מנועים חשמליים נמצאים בכל מקום. זה כנראה לא יהיה קשה לומר שהציוויליזציה המודרנית כפי שאנו מכירים אותה עשויה לא להיראות אותו הדבר אלמלא המצאת המנוע החשמלי. מנועים חשמליים נמצאים גם בכל מקום בחיי היום יום שלך, ממשאבות מים חשמליות ועד למנועים חשמליים המניעים מאווררי קירור.

אבל נכון לעכשיו, ההייפ הגדול ביותר סביב המנוע החשמלי נובע מהריבוי העצום של רכבי EV.

אם אתם שואלים את עצמכם כיצד פועל מנוע EV, הגעתם למקום הנכון. המשך לקרוא כדי לקבל את כל הפרטים על איך פועלים מנועי EV וכיצד זה בהשוואה למנוע בעירה פנימית.

מהו מנוע חשמלי אינדוקציה?

מנוע האינדוקציה הוא פלא הנדסי. הדבר המצחיק הוא שסוג זה של מנוע חשמלי הומצא על ידי ניקולה טסלה, והחשמלי חברת רכב הנושאת את שמו משתמשת גם במנועי אינדוקציה עבור חלק מהחשמל המפורסמים שלהם כלי רכב. הדגם S, בפרט, ובן דודו דגם X, משתמשים במנועי אינדוקציה AC (כאשר הדגמים החדשים כוללים מנוע סינכרוני מגנט קבוע בתוספת מנוע אינדוקציה). באופן כללי, מנוע אינדוקציה הוא מנוע הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית באמצעות שדה מגנטי מושרה.

זה כנראה בין שלושת ההמצאות המובילות בכל הזמנים, וזו לא הגזמה. מנוע האינדוקציה הוא די פשוט, כאשר החלק הנע היחיד הוא הרוטור שלו, וזו הסיבה שמערכות ההנעה של הרכב החשמלי אמורות להתגלות כאמינות מאוד ככל שהשנים מצטברות. במקרה, זה אחד המפתחות

instagram viewer
היתרונות של רכבי EV על פני מכוניות המונעות בגז מבחינת אמינות. מנוע האינדוקציה כולל חלק נייח שנקרא הסטטור, יחד עם חלק פנימי שמסתובב למעשה הנקרא הרוטור.

לרוטור יש פיר חוצה דרכו שניתן להשתמש בו כדי להזיז דברים כשהרוטור מסתובב. דוגמה לכך היא מאוורר מסתובב המחובר לציר של מנוע אינדוקציה או אולי גלגלי EV הנעים כתוצאה מהתנועה המכנית של ציר הרוטור. מנוע אינדוקציה AC קיים לא רק ברכבי EV; זה מרכיב יסוד בכל ההיבטים של חיי היומיום. מכונות מפעל מודרניות רבות משתמשות במנועי אינדוקציה AC, במיוחד אם אמינות ועלויות תפעול נמוכות הן חיוניות.

זו אחת הסיבות העיקריות לכך שחלק מהמכוניות החשמליות הביצועיות משתמשות במנועי אינדוקציה. הם אמינים במיוחד וגם מאוד יעילים. בעוד שמנועי אינדוקציה מייצרים את חלקם ההוגן בחום (ולכן הם כוללים לעתים קרובות מאווררים וסנפירים מובנים בעיצוב), הם יעילים ביותר. על פי משרד האנרגיה האמריקאי, רכבי EV יכולים למעשה להשתמש ביותר מ-77% מהכוח החשמלי שהם מקבלים ממטען ישירות לגלגלי הרכב. לפי אותו מקור, מכוניות המונעות בבנזין יכולות רק להמיר כל מקום בין 12%-30% מהאנרגיה שהן אוגרות בבנזין להספק שמיש ישירות בגלגלי המכונית.

EVs ממירים שוב 77% מהאנרגיה החשמלית מהרשת ועד כוח על הגלגלים. רכבי בנזין רגילים ממירים רק בערך 12%–30% של האנרגיה האצורה בבנזין כדי להפעיל את הגלגלים.

זו בעיה עצומה והיא אחת הסיבות כלי רכב חשמליים טובים יותר לסביבה, במיוחד כאשר הוא מחובר למקור חשמל נקי.

כיצד פועל מנוע אינדוקציה AC?

במילים פשוטות, מנוע האינדוקציה AC פועל על ידי חשמול סלילי נחושת מוליכים הממוקמים סביב הסטטור. זרם החילופין הזורם דרך סלילי הנחושת גורם לשדה מגנטי מסתובב. ברור שב-EV, החשמל שמאפשר לשלב זה להתרחש מסופק על ידי הסוללה של ה-EV.

עם זאת, סוללות מייצרות כוח DC, אז לפני שהחשמל מהסוללה יכול להיות מומר לאנרגיה מכנית על ידי החשמל מנוע, עליו לעבור שלב ביניים דרך מהפך הממיר את כוח ה-DC המסופק בסוללה ל-AC הנדרש כּוֹחַ. לשדה האלקטרומגנטי המסתובב שנוצר בסטטור יש תוצאה של השראת זרם ברוטור תוך כדי תנועה, אשר בתורו גורם לשדה אלקטרומגנטי ברוטור. זו הסיבה שמנועי אינדוקציה כוללים את השם אינדוקציה - מכיוון שהם פועלים על ידי השראת שדה מגנטי.

הקסם מתרחש כאשר EMF המסתובב גורם לזרם חשמלי ברוטור, שבתורו מייצר EMF משלו המאלץ את הרוטור להסתובב, בעקבות השדה המגנטי המסתובב של ה- גַלגַל מְכַוֵן. הרוטור מסובב את הציר, שהוא החלק השימושי של המנוע החשמלי, המאפשר יצירת אנרגיה מכנית מכוח חשמלי. מבחינת EV, האופן שבו המנועים החשמליים הללו מספקים כוח פירושה שהמומנט זמין באופן מיידי, שמכוניות ICE אפילו לא יכולות להתחיל להתחרות בו.

יתרונות למנועים חשמליים על פני מנועי בעירה פנימית

היתרון הברור הראשון של מנועים חשמליים על פני מנועי בעירה פנימית הוא ההפחתה הדרסטית בחלקים הנעים. אם תסתכלו על כל אנימציה בסיסית של מנוע גז לעומת מנוע חשמלי שמסתובב, תבחינו מיד עד כמה התהליך מסובך יותר עבור מנוע הגז. ההפחתה בחלקים נעים קשורה ישירות לתחזוקה של תחנות כוח שונות אלה.

עם המנוע החשמלי, אין ממש הרבה שיכול להשתבש, במיוחד בגלל בלאי. בינתיים, למנוע הבעירה הפנימית יש טונות של חלקים נעים שיכולים להתקלקל. זה לא אומר שמנוע חשמלי לא יכול להישבר, אבל אם הוא נטול חלקים רבים שמתקלקלים במנוע המונע בגז, לא יהיה צורך להחליף אותם.

אחת מנקודות הכשל העיקריות במנועים רגילים היא שרשרת התזמון (או הרצועה), שאפילו לא קיימת במנוע חשמלי. כפי שצוין קודם לכן, אספקת מומנט היא גם יתרון עצום עבור רכבי EV מכיוון שהם יכולים לספק מומנט מיידי, ותורם לתחושה הדרמטית שאתה מקבל בעת האצת רכב חשמלי.

מנועי אינדוקציה קיימים לנצח, אך הם עדיין מהפכניים

הדבר המצחיק במנועי אינדוקציה הוא שהם לא המצאה חדשה לפי כל דמיון. הם גם היו בשימוש בכל מקום במשך שנים, אבל לאחרונה המנועים האלה מקבלים את ההכרה שתמיד היו ראויים להם בגלל גל רכבי החשמל שהשתלטו על הכבישים שלנו. מנוע האינדוקציה הוא עדיין פלא הנדסי מדהים אחרי כל השנים הללו, ומחקר ופיתוח חדשים אמורים לעזור להפוך אותו למשכנע עוד יותר.