Sådan fungerer elektriske motorer og generatorer

Elektriske køretøjer er udelukkende afhængige af elektriske motorer til fremdrift, og hybrider bruger elektriske motorer til at hjælpe deres forbrændingsmotorer til bevægelse. Men det er ikke alt. Disse meget motorer kan bruges og bruges til at generere elektricitet (gennem processen med regenerativ bremsning) til opladning af disse køretøjers indbyggede batterier.

Det mest almindelige spørgsmål er: "Hvordan kan det være... hvordan fungerer det? ”De fleste forstår, at en motor er drevet af elektricitet til at udføre arbejde - de ser det hver dag i deres husholdningsapparater (vaskemaskiner, støvsugere, madprocessorer).

Men ideen om, at en motor kan "køre baglæns", faktisk producerer elektricitet snarere end at forbruge den, virker næsten som magi. Men engang forholdet mellem magneter og elektricitet (elektromagnetisme) og begrebet bevarelse af energi forstås, forsvinder mysteriet.

Motorkraft og elektricitetsproduktion begynder med egenskaben til elektromagnetisme - det fysiske forhold mellem en magnet og elektricitet. En elektromagnet er en enhed, der fungerer som en magnet, men dens magnetiske kraft manifesteres og styres af elektricitet.

Når ledning lavet af ledende materiale (f.eks. Kobber) bevæger sig gennem et magnetfelt, skabes der strøm i ledningen (en rudimentær generator). Omvendt, når elektricitet føres gennem en ledning, der vikles omkring en jernkerne, og denne kerne er i nærværelse af et magnetfelt, vil den bevæge sig og dreje (en meget grundlæggende motor).

Motor / generatorer er virkelig en enhed, der kan køre i to modsatte tilstande. I modsætning til hvad folk undertiden synes, betyder det ikke, at motorens / generatorens to tilstande kører baglæns fra hinanden (at enheden drejer i en retning, og som en generator, drejer det modsat retning).

Skaftet drejer altid på samme måde. "Retningen ændres" er i strømmen af ​​elektricitet. Som en motor forbruger den elektricitet (strømmer ind) for at fremstille mekanisk strøm, og som en generator forbruger den mekanisk strøm til at producere elektricitet (strømmer ud).

Elektrisk motor / generatorer er generelt en af ​​to typer, enten vekselstrøm (vekselstrøm) eller jævnstrøm (direkte) Nuværende) og disse betegnelser er tegn på den type elektricitet, de bruger, og frembringe.

Uden at komme for meget ind i detaljerne og forvirre problemet, er dette forskellen: vekselstrøm ændrer retning (skifter), når det strømmer gennem et kredsløb. Jævnstrømmen strømmer ensrettet (forbliver den samme), da den går gennem et kredsløb.

Den anvendte strøm bruges hovedsageligt til omkostningerne ved enheden og dens effektivitet (En vekselstrømsmotor / generator er generelt dyrere, men er også meget mere effektiv). Det er tilstrækkeligt at sige, at de fleste hybrider og mange større elektriske køretøjer bruger vekselstrømsmotor / generatorer - så det er den type, vi vil fokusere på i denne forklaring.

• En akselmonteret trådviklet armatur (rotor)
• Et felt med magneter, der inducerer elektrisk energi stablet side om side i et hus (stator)
• Skub ringe, der fører vekselstrømmen til / fra ankeret
• Børster, der kommer i kontakt med slipringene og overfører strøm til / fra det elektriske kredsløb

Ankeret drives af en mekanisk strømkilde (f.eks. Ville det være en dampturbine i kommerciel elektrisk produktion). Når denne sårrotor roterer, passerer dens trådspole over de permanente magneter i statoren, og der skabes en elektrisk strøm i ledningerne i ankeret.

Men fordi hver enkelt sløjfe i spolen først passerer nordpolen og derefter den sydlige pol af hver magnet sekventielt, når den roterer på sin akse, ændres den inducerede strøm kontinuerligt og hurtigt retning. Hver retningsændring kaldes en cyklus, og den måles i cykler per sekund eller hertz (Hz).

I USA er cyklusshastigheden 60 Hz (60 gange i sekundet), mens den i de fleste andre udviklede dele af verden er 50 Hz. Individuelle slipringe er monteret på hver af de to ender af rotorens trådsløjfe for at tilvejebringe en sti, hvor strømmen skal forlade anker. Børster (som faktisk er kulstofkontakter) kører mod glideringene og afslutter stien for strømmen ind i kredsløbet, som generatoren er knyttet til.

Motorisk handling (leverer mekanisk kraft) er i det væsentlige det modsatte af generatorens handling. I stedet for at dreje ankeret for at fremstille elektricitet, føres strøm gennem et kredsløb, gennem børsterne og glideringerne og ind i ankeret. Denne strøm, der strømmer gennem spiralen vikles rotor (anker) gør den til en elektromagnet. De permanente magneter i statoren afviser denne elektromagnetiske kraft, der får ankeret til at dreje. Så længe der strømmer strøm gennem kredsløbet, kører motoren.