гибридный Outlander явно годится для России, считают в японской компании. Его протестировали у нас зимой и весной и в этом году собираются начать продажи. Для самой модели российский рынок сейчас первый в мире — 30% всех продаж. Гибрид, кроме Японии, уже начали продавать в нескольких странах Западной Европы, и там он удвоил продажи модели — за первую половину 2014 г., по данным компании, продано 18 398 машин Outlander (+94%), из которых 9038 — PHEV. Российские цены пока не названы, но «должны быть приемлемы для обычного покупателя», говорят в «ММС Рус». В Западной Европе продаются по цене от 39 900 евро с учетом экологических бонусов, что сопоставимо с ценами дорогих дизельных модификаций обычного Outlander.

Как зарядить аккумуляторы на рыбалке

Лодочный электромотор превратился из экзотического устройства в незаменимый инструмент на рыбалке. Его устанавливают и на семиметровых катерах, и на трехметровых лодках. При массе достоинств у электрического двигателя один недостаток – время его работы ограничено зарядом аккумулятора, которого хватает максимум на 1-2 дня.

Это не проблема, если катер используется время от времени, по выходным, а в остальное время стоит на берегу или у пирса и подключен к электрической сети. Аккумуляторы на этом катере всегда готовы к выходу на воду, а их заряда хватит на 5-8 часов работы электромотора даже в интенсивном режиме. Вернувшись вечером на базу, владелец включит зарядное устройство, которое за неделю подготовит аккумуляторы к следующей поездке.

Вопросы возникают, если вы намечаете рыбалку на 3-5 дней, с лагерем в уединенном месте — там, где нет ни посторонних, ни электричества. А что если вы отправляетесь в отпуск, берете с собой катер и планируете провести неделю передвигаясь по воде, вдали от базы, на которой оставляете машины? Третий вариант – вы приезжаете на базу на неделю, рыбачите по восемь часов в день и хотите, чтобы каждое утро аккумуляторы были полностью заряжены и готовы к новой поездке.

Во всех описанных ситуациях нет постоянного источника электричества для зарядки аккумуляторов или его доступность, как в третьем примере, ограничена во времени.

Нет электричества —  нельзя зарядить тяговые аккумуляторы и использовать лодочный электромотор в полную силу, а значит смазано впечатление от отдыха и остался неприятный осадок от того, что не удалось как следует подготовится.

От чего зависит время зарядки

Время зарядки тягового аккумулятора зависит от его типа, емкости, которую требуется восстановить и тока зарядки.  Кроме того, продолжительность второй стадии составляет от 0,5-4 часа при адаптивной зарядке. Чем меньше разряжен аккумулятор и чем более высоким током мы его заряжаем, тем быстрее он будет готов к повторной работе.

Тип аккумулятора

Ток зарядки определяется в процентах от емкости (С20). Допустимый максимальный ток для разных типов тяговых аккумуляторов разный:

• Литиевые аккумуляторы – 100% С20
• AGM аккумуляторы – 30-50% С20
• Гелевые – до 30% С20
• Жидко-кислотные -10-25% С20

Чтобы уменьшить время зарядки тяговых аккумуляторов, выбирайте AGM или литиевые батареи

Емкость аккумуляторной батареи

Поясним влияние емкости на время зарядки на примере. Две батареи аккумуляторов DEKA используются в одинаковых условиях одно и того же время. Емкость первой батареи 100 Ач, а второй 200 Ач. Поскольку время и условия эксплуатации одни и те же к концу дня аккумуляторы разрядятся на одинаковую величину.

Предположим, что мы заряжаем аккумуляторы до 80% номинальной емкости током в 30% от С20. Результаты этого эксперимента сведены в таблицу.

Емкость, Ач	Разряд в течении дня, Ач	Емкость в конце дня, Ач	Требуется восполнить, Ач	Емкость после зарядки, Ач	Ток зарядки, А	Время зарядки, ч
100	70	30	50	80	30	1,7
200	70	130	30	160	60	0,5

 

Из таблицы видно, что на зарядку аккумулятора емкостью 200 Ач понадобилось в 3,4 раза меньше времени.

Чем больше емкость аккумуляторов, тем лучше. При равной нагрузке батарея большей емкости разрядится меньше, а значит меньше времени потребуется на зарядку.

Мощность генератора

При обсуждении емкости аккумуляторов, мы использовали источники тока силой 30 и 60 ампер. Это не проблема, если катер стоит у пирса или в гараже, но нам необходим автономный источник энергии. На рыбалке это может быть переносной генератор, генератор лодочного мотора или генератор автомобиля.

Переносной бензиновый генератор обеспечивает максимальный ток 10-25 ампер при выходном напряжение 220 вольт, а значит для зарядки 12 или 24 вольтовой аккумуляторной батареи в дополнение к генератору потребуется зарядное устройство, работающее от переменного тока. Генераторы весят 30-70 кг, а их габаритные размеры в каждом измерении около 50 см. Очевидно, что использовать такой генератор в качестве мобильного источника энергии не самая лучшая идея.

Генератор для двигателя Toyota 1GR-FE (модели Toyota Land Cruiser, 4Runner, Tundra) с максимальным током 180 А и 130 А на холостых оборотах. Максимальный ток, потребляемый автомобилем -75 А. Минимум 60 А доступны на холостых оборотах для зарядного устройства тяговых аккумуляторов

Генератор автомобиля. Максимальный ток стандартного автомобильного генератора —  80-150А, а при работе на холостых оборотах 60-90 А. Оригинальные генераторы часто заменяют на более мощные, например, для 2.5 литрового турбодизеля Toyota 2KD-FTV, устанавливаемого на пикапы Hilux, выпускается генератор с максимальным током до 250 ампер, который в три раза мощнее стандартного 80-амперного, а для двигателя 1GR-FE (Toyota Land Cruiser, 4Runner, Tundra) вместо штатного 130-амперного ставят генератор с максимальным током 183 ампера.  Аналогичные по мощности генераторы выпускаются и для других моделей автомобилей.

Достаточная мощность и напряжение 14 вольт делают автомобильные генераторы подходящими устройствами для зарядки тяговых аккумуляторов.

Генератор лодочного мотора. Лодочные генераторы работают при напряжении 14 вольт, а их производительность напрямую связана с мощностью двигателя.

Марка мотора	Mercury Verado 175	Mercury Mercruiser 3.0	Suzuki DF150TL	Honda BF 135	Suzuki DF90A	Mercuri 50 hp efi	Honda BF 40
Мощность, л.с.	175	135	150	135	90	50	40
Максимальный ток генератора, А	70	65	44	51 ( 30 A-1000 об/мин, 40 A 2000+ об/мин)	27	18	22 (для зарядки 17 А)

 

Как видно, некоторые модели лодочных моторов так же подходят для быстрой зарядки тяговых аккумуляторов.

Как заряжать от генератора

Несмотря на то, что лодочные и автомобильные генераторы обладают достаточной мощностью для зарядки тяговых аккумуляторов, они никогда справится с этой задачей. Причина в том, что генераторы предназначены для зарядки стартовых батарей, а у стартовых и тяговых аккумуляторов разные условия эксплуатации, конструкция и методы зарядки. Для аккумуляторов глубокого разряда предпочтительна зарядка в три-четыре стадии, стартовые заряжаются при постоянном напряжении.

Генераторы и их регуляторы напряжения  отлично работают в следующих условиях:

• аккумулятор – это стартовый аккумулятор с тонкими пластинами
• аккумулятор почти всегда полностью заряжен
• разница температур между регулятором и аккумулятором невелика
• падение напряжения между аккумулятором и генератором меньше 0,1 вольта

Если одно из этих условий нарушается, зарядка напрямую от генератора не дает результата (подробнее о том, как заряжать аккумуляторы глубокого разряда).

Чтобы заряжать тяговые аккумуляторы от генератора нужны специальные зарядные устройства, трансформирующие его избыточную мощность в четыре стадии зарядки

Понять принцип работы и оценить эффективность таких устройств поможет описание эксперимента, проведенного в компании Sterling Power.

Эффективная зарядка

Для наблюдения за процессом зарядки в компании построили систему, состоящую из стартового аккумулятора емкостью 100 Ач и батареи из трех параллельно соединенных аккумуляторов емкостью 3х100Ач. Стартовый аккумулятор разрядили до 11 вольт (в таком же состоянии он окажется после 10 пусков двигателя), батарею тяговых аккумуляторов также разрядили до 11 вольт (около 40% емкости).

В тесте использовался генератор Bosh с максимальным током 90 А и со стандартным регулятором на 13,9 вольт. Зарядное устройство запрограммировали на использование жидко-кислотных аккумуляторов.

Точка 5 — напряжение на генераторе понижается ниже нормального точки 4 Точки 8-9 зарядка постоянным током -первая стадия зарядки. Точки 2-3 уменьшение тока генератора без зарядного устройства. Точки 6-7 постоянное напряжение во время второй стадии зарядки, ток в это время уменьшается от точки 9 до 10

Графики иллюстрируют результаты эксперимента. На одном изображен ток, потребляемый аккумуляторами, на другом напряжение, измеренное в разных частях системы.

График напряжения

По меняющемуся напряжению генератора (желтая линия) видно, как работает подключенное к нему зарядное устройство. В начале оно уменьшает напряжение на генераторе до уровня, отмеченного на графике точкой 5. Это заставляет регулятор генератора думать, что в системе появилась дополнительная нагрузка и, чтобы восстановить напряжение до нормального уровня —  точки 4, регулятор увеличивает ток до максимального (точка 8 на графике). Зарядное устройство использует этот ток во время первой фазы зарядки аккумулятора.

Голубая линия на другом графике показывает изменение тока генератора без подключенного зарядного устройства. Видно, что за это же время он падает до 30 А (точка 3). Использование зарядного устройства эквивалентно повышению тока зарядки на 70 ампер по сравнению со стандартным генератором.

График тока

Фиолетовая линия демонстрирует, что зарядка тяговых аккумуляторов идет постоянным током, который в точке 9 начинает плавно снижаться до тех пор, пока не достигнет точки 10, а зеленая линия подтверждает, что в течении всего времени зарядки стартовый аккумулятор заряжается и остается в полностью работоспособном состоянии.

Подробнее о зарядных устройствах от генератора.

Последовательность действий

1. Решите аккумуляторы какой емкости вы готовы разместить на катере. Чем больше емкость, тем быстрее заряжать аккумуляторы, но тем они дороже и больше места занимают.
2. Выберите тип аккумуляторов – AGM или литиевые
3. Выясните мощность лодочного и автомобильного генератора и решите, что вы будете использовать для зарядки тяговых аккумуляторов. Если необходимо, установите более мощный автомобильный генератор
4. Подберите зарядное устройство исходя их максимального тока генератора, а кабеля, предохранители и электроарматуру исходя из мощности зарядного устройства

 

Устройства, описанные в этой статье могут использоваться во время длительных автомобильных путешествий или выездов на природу на несколько дней со стоянками в необорудованных местах

Электродвигатели и генераторы

Категория:

   Строительная техника и оборудование 4

Публикация:

   Электродвигатели и генераторы

Читать далее:

Электродвигатели и генераторы

Принцип работы электрических машин основан на использовании закона электромагнитной индукции и закона взаимодействия проводника с током и магнитного поля.

Согласно закону электромагнитной индукции при перемещении проводника между полюсами магнита в нем возникает электродвижущая сила (эдс) (рис. 10.1). Если проводник замкнуть, то под действием эдс в нем появится ток. На этом законе основана работа генератора, осуществляющего преобразование механической энергии в электрическую.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 10.1. Принципиальная схема генератора

Рис. 10.2. Принципиальная схема электродвигателя.

Если в магнитное поле поместить проводник с током в виде замкнутой рамки (рис. 10.2), то под действием сил, приложенных к сторонам рамки, она придет во вращение. Таким образом, проводник с током в магнитном поле можно рассматривать как элементарный электрический двигатель.

У большинства электрических машин магнитное поле создается не постоянным .магнитом, а электрическим током, протекающим по специальным катушкам машины. Эти катушки называют обмотками возбуждения.

Электрическая схема электрических машин состоит из неподвижных и подвижных обмоток.

Электрические машины являются машинами вращательного действия. Основными частями их являются: неподвижный статор и вращающийся ротор, разделенные зазором (рис. 10.3).

Статор и ротор имеют стальные сердечники. Сердечник набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. На внутренней стороне сердечника статора и на наружной стороне сердечника ротора имеются параллельные продольные пазы, в которые укладываются обмотки. Ротор закрепляется на валу, который вращается в подшипниках. Подшипники встроены в торцовые крышки, которые болтами крепятся к станине. На валу ротора устанавливается также вентилятор, служащий для охлаждения обмоток и сердечников.

Станина имеет лапы для крепления машины к фундаменту или специальный фланец с отверстиями под крепления.

Рис. 10.3. Конструктивная схема электрических машин.

Асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели состоят из двух основных частей: статора и ротора. На статоре располагается трехфазная обмотка (у трехфазных двигателей). Концы обмоток присоединяют к питающей сети. Обмотка имеет шесть выводных концов с металлическими бирками, расположенных в коробке и имеющих обозначение начал трехфазной обмотки С1, С2, СЗ и концов С4, С5, Сб. Ротор также имеет обмотку. В зависимости от типа обмотки асинхронные электродвигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным ротором.

В короткозамкнутом роторе обмотка представляет собой цилиндрическую клетку, образованную отдельными стержнями, уложенными в пазы ротора и соединенными с торцовых сторон кольцами («беличье колесо»).

Обмотка фазного ротора выполнена изолированным проводом и уложена в пазы ротора. Как и обмотка статора, она состоит из трех (или группы) катушек. Начала катушек соединены в звезду, а концы подведены к контактным кольцам на валу ротора. По кольцам скользят щетки, закрепленные в неподвижных щеткодержателях. Щетки соединяют обмотку ротора с реостатом, находящимся вне двигателя и служащим для уменьшения пусковых токов или регулирования скорости вращения.

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяют в электроприводе, не требующем регулирования скорости. Основным недостатком их является большая сила тока в момент пуска двигателя, превышающая в 5…7 раз ток при установившихся оборотах.

Двигатели с фазным ротором позволяют регулировать скорость вращения. Кроме того, включение в цепь ротора пускорегулирующе- го реостата позволяет уменьшить силу пускового тока и увеличить пусковой момент.

Каждый двигатель снабжается паспортом — металлической табличкой, закрепляемой на корпусе двигателя, на которой указывается завод-изготовитель, марка двигателя и основная характера стика двигателя.

Если в паспорте указано напряжение 220/380 В, то электродвигатель можно включать в сеть напряжением 220 и 380 В.

При напряжении 220 В обмотки статора соединяют треугольником (рис. 10.4, а) —начало первой обмотки С1 соединяют с концом третьей С6, начало второй С2 с концом первой С4, а конец второй С5 с началом третьей СЗ. Соединенные концы подводят к трем фазам сети.

Рис. 10.4. Схемы соединения обмоток статора трехфазного двигателя.

При напряжении 380 В обмотки соединяют звездой (рис. 10.4, б, в) — все начала или все концы обмоток соединяют вместе, а свободные концы включают в трехфазную сеть.

Двигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавное и глубокое регулирование скорости вращения.

Двигатель постоянного тока (рис. 10.5) состоит из неподвижной станины, вращающегося якоря с коллектором и щеток со щеткодержателями. Внутри станины укрепляют главные полюсы с обмотками возбуждения, которые создают магнитный поток. Стержни обмотки якоря соединены по определенной схеме с пластинами коллектора. Щетки, скользящие по пластинам коллектора, соединяют обмотку якоря с внешней сетью. С внешней сетью соединяется также обмотка возбуждения;

Для уменьшения искрения на коллекторе на станине установлены дополнительные полюса.

Регулирование частоты вращения ротора достигается изменением силы тока обмотки возбуждения. Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока питаются постоянным током. Различают двигатели с независимым возбуждением и с самовозбуждением. В двигателях с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постороннего источника. В машинах же с самовозбуждением она питается от якорной обмотки этого же двигателя. Возбуждение при этом может осуществляться при параллельном, последовательном или смешанном соединениях, когда одна обмотка возбуждения соединена с якорной параллельно, а другая — последовательно. Соответственно этому электродвигатели называются шунтовые, сериесные и ком- паундные.

Все электрические машины характеризуются обратимостью, т. е. возможностью работать как в качестве электродвигателя, так и в качестве генератора.

Рис. 10.5. Электродвигатель постоянного тока:
1 — коллектор; 2 — щеткодержатель; 3 — якорь; 4 — главный полюс; 5 — обмотка возбуждения; 6 — станина; 7 — подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якоря.

Генератор устроен принципиально так же, как и электродвигатель. В отличие от него в генераторе принудительно вращается ротор (якорь). С помощью генератора механическая энергия вращающегося якоря превращается в электрическую. Подобно электродвигателям, генераторы бывают переменного и постоянного тока. Генераторы постоянного тока бывают шунтовые, сериесные и компаундные.

Рекламные предложения:

Читать далее: Трансформаторы. Выпрямители. Преобразователи

Категория: — Строительная техника и оборудование 4

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Как работает электродвигатель в автомобиле

Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статор состоит из трех частей: сердечника статора, токопроводящего провода и рамы. Сердечник статора представляет собой группу стальных колец, которые изолированы друг от друга, а затем соединены друг с другом.
Внутри этих колец есть прорези, через которые проводящий провод будет наматывать обмотки статора. Проще говоря, в трехфазном асинхронном двигателе есть три разных типа проводов.Эти типы проводов можно назвать Фазой 1, Фазой 2 и Фазой 3.
Провода каждого типа наматываются вокруг пазов на противоположных сторонах внутренней части сердечника статора. Как только токопроводящий провод находится внутри сердечника статора, сердечник помещается в раму.

Как работает электродвигатель?

Из-за сложности темы ниже приводится упрощенное объяснение того, как четырехполюсный трехфазный асинхронный двигатель переменного тока работает в автомобиле. Все начинается с аккумуляторной батареи в автомобиле, которая подключена к двигателю. Электрическая энергия подается на статор через аккумуляторную батарею автомобиля. Катушки внутри статора (сделанные из токопроводящей проволоки) расположены на противоположных сторонах сердечника статора и в некотором роде действуют как магниты. Следовательно, когда электрическая энергия от автомобильного аккумулятора подается в двигатель, катушки создают вращающиеся магнитные поля, которые тянут за собой проводящие стержни на внешней стороне ротора. Вращающийся ротор — это то, что создает механическую энергию, необходимую для вращения шестерен автомобиля, которые, в свою очередь, вращают шины.В обычном автомобиле, то есть неэлектрическом, есть и двигатель, и генератор переменного тока. Аккумулятор питает двигатель, который приводит в действие шестерни и колеса. Вращение колес — это то, что затем приводит в действие генератор в автомобиле, а генератор перезаряжает аккумулятор. Вот почему вам советуют водить машину в течение некоторого времени после прыжка: аккумулятор необходимо подзарядить, чтобы он функционировал должным образом. В электромобиле нет генератора.
Так как же тогда аккумулятор заряжается? Хотя нет отдельного генератора переменного тока, двигатель в электромобиле действует как двигатель и как генератор переменного тока.

Рис. 1. Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением и током, которые меняются во времени.

Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений. Это одна из причин, почему электромобили так уникальны.
Как упоминалось выше, аккумулятор запускает двигатель, который подает энергию на шестерни, которые вращают шины. Этот процесс происходит, когда ваша нога находится на акселераторе — ротор движется вращающимся магнитным полем, что требует большего крутящего момента.Но что происходит, когда вы отпускаете акселератор? Когда ваша нога отрывается от акселератора, вращающееся магнитное поле останавливается, и ротор начинает вращаться быстрее (в отличие от магнитного поля). Когда ротор вращается быстрее, чем вращающееся магнитное поле в статоре, это действие перезаряжает аккумулятор, действуя как генератор переменного тока.

Переменный ток и постоянный

Концептуальные различия этих двух типов токов должны быть очевидны; в то время как один ток (постоянный) постоянен, другой (переменный) более прерывистый.Однако все немного сложнее, чем это простое объяснение, поэтому давайте разберем эти два термина более подробно.

Постоянный ток (DC)

Под постоянным током понимается постоянный однонаправленный электрический ток. Кроме того, напряжение сохраняет полярность во времени. На батареях, собственно, четко обозначен положительный и отрицательный полюсы. Они используют постоянную разность потенциалов для генерации тока всегда в одном и том же направлении.В дополнение к батареям, топливным элементам и солнечным батареям, скольжение между определенными материалами может производить постоянный ток.

Переменный ток (AC)

Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением (представьте давление воды в шланге) и током (представьте скорость потока воды через шланг), которые изменяются во времени (рис. 1). При изменении напряжения и тока сигнала переменного тока они чаще всего следуют по форме синусоидальной волны.Поскольку форма волны является синусоидальной, напряжение и ток чередуются с положительной и отрицательной полярностью при просмотре во времени. Форма синусоидальной волны сигналов переменного тока обусловлена ​​способом генерации электричества.
Еще один термин, который вы можете услышать при обсуждении электроэнергии переменного тока, — это частота. Частота сигнала — это количество полных волновых циклов, завершенных за одну секунду времени. Частота измеряется в герцах (Гц), а в США стандартная частота в электросети составляет 60 Гц.Это означает, что сигнал переменного тока колеблется с частотой 60 полных обратных циклов каждую секунду.

Почему это важно?

Электроэнергия переменного тока — лучший способ передачи полезной энергии от источника генерации (например, плотины или ветряной мельницы) на большие расстояния.

Рис. 2. Многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фазы отдельно от каждого, чтобы намеренно выйти из строя.

Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений.Вот почему в розетках вашего дома будет указано 120 вольт переменного тока (безопаснее для потребления человеком), но напряжение распределительного трансформатора, которое подает питание на окрестности (те цилиндрические серые коробки, которые вы видите на полюсах линии электропередачи), может иметь напряжение до 66 кВА (66000 вольт переменного тока). Мощность переменного тока
позволяет нам создавать генераторы, двигатели и распределительные системы из электричества, которые намного более эффективны, чем постоянный ток, поэтому переменный ток является наиболее популярным током для источников питания.

Как работает трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель?

Большинство крупных промышленных двигателей представляют собой асинхронные двигатели, которые используются для питания дизельных поездов, посудомоечных машин, вентиляторов и множества других вещей. Однако что именно означает «асинхронный» двигатель?
С технической точки зрения это означает, что обмотки статора индуцируют ток, протекающий в проводники ротора.
С точки зрения непрофессионала, это означает, что двигатель запускается, потому что электричество индуцируется в роторе магнитными токами, а не прямым подключением к электричеству, как у других двигателей, таких как коллекторный двигатель постоянного тока.
Что означает многофазность? Всякий раз, когда у вас есть статор, который содержит несколько уникальных обмоток на полюс двигателя, вы имеете дело с многофазностью (рис. 2).
Обычно предполагается, что многофазный двигатель состоит из трех фаз, но есть двигатели, которые используют две фазы. Многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фазы отдельно от каждого, чтобы намеренно выйти из строя.

Рис. 3. Три фазы — это токи электрической энергии, которые подводятся к статору через аккумуляторную батарею автомобиля.

Что означает трехфазный ? Основываясь на основных принципах Николы Теслы, определенных в его многофазном асинхронном двигателе, выдвинутом в 1883 году, «трехфазный» относится к токам электрической энергии, которые подводятся к статору через аккумуляторную батарею автомобиля (рис. 3).
Эта энергия заставляет катушки проводящих проводов вести себя как электромагниты. Простой способ понять три фазы — рассмотреть три цилиндра в форме буквы Y, использующие энергию, направленную к центральной точке, для выработки энергии.По мере создания энергии ток течет в пары катушек внутри двигателя таким образом, что он естественным образом создает северный и южный полюсы внутри катушек, позволяя им действовать как противоположные стороны магнита.

Лучшие электромобили

По мере того, как эта технология продолжает развиваться, характеристики электромобилей начинают быстро догонять и даже превосходить их газовые аналоги. Несмотря на то, что электромобилям еще предстоит пройти определенное расстояние, шаги, предпринятые такими компаниями, как Tesla и Toyota, вселили надежду на то, что будущее транспорта больше не будет зависеть от ископаемого топлива.На данный момент мы все знаем успех, который Tesla испытывает в этой области, выпустив седан Tesla Model S, способный проехать до 288 миль, разогнаться до 155 миль в час и иметь крутящий момент 687 фунт-фут.
Тем не менее, есть десятки других компаний, которые достигают значительного прогресса в этой области, например, Ford Fusion Hybrid, Toyota Prius и Camry-Hybrid, Mitsubishi iMiEV, Ford Focus, BMW i3, Chevy’s Spark и Mercedes B-Class Electric. (рис.4).

Электромобили и окружающая среда

Электродвигатели влияют на окружающую среду как напрямую, так и косвенно, на микро- и макроуровне.Это зависит от того, как вы хотите воспринимать ситуацию и сколько энергии вам нужно. С индивидуальной точки зрения, электромобили не требуют бензина для работы, что приводит к тому, что автомобили без выбросов заполняют наши шоссе и города. Хотя это представляет собой новую проблему, связанную с дополнительным бременем производства электроэнергии, оно снижает нагрузку на миллионы автомобилей, густо населенных в городах и пригородах, выбрасывающих токсины в воздух (рис. 5).
Примечание. Значения MPG (миль на галлон), указанные для каждого региона, представляют собой комбинированный рейтинг экономии топлива для города / шоссе бензинового автомобиля, который будет иметь глобальное потепление, эквивалентное вождению электромобиля.Рейтинги выбросов глобального потепления в регионах основаны на данных электростанций за 2012 год в базе данных EPA eGrid 2015. Сравнения включают выбросы при производстве бензина и электрического топлива. Среднее значение в 58 миль на галлон в США — это средневзвешенное значение продаж, основанное на том, где были проданы электромобили в 2014 году. С большой точки зрения рост количества электромобилей дает несколько преимуществ.

Рис. 5. Значения количества миль на галлон для каждого региона страны — это комбинированный рейтинг экономии топлива бензинового транспортного средства, который при глобальном потеплении будет эквивалентен вождению электромобиля.

Во-первых, снижается уровень шумового загрязнения, так как шум, исходящий от электродвигателя, намного ниже, чем от газового двигателя. Кроме того, поскольку электрические двигатели не требуют того же типа смазочных материалов и технического обслуживания, что и газовые двигатели, количество химикатов и масел, используемых в автомагазинах, будет сокращено из-за меньшего количества автомобилей, нуждающихся в техосмотрах.

Заключение

Электродвигатель меняет ход истории точно так же, как паровой двигатель и печатный станок изменили определение прогресса.Хотя электрический двигатель не открывает новые возможности в том же духе, что и эти изобретения, он открывает совершенно новый сегмент транспортной отрасли, ориентированный не только на стиль и производительность, но и на внешнее воздействие . Таким образом, хотя электрический двигатель, возможно, и не реформирует мир из-за внедрения какого-то нового изобретения или создания нового рынка, он меняет определение того, как мы, как общество, определяем прогресс. Если больше ничего не должно произойти из-за достижений в области электродвигателя, то, по крайней мере, мы можем сказать, что наше общество продвинулось вперед с осознанием своего воздействия на окружающую среду.Это новое определение прогресса в том виде, в каком он определяется электрическим двигателем.
(Джилл Скотт)

Как работают гибридные электромобили?

Подключаемые гибридные электромобили (PHEV) используют батареи для питания электродвигателя и другого топлива, такого как бензин, для питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Аккумуляторы PHEV можно заряжать от розетки или зарядного оборудования, от ICE или посредством рекуперативного торможения. Транспортное средство обычно работает от электроэнергии до тех пор, пока аккумулятор почти не разрядится, а затем он автоматически переключается на использование ДВС.Узнайте больше о подключаемых гибридных электромобилях.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты подключаемого гибридного электромобиля

Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электрическим приводом низковольтная вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора; он также приводит в действие автомобильные аксессуары.

Порт зарядки: Порт зарядки позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора.

Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и подзарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.

Электрогенератор: Вырабатывает электричество от вращающихся колес во время торможения, передавая эту энергию обратно в блок тяговых аккумуляторов. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Тяговый электродвигатель: Используя мощность от тягового аккумулятора, этот электродвигатель приводит в движение колеса транспортного средства. В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.

Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы из двигателя через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.

Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.

Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .

Бортовое зарядное устройство: Принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора.Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.

Контроллер силовой электроники: Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.

Тепловая система (охлаждение): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.

Тяговый аккумулятор: Накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.

Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.

11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели | Электродинамика

11.2 Электрические машины — генераторы и двигатели (ESCQ4)

Мы видели, что когда проводник перемещается в магнитном поле или когда перемещается магнит около проводника в проводнике течет ток.Величина тока зависит от:

• скорость, с которой проводник испытывает изменяющееся магнитное поле,
• количество витков, составляющих проводник, и
• положение плоскости проводника относительно магнитного поле.

Влияние ориентации проводника относительно магнитного поля проиллюстрирован на рисунке 11.1.

Рисунок 11.1: Серия рисунков, показывающих, что магнитный поток через проводник зависимый от угла, который плоскость проводника составляет с магнитным полем. В величайший поток проходит через проводник, когда плоскость проводника перпендикулярно к силовые линии магнитного поля, как на рисунке 11.1 (а). Номер силовых линий, проходящих через проводник, уменьшается по мере вращения проводника до он параллелен магнитному полю Рис. 11.1 (c).

Если наведенная ЭДС и ток в проводнике были представлены как функция угла между плоскостью проводника и магнитным полем для проводника, имеющего постоянной скорости вращения, то наведенные ЭДС и ток будут варьируются, как показано на рисунке 11.2. Текущие чередуются около нуля и известен как переменного тока (сокращенно AC).

Рисунок 11.2: Изменение наведенной ЭДС и тока как угол между плоскостью дирижер и магнитное поле изменяется.

Угол изменяется как функция времени, поэтому приведенные выше графики могут быть нанесены на временную ось. также.

Вспомните закон Фарадея, о котором вы узнали в 11 классе:

Закон Фарадея

ЭДС, \ (\ mathcal {E} \), индуцированная вокруг одиночной петли проводника, пропорциональна скорость изменения магнитного потока φ через площадь, \ (A \) петли.Математически это можно выразить как:

\ [\ mathcal {E} = -N \ frac {\ Delta \ phi} {\ Delta t} \]

, где \ (\ phi = B · A \ cos \ theta \) и \ (B \) — напряженность магнитного поля.

Закон Фарадея связывает наведенную ЭДС со скоростью изменения магнитного потока, который является произведением напряженности магнитного поля и поперечного сечения область, через которую проходят силовые линии.Площадь поперечного сечения изменяется по мере того, как петля проводника вращается что дает фактор \ (\ cos \ theta \). \ (\ theta \) — угол между нормаль к поверхности витка проводника и магнитному полю. Поскольку проводник замкнутого контура меняет ориентацию по отношению к магнитному полю, величина магнитного потока через область петли изменяется, и в проводящей петля.

временный текст

Электрические генераторы (ESCQ5)

Генератор переменного тока (ESCQ6)

Используется принцип вращения проводника в магнитном поле для генерации тока. в электрических генераторах. Генератор преобразует механическую энергию (движение) в электроэнергия.

Генератор

Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. энергия.

Схема простого генератора переменного тока показана на рисунке 11.3. Проводник представляет собой катушку с проволокой, помещенную в магнитное поле. В проводник вручную вращается в магнитном поле. Это порождает чередование ЭДС. Переменный ток нужно передать от проводника к нагрузке, это система, для функционирования которой требуется электрическая энергия.

Нагрузка и проводник соединены контактным кольцом. Скользящее кольцо это соединитель, который может передавать электричество между вращающимися частями машины. Он состоит из кольца и щеток, одна из которых неподвижна. по отношению к другому. Здесь кольцо прикрепляется к проводнику и щеткам. прикреплены к нагрузке.Ток генерируется во вращающемся проводнике, проходит в контактные кольца, которые вращаются против щеток. Ток передается через щетки в нагрузку, и, таким образом, система получает питание.

Рисунок 11.3: Схема генератора переменного тока.

Направление тока меняется с каждой половиной оборота катушки.Когда одна сторона петли переходит в другую полюс магнитного поля, ток в контуре меняет направление. Этот тип тока, который меняет направление, известен как переменный. current, а на рис. 11.4 показано, как это происходит как проводник вращается.

Рисунок 11.4: Красные (сплошные) точки обозначают ток, исходящий со страницы, а крестики показать текущий переходя на страницу.Генераторы переменного тока

также известны как генераторы переменного тока. Их можно найти в легковых автомобилях для зарядки. автомобильный аккумулятор.

временный текст

Генератор постоянного тока (ESCQ7)

Простой генератор постоянного тока устроен так же, как генератор переменного тока, за исключением того, что представляет собой одно контактное кольцо, которое разделено на две части, называемые коммутатором, поэтому ток в в внешняя цепь не меняет направление.Схема генератора постоянного тока показана на Рисунок 11.5. Коммутатор с разъемным кольцом приспосабливается к изменению направление тока в контуре, создавая тем самым постоянный ток (DC), идущий через щетки и в цепь. Ток в контуре имеет обратное направление, но если вы посмотрите внимательно изучив 2D-изображение, вы увидите, что секция коммутатора с разъемным кольцом также меняет какой стороны цепи он касается.Если ток меняет направление одновременно время что коммутатор меняет местами стороны внешней цепи всегда будет иметь ток, идущий в в то же направление.

Рисунок 11.5: Схема генератора постоянного тока.

Форма ЭДС от генератора постоянного тока показана на рисунке 11.6. ЭДС не стабильна, но является абсолютной. значение синусоидальной / косинусоидальной волны.

Рисунок 11.6: Изменение ЭДС в генераторе постоянного тока.

Генераторы переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока (ESCQ8)

Проблемы, связанные с замыканием и размыканием электрического контакта с подвижной катушкой: искрение и нагрев, особенно если генератор вращается с большой скоростью.Если атмосфера, окружающая машину, содержит легковоспламеняющиеся или взрывоопасные пары, практические проблемы искрообразования щеточных контактов еще больше.

Если вращается магнитное поле, а не катушка / проводник, то щетки не нужны в генераторе переменного тока (генераторе переменного тока), поэтому генератор переменного тока не будет иметь тех же проблем, что и генератор постоянного тока генераторы.Те же преимущества переменного по сравнению с постоянным током для конструкции генератора применимы и к электродвигателям. В то время как электродвигатели постоянного тока нуждаются в щетках для электрического контакта с движущимися катушками провода, переменного тока моторы нет. Фактически, конструкции двигателей переменного и постоянного тока очень похожи на их генераторы. аналоги. Двигатель переменного тока зависит от реверсивного магнитного поля, создаваемого переменным током. через неподвижные катушки с проволокой, чтобы магнит вращался.Двигатель постоянного тока зависит от замыкание и размыкание щеточных контактов соединения для обратного тока через вращающуюся катушку каждые 1/2 оборота (180 градусов).

temp text

Электродвигатели (ESCQ9)

Основные принципы работы электродвигателя такие же, как и у генератора, за исключением того, что двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию (движение).

Электродвигатель

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. энергия.

Если поместить движущуюся заряженную частицу в магнитное поле, она испытал бы силу, называемую силой Лоренца .

Сила Лоренца

Сила Лоренца — это сила, испытываемая движущейся заряженной частицей в электрический и магнитное поле. Магнитная составляющая:

\ [F = qvB \]

где \ (F \) — сила (в ньютонах, Н), \ (q \) — электрический заряд (в кулонов, С), \ (v \) — скорость заряженной частицы (в \ (\ text {m · s $ ^ {- 1} $} \)), а \ (B \) — напряженность магнитного поля (в теслас, Т).

На этой диаграмме показан положительный заряд, движущийся между двумя противоположными полюсами магниты. В направление движения заряда указано оранжевой стрелкой. Так и будет испытать Сила Лоренца, которая будет направлена ​​зеленой стрелкой.

Токоведущий провод, в котором ток идет в направлении оранжевого стрелка, также будет испытывать магнитную силу, зеленая стрелка, из-за Лоренц сила на движущиеся отдельные заряды в текущем потоке.

Если направление тока меняется на противоположное, для того же направления магнитного поля, тогда направление магнитной силы также будет обратным, как указано в этом диаграмма.

Мы можем, если есть два параллельных проводника с током в противоположных направлениях. будут испытывать магнитные силы в противоположных направлениях.

Электродвигатель работает за счет использования источника ЭДС, заставляя ток течь по петле проводник такой, что сила Лоренца на противоположных сторонах петли равна противоположный направления, которые могут вызвать вращение петли вокруг центральной оси.

Сила, действующая на проводник с током, создаваемая магнитным полем, называется силой Ампера. закон.

Направление магнитной силы перпендикулярно обоим направлениям потока. тока и направления магнитного поля и можно найти используя Правило правой руки , как показано на рисунке ниже. Используйте ваш правая ; ваш первый палец указывает в сторону ток, второй палец по направлению магнитного поля и большой палец будет указывать в направлении силы.

И двигатели, и генераторы можно объяснить с помощью катушки, вращающейся в магнитном поле. поле. В генераторе катушка присоединена к внешней цепи, которая включается, что приводит к изменению потока, вызывающему ЭДС. В двигателе токоведущая катушка в магнитное поле испытывает силу с обеих сторон катушки, создавая скручивание сила (называемая крутящим моментом , произносится как «разговор»), которая заставляет его вращаться.

Если используется переменный ток, для создания двигателя переменного тока требуются два контактных кольца. Двигатель переменного тока показано на рисунке 11.7

Рисунок 11.7: Схема двигателя переменного тока.

Если используется постоянный ток, для создания двигателя постоянного тока требуются коммутаторы с разъемным кольцом. Это показано на рисунке 11.8.

Рисунок 11.8: Схема двигателя постоянного тока.

временный текст

Реальные приложения (ESCQB)

Автомобили

В автомобиле есть генератор. Когда двигатель автомобиля работает, Генератор заряжает аккумулятор и питает электрическую систему автомобиля.

Генераторы

Попытайтесь узнать различные значения тока, производимые генераторами для разные типы машин.Сравните их, чтобы понять, какие числа имеют смысл в реальном мире. Вы найдете разные значения для автомобилей, грузовики, автобусы, лодки и т. д. Попытайтесь узнать, что может быть у других машин генераторы.

Автомобиль также содержит электродвигатель постоянного тока, стартер, для вращения двигателя. чтобы запустить это.Стартер состоит из очень мощного электродвигателя постоянного тока и стартера. соленоид, прикрепленный к двигателю. Стартерному двигателю требуется очень большой ток для запуска двигателя, и он подключен к батарее с помощью больших кабелей для передачи большого тока.

Производство электроэнергии

Для производства электроэнергии для массового распределения (в дома, офисы, фабрики и т. д.) обычно используются генераторы переменного тока.Электроэнергия, производимая массивный Электростанции обычно имеют низкое напряжение, которое преобразуется в высокое напряжение. это эффективнее распределять электроэнергию на большие расстояния в виде высоких напряжение в линиях электропередач.

Затем высокое напряжение снижается до 240 В для потребления в домах и офисах.Этот обычно делается в пределах нескольких километров от того места, где он будет использоваться.

Рисунок 11.9: Генераторы переменного тока используются на электростанциях (всех типов, гидро- и угольные станции швон) для выработки электроэнергии.

Генераторы и двигатели

Учебное упражнение 11.1

Укажите разницу между генератором и двигателем.

Электрический генератор — это механическое устройство для преобразовывать энергию источника в электрическую энергия.

Электродвигатель — это механическое устройство для преобразования электрическая энергия из одного источника в другой формируют энергию.

Используйте закон Фарадея, чтобы объяснить, почему возникает ток в катушке, вращающейся в магнитном поле.

Закон Фарадея гласит, что изменение магнитного потока может индуцируют ЭДС, когда катушка вращается в магнитный поле можно изменить вращение поток, тем самым вызывая ЭДС.

Если вращение катушки такое, что поток не меняется, т.е. поверхность катушки останки параллельно магнитному полю, тогда будет не должно быть наведенной ЭДС.

Объясните основной принцип работы генератора переменного тока в катушка механически вращается в магнитное поле.Нарисуйте диаграмму для поддержки вашего отвечать.

Решение пока недоступно

Объясните, как работает генератор постоянного тока.Нарисуйте диаграмму, чтобы поддержите свой ответ. Также опишите, как DC Генератор отличается от генератора переменного тока.

Решение пока недоступно

Объясните, почему катушка с током помещена в магнитное поле (но не параллельно полю) получится.Обратитесь к силе, прилагаемой к перемещению зарядов магнитным полем и крутящим моментом на катушка.

А токоведущая катушка в магнитном поле испытывает силу с обеих сторон катушки это не параллельно магнитному полю, создавая скручивающая сила (называемая крутящим моментом), которая делает его перемена.Любая катушка, по которой течет ток, может ощущать силу в магнитное поле. Сила обусловлена магнитная составляющая силы Лоренца на движущиеся заряды в проводнике, называемые Ампера Закон.Сила на противоположных сторонах катушки будет в противоположных направлениях, потому что заряды движется в противоположных направлениях.

Объясните основной принцип работы электродвигателя.Нарисуйте диаграмму, подтверждающую ваш ответ.

Решение пока недоступно

Приведите примеры использования генераторов переменного и постоянного тока.

Автомобили (как переменного, так и постоянного тока), производство электроэнергии (переменного тока). только) в любом месте, где требуется источник питания.

Приведите примеры использования двигателей.

Насосы, вентиляторы, приборы, электроинструменты, бытовые техника, оргтехника.

INFINITI заявляет, что новая бензиновая электромеханическая система (Nissan e-POWER) является центральным элементом стратегии электрификации

Будущие модели INFINITI предложат водителям выбор электрифицированных силовых агрегатов, поскольку бренд использует новые технологии для движения своих автомобилей.(Предыдущий пост.) К ним относятся полностью электрические системы, а также система электромобилей, генерируемая бензином (известная как e-POWER в Nissan, предыдущая публикация), в которой бензиновый двигатель вырабатывает электроэнергию, хранящуюся в батарее (серийный гибрид), который затем может быть доставлен на все четыре колеса через пару мощных электродвигателей.

Эти силовые агрегаты будут сочетаться со специализированными платформами и архитектурами транспортных средств, обеспечивая высокую производительность, уверенный запас хода и снижение воздействия на окружающую среду.

INFINITI заявляет, что новый бензиновый силовой агрегат электромобиля является центральным элементом его стратегии электрификации, и устанавливает новую схему силовых установок для многих будущих моделей бренда.

Обладая характеристиками вождения высокопроизводительного электромобиля, эта новая трансмиссия устраняет два предполагаемых препятствия на пути потребителей электромобилей — уверенность в запасе хода и практичность подзарядки.

Питание подается непосредственно на два электродвигателя большой мощности — по одному на каждую ось — от аккумуляторной батареи, расположенной под полом кабины, мощность варьируется от трех.От 5 до 5,1 кВтч в зависимости от модели.

Как у электромобиля, работающего на бензине, характер подачи энергии такой же захватывающий, плавный и безмятежный, как в электромобиле с высокими характеристиками аккумуляторной батареи. Благодаря мгновенным, возбуждающим откликам на нажатие педали акселератора электродвигатели обеспечивают максимальный крутящий момент от 0 об / мин. Мощные двигатели развивают общую мощность от 185 до 320 кВт (от 248 до 429 л.с.) в зависимости от автомобиля.

Ускорение, как и в любом электромобиле, является линейным, с более мощными версиями трансмиссии, способными разгоняться от 0 до 62 миль в час примерно за 4 секунды.5 секунд. Кроме того, водитель и пассажиры не будут испытывать тот же «шок переключения», который часто бывает при переключении передач в обычном гибридном автомобиле или автомобиле с ДВС (двигатель внутреннего сгорания).

Аккумуляторная батарея постоянно заряжается новым двигателем INFINITI MR15DDT. В этом трехцилиндровом 1,5-литровом бензиновом генераторе — первом применении этого двигателя — используется инновационная технология переменной степени сжатия VC-Turbo от INFINITI (предыдущая публикация), обеспечивающая плавно регулируемый уровень заряда аккумулятора.

Что особенно важно, использование бензинового генератора означает, что этим транспортным средствам никогда не нужно будет подключаться к сети на несколько часов для подзарядки. Действительно, у них вообще не будет порта для зарядки. Трансмиссии требуется лишь короткая остановка на заправке для заправки топливного бака, что устраняет опасения по поводу дальности полета.

Несмотря на высокий уровень предлагаемых характеристик, выбросы для автомобилей с новой силовой установкой EV, работающей на газе, будут значительно сокращены по сравнению с существующими автомобилями этой марки и другими автомобилями с ДВС, предлагающими аналогичную мощность и характеристики.

Важно отметить, что система разрывает историческую связь между ездой по городу и более высокими выбросами, поскольку генератору MR15DDT приходится меньше работать на низких скоростях для питания аккумуляторной батареи. Результатом являются более низкие выбросы и улучшенный запас хода в городских условиях, где выбросы для автомобилей с ДВС, как правило, выше.

Автомобили INFINITI, оснащенные силовым агрегатом EV, работающим на газе, будут оснащены рядом передовых и первых в мире технологий и функций для создания тихой и изысканной езды, присущей обычным электромобилям.

Одним из самых ярких нововведений является первая в мире независимая система крепления генератора MR15DDT под капотом, благодаря которой шум и вибрации двигателя практически незаметны при любой скорости движения. Чтобы сохранить спокойствие и умиротворение в салоне, двигатель и электродвигатели полностью герметизированы, чтобы уменьшить слышимый шум двигателя и вой двигателя. Независимая система опоры двигателя оснащена опорами, заполненными жидкостью, которые предназначены для поглощения любых дополнительных вибраций, которые в противном случае могут передаваться через корпус.

Сам двигатель MR15DDT VC-Turbo необычайно плавный, со значительно меньшим уровнем шума и вибрации по сравнению с обычными рядными двигателями. Это результат его многорычажной конструкции, в которой поршневые шатуны во время цикла сгорания почти вертикальны, а не смещаются в поперечном направлении шире, как при традиционном вращении коленчатого вала. Это представляет собой идеальное возвратно-поступательное движение и полностью исключает необходимость использования балансирных валов в других рядных двигателях.

Ожидается, что внутри самой кабины газовые электромобили INFINITI будут предлагать активное шумоподавление, которое будет дополнительно противодействовать любым низкочастотным шумам от двигателя и дороги, создавая встречные звуковые волны. Это нейтрализует нежелательные шумы в салоне и обеспечивает более тихую и спокойную поездку.

Эти меры по изоляции двигателя и активному шумоподавлению означают, что система никогда не будет более слышимой, чем любой остаточный шум ветра и дороги, возникающий при вождении.В сочетании с бесшумными шинами, тщательно настроенными системами подвески, акустическим стеклом и другими мерами пассивной звукоизоляции автомобили, оснащенные новой силовой установкой EV, работающей на газе, обеспечат в высшей степени безмятежную езду в любых условиях.

За три десятилетия INFINITI заработала репутацию производителя силовых агрегатов, которые вдохновляют водителей и расширяют их возможности. Наша новая газовая трансмиссия электромобилей представляет собой следующий шаг в наше электрифицированное будущее, выступая в качестве моста к полной электрификации и задавая тон нашим будущим автомобилям с нулевым и сверхнизким уровнем выбросов.Каким бы ни был двигатель, наши автомобили будут предлагать захватывающие, но безмятежные электрические характеристики и системы электронного полного привода, которые вселяют уверенность водителя.

—Эрик Риго, генеральный директор по стратегии и планированию продукции INFINITI Motor Company

Варианты трансмиссии электромобилей с полностью электрическим или газовым двигателем будут сочетаться со специализированными платформами и архитектурами транспортных средств в соответствии с новым подходом INFINITI «две трансмиссии, одна платформа» к разработке моделей. Это приведет к созданию платформ, которые могут вместить оба типа трансмиссии, с высоким уровнем общности между ними.

Обеспечивая питание от аккумулятора высокопроизводительной системы e-AWD (электрический полный привод), платформы всех будущих электрифицированных автомобилей INFINITI будут спроектированы так, чтобы вмещать пару электродвигателей высокой мощности — один на передней оси, другой на тыл. Для электромобилей в пространстве между двумя осями будет размещаться аккумуляторная батарея большой емкости, в то время как модели EV, работающие на газе, будут иметь аккумуляторную батарею значительно меньшего размера, а также топливный бак и выхлопную систему, подключенную к переднему VC- Турбо бензиновый генератор.Для всех моделей привод будет обеспечиваться исключительно электродвигателями.

Двигатели и аккумуляторы для электромобилей | HowStuffWorks

В электромобилях могут использоваться двигатели переменного или постоянного тока:

• Если это двигатель постоянного тока , то он может работать от любого напряжения от 96 до 192 вольт. Многие из двигателей постоянного тока, используемых в электромобилях, производятся в вилочных электропогрузчиках.
• Если это электродвигатель переменного тока , то, вероятно, это трехфазный электродвигатель переменного тока, работающий от напряжения переменного тока 240 вольт с аккумуляторной батареей на 300 вольт.

Установки постоянного тока обычно проще и дешевле. Типичный двигатель будет иметь диапазон от 20 000 до 30 000 ватт. Типичный контроллер будет иметь диапазон от 40 000 до 60 000 ватт (например, 96-вольтный контроллер будет выдавать максимум 400 или 600 ампер). У двигателей постоянного тока есть приятная особенность, заключающаяся в том, что вы можете перегрузить их (с коэффициентом 10: 1) на короткие периоды времени. То есть двигатель мощностью 20 000 ватт будет принимать 100 000 ватт в течение короткого периода времени и обеспечивать мощность, в 5 раз превышающую номинальную.Это отлично подходит для коротких ускорений. Единственное ограничение — это перегрев двигателя. Слишком сильная перегрузка, и двигатель нагревается до такой степени, что самоуничтожается.

Установки переменного тока позволяют использовать практически любой промышленный трехфазный двигатель переменного тока, что может упростить поиск двигателя определенного размера, формы или номинальной мощности. Двигатели и контроллеры переменного тока часто имеют функцию регенерации . Во время торможения двигатель превращается в генератор и возвращает энергию батареям.

В настоящее время слабым звеном любого электромобиля являются аккумуляторные батареи. Существуют по крайней мере шесть серьезных проблем с современной технологией свинцово-кислотных аккумуляторов:

• Они тяжелые (типичный свинцово-кислотный аккумуляторный блок весит 1000 фунтов или более).
• Они громоздкие (автомобиль, который мы здесь рассматриваем, имеет 50 свинцово-кислотных аккумуляторов, каждая размером примерно 6 x 8 дюймов на 6 дюймов).
• Они имеют ограниченную емкость (типичный свинцово-кислотный аккумуляторный блок может вмещать 12 до 15 киловатт-часов электроэнергии, что дает автомобилю запас хода всего 50 миль или около того).
• Они медленно заряжаются (типичное время перезарядки свинцово-кислотного блока составляет от четырех до 10 часов для полной зарядки, в зависимости от технологии аккумуляторов и зарядного устройства).
• У них короткий срок службы (от трех до четырех лет, возможно, 200 полных циклов зарядки / разрядки).
• Они дорогие (возможно, 2000 долларов за аккумулятор, показанный в образце автомобиля).

В следующем разделе мы рассмотрим другие проблемы, связанные с аккумуляторной технологией.

Описание для 3621: Двигатели и генераторы

Подразделение D: Производство | Основная группа 36: Электронное и другое электрическое оборудование и компоненты, кроме компьютерного оборудования | Отраслевая группа 362: Промышленное электрическое оборудование

---

3621 Двигатели и генераторы
Предприятия, в основном занимающиеся производством электродвигателей (кроме двигателей для запуска двигателей) и генераторов; мотор-генераторные установки; железнодорожные двигатели и аппаратура управления; а также двигатели, генераторы и контрольное оборудование для бензиновых, электрических и масляно-электрических автобусов и грузовиков.Предприятия, занимающиеся в основном производством турбогенераторов, классифицируются в отрасли 3511; те, кто производит пусковые двигатели и генераторы зарядки аккумуляторов для двигателей внутреннего сгорания, классифицируются в Промышленности 3694; и те, которые производят генераторы для сварочного оборудования, отнесены к отрасли 3548.

• Арматура промышленная
• Катушки для двигателей и генераторов
• Коллекторные кольца двигателей и генераторов
• Коммутаторы, электродвигатель
• Управляющее оборудование для автобусов и грузовиков
• Преобразователи фазные и поворотные: электрооборудование
• Динамо-машины электрические: кроме автомобильного
• Динамоторы
• Узлы возбудителя, двигатель и генератор
• Преобразователи частоты (электрогенераторы)
• Генераторные аппараты и части электрические: кроме внутреннего сгорания
• Генераторные установки: бензиновые, дизельные и комбинированные
• Генераторы и установки электрические: кроме двигателей внутреннего сгорания,
• Генераторы для газоэлектрических и мазутно-электрических транспортных средств
• Генераторы для зарядных устройств аккумуляторных батарей, кроме внутреннего сгорания
• Инверторы вращающиеся: электрические
• Мотор-генераторные установки, кроме автомобильных и турбогенераторов
• Корпуса двигателей
• Двигатели электрические: кроме двигателей для запуска двигателей и мотор-редукторов
• Генераторы
• Двигатели железнодорожные и аппаратура управления электрическая
• Резольверы
• Преобразователи поворотные (электрооборудование)
• Держатели и кожухи ротора
• Роторы двигателей
• Серводвигатели
• Контактные кольца для двигателей и генераторов
• Пусковое оборудование для трамваев
• Статоры двигателей
• Зарядные устройства аккумуляторных батарей типа двигатель-генератор
• Конденсаторы синхронные и синхронные двигатели электрические
• Synchros
• Моментные двигатели электрические

с маховиком на генераторе или на двигателе. Патенты и заявки на патенты (класс 318/150)

Номер патента: 8080951

Реферат: Приводной аппарат с по меньшей мере одним синхронным двигателем, преобразователем и буфером механической энергии, который может питаться от сети энергоснабжения, которая для преобразования механической энергии в электрический ток включает в себя первую асинхронную машину и способ работы такого приводного устройства, с которым или в котором энергетический буфер, особенно его первая асинхронная машина, напрямую электрически соединен через переключающее устройство с по меньшей мере одним синхронным двигателем, так что преобразователь, включенный в приводное устройство, обходится для такого положения переключателя переключающего устройства, и, соответственно, преобразователь не должен быть рассчитан на токи, протекающие в таком положении переключателя переключающего устройства.

Тип: Грант

Подано: 23 апреля 2009 г.

Дата патента: 20 декабря 2011 г.

Цессионарий: Siemens Aktiengesellschaft

Изобретателей: Вольфрам Бер, Йенс Хаманн, Маркус Норр, Юрген Крейчи, Эльмар Шеферс, Дитмар Штойбер, Вольфганг Вольтер

.