An elektrimootoron seade, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks ja alates Faraday esimese elektrimootori leiutamisest oleme saanud kõikjal oma elu ilma selle seadmeta elada.
Tänapäeval muutuvad autod kiiresti valdavalt mehaanilistest elektriajamiga seadmetest elektriajamiga seadmeteks ning mootorite kasutamine autodes muutub üha laialdasemaks. Paljud inimesed ei pruugi osata arvata, mitu mootorit nende autos on, ja järgnev sissejuhatus aitab teil oma autos olevaid mootoreid avastada.
Mootorite rakendused autodes
Mootori asukoha kindlakstegemiseks autos on ideaalne koht selle leidmiseks elektriliselt reguleeritav iste. Economy-klassi autodes on mootorid tavaliselt ette- ja tahapoole reguleeritavad ning seljatoe kallutatavad. Premium-klassi autodes...elektrimootoridsaab reguleerida kõrgust, näiteks istmepadja seljatuge, nimmetuge, peatoe reguleerimist ja padja jäikust, lisaks muudele funktsioonidele, mida saab kasutada ilma elektrimootorita. Muude elektrimootorit kasutavate istmefunktsioonide hulka kuuluvad elektriline istmete kokkuklapimine ja tagaistmete elektriline laadimine.
Klaasipuhastid on kõige levinum näideelektrimootorrakendused tänapäevastes autodes. Tavaliselt on igal autol vähemalt üks klaasipuhasti mootor esiklaasipuhastite jaoks. Tagaklaasipuhastid on üha populaarsemad maasturite ja laudauksega autode seas, mis tähendab, et tagumised klaasipuhastid ja vastavad mootorid on enamikus autodes olemas. Teine mootor pumpab klaasipesuvedelikku esiklaasile ja mõnel autol ka esituledele, millel võib olla oma väike klaasipuhasti.
Peaaegu igal autol on puhur, mis ringleb õhku kütte- ja jahutussüsteemis; paljudel sõidukitel on salongis kaks või enam ventilaatorit. Kallimates sõidukites on istmetes ka ventilaatorid istmepadja ventilatsiooniks ja soojuse jaotamiseks.
Varem avati ja suleti aknaid sageli käsitsi, kuid nüüd on elektrilised aknad levinud. Igas aknas, sealhulgas katuseluukides ja tagaakendes, on peidetud mootorid. Nende akende jaoks kasutatavad ajamid võivad olla nii lihtsad kui releed, kuid ohutusnõuded (näiteks takistuste tuvastamine või esemete kinnikiilumine) viivad nutikamate ajamite kasutamiseni, millel on liikumisjälgimine ja ajami jõu piiramine.
Manuaalselt elektrilisele autolukule üleminek muudab autolukud mugavamaks. Mootoriga juhtimise eeliste hulka kuuluvad mugavad funktsioonid, näiteks kaugjuhtimine, ning täiustatud ohutus ja intelligentsus, näiteks automaatne lukust avamine pärast kokkupõrget. Erinevalt elektrilistest akendest peavad elektrilised ukselukud säilitama käsitsi juhtimise võimaluse, seega mõjutab see mootori konstruktsiooni ja elektrilise ukseluku struktuuri.
Armatuurlaudade või näidikute näidikud võisid küll areneda valgusdioodideks (LED-ideks) või muud tüüpi ekraanideks, kuid nüüd kasutab iga näidik ja tahvel väikeseid elektrimootoreid. Muud mugavust pakkuvate mootorite hulka kuuluvad tavalised funktsioonid, nagu küljepeeglite kokkuklapitavad ja asendi reguleeritavad elemendid, aga ka meeleolukamad rakendused, näiteks kabriolettkatused, sissetõmmatavad pedaalid ning klaasist vaheseinad juhi ja kaasreisija vahel.
Kapoti all on elektrimootorid muutumas üha tavalisemaks paljudes teistes kohtades. Paljudel juhtudel asendavad elektrimootorid rihmülekandega mehaanilisi komponente. Näideteks on radiaatoriventilaatorid, kütusepumbad, veepumbad ja kompressorid. Nende funktsioonide muutmisel rihmülekandelt elektriajamile on mitmeid eeliseid. Üks on see, et ajamimootorite kasutamine tänapäevastes elektroonikaseadmetes on energiatõhusam kui rihmarataste ja rihmarataste kasutamine, mille tulemuseks on sellised eelised nagu parem kütusekulu, väiksem kaal ja madalamad heitkogused. Teine eelis on see, et elektrimootorite kasutamine rihmade asemel annab mehaanilises disainis suurema vabaduse, kuna pumpade ja ventilaatorite kinnituskohti ei pea piirama iga rihmaratta külge kinnitatav looklev rihm.
Sõidukisiseste mootoritehnoloogiate trendid
Elektrimootorid on ülaltoodud diagrammil märgitud kohtades hädavajalikud ning hiljem, kui auto muutub üha elektroonilisemaks ning autonoomse sõidu ja intelligentsuse edenedes, kasutatakse elektrimootoreid autodes üha enam ja ka ajamimootorite tüüp muutub.
Kui varem kasutas enamik autode mootoreid standardseid 12 V autosüsteeme, siis nüüd on levima hakanud kahepingelised 12 V ja 48 V süsteemid, mis võimaldavad 12 V akust osa suuremaid voolukoormusi eemaldada. 48 V toiteallika eeliseks on sama võimsuse juures neljakordne voolutugevuse vähenemine ning sellega kaasnev kaablite ja mootorimähiste kaalu vähenemine. Suure voolukoormusega rakendused, mida saab 48 V võimsusele uuendada, hõlmavad startermootoreid, turbolaadureid, kütusepumpasid, veepumpasid ja jahutusventilaatoreid. Nende komponentide 48 V elektrisüsteemi paigaldamine võib säästa kütusekulu umbes 10 protsenti.
Mootoritüüpide mõistmine
Erinevad rakendused vajavad erinevaid mootoreid ja mootoreid saab liigitada mitmel viisil.
1. Klassifikatsioon töötava toiteallika põhjal - Sõltuvalt mootori töötavast toiteallikast saab selle liigitada alalisvoolumootoriteks ja vahelduvvoolumootoriteks. Nende hulgas jagunevad vahelduvvoolumootorid ka ühefaasilisteks ja kolmefaasilisteks mootoriteks.
2. Tööpõhimõtte järgi – vastavalt erinevale konstruktsioonile ja tööpõhimõttele saab mootorid jagada alalisvoolumootoriteks, asünkroonmootoriteks ja sünkroonmootoriteks. Sünkroonmootorid saab jagada ka püsimagnetiga sünkroonmootoriteks, reluktants-sünkroonmootoriteks ja hüstereesmootoriteks. Asünkroonmootorid saab jagada induktsioonmootoriteks ja vahelduvvoolu kommutaatormootoriteks.
3. Klassifikatsioon käivitus- ja töörežiimi järgi - mootori saab käivitus- ja töörežiimi järgi jagada kondensaatoriga käivitatavaks ühefaasiliseks asünkroonmootoriks, kondensaatoriga käivitatavaks ühefaasiliseks asünkroonmootoriks, kondensaatoriga käivitatavaks ühefaasiliseks asünkroonmootoriks ja kahefaasiliseks ühefaasiliseks asünkroonmootoriks.
4. Kasutuse järgi liigitamine - elektrimootorid saab vastavalt otstarbele jagada ajamimootoriteks ja juhtmootoriteks. Ajamimootorid jagunevad elektrimootoriga elektritööriistadeks (sh puurimis-, poleerimis-, lihvimis-, soone-, lõike-, puurimis- ja muud tööriistad), kodumasinateks (sh pesumasinad, elektriventilaatorid, külmikud, kliimaseadmed, magnetofonid, videomakid, DVD-mängijad, tolmuimejad, kaamerad, föönid, elektripardlid jne) ja muudeks üldotstarbelisteks väikesteks masinateks ja seadmeteks (sh mitmesugused väikesed tööpingid, väikemasinad, meditsiiniseadmed, elektroonikainstrumendid jne). Juhtmootorid jagunevad astmemootoriteks ja servomootoriteks.
5. Rootori konstruktsiooni järgi klassifitseerimine - rootori konstruktsiooni järgi saab mootori jagada puuriga induktsioonmootoriks (vana standardi järgi nimetatakse seda oravpuuriga asünkroonmootoriks) ja traatmähisega rootoriga induktsioonmootoriks (vana standardi järgi nimetatakse seda traatmähisega asünkroonmootoriks).
6. Klassifikatsioon töökiiruse järgi - töökiiruse järgi saab mootori jagada kiireteks mootoriteks, madala kiirusega mootoriteks, püsikiirusega mootoriteks ja kiirusmootoriteks.
Praegu kasutab enamik autokererakendustes kasutatavaid mootoreid harjadega alalisvoolumootoreid, mis on traditsiooniline lahendus. Neid mootoreid on lihtne juhtida ja need on harjade pakutava kommutatsioonifunktsiooni tõttu suhteliselt odavad. Mõnes rakenduses pakuvad harjadeta alalisvoolumootorid (BLDC) olulisi eeliseid võimsustiheduse osas, mis vähendab kaalu ning tagab parema kütusekulu ja madalama heitkoguse, ning tootjad valivad BLDC-mootorite kasutamise klaasipuhastites, salongi kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete (HVAC) puhurites ja pumpades. Nendes rakendustes kipuvad mootorid töötama pikka aega, mitte aga siirderežiimis, nagu elektrilised akende või elektriliste istmete puhul, kus harjadega mootorite lihtsus ja kulutõhusus on jätkuvalt eelised.
Elektrimootorid sobivad elektriautodele
Üleminek kütusesäästlikelt sõidukitelt täiselektrilistele sõidukitele tähendab nihet auto südameks olevatele elektrimootoritele.
Elektriauto süda on mootori ajamisüsteem, mis koosneb mootorist, võimsusmuundurist, erinevatest tuvastusanduritest ja toiteallikast. Elektriautodele sobivate mootorite hulka kuuluvad: alalisvoolumootorid, harjadeta alalisvoolumootorid, asünkroonmootorid, püsimagnetiga sünkroonmootorid ja lülitusreluktantsmootorid.
Alalisvoolumootor on mootor, mis muundab alalisvoolu elektrienergia mehaaniliseks energiaks ja mida kasutatakse laialdaselt elektrienergia takistuses tänu oma heale kiiruse reguleerimise võimele. Samuti on sellel suur käivitusmoment ja suhteliselt lihtne juhtimine, seega sobivad alalisvoolumootorid kasutamiseks kõikides masinates, mis käivituvad suure koormuse all või vajavad ühtlast kiiruse reguleerimist, näiteks suured pöördvaltspingid, vintsid, elektrivedurid, trammid jne.
Harjadeta alalisvoolumootor vastab väga hästi elektriautode koormusomadustele, pakkudes madala kiiruse ja suure pöördemomendi omadusi, suurt käivitusmomenti, et rahuldada elektriautode kiirendusnõudeid, samal ajal suudab see töötada madalal, keskmisel ja suurel kiirusevahemikul ning on ka kõrge efektiivsusega ja väikese koormuse korral on selle efektiivsus kõrge. Puuduseks on see, et mootor ise on keerulisem kui vahelduvvoolumootor ja kontroller on keerulisem kui harjadega alalisvoolumootoril.
Asünkroonmootor ehk asünkroonmootor on seade, milles rootor asetatakse pöörlevasse magnetvälja ja pöörleva magnetvälja mõjul tekib pöördemoment, mille tulemusel rootor pöörleb. Asünkroonmootori konstruktsioon on lihtne, seda on lihtne toota ja hooldada, sellel on koormuskarakteristikud peaaegu konstantsele kiirusele, mis vastab enamiku tööstus- ja põllumajandustootmismasinate pidurdusjõu nõuetele. Asünkroonmootori pöörlemiskiirus ja selle sünkroonkiirus pöörlemissagedus on aga fikseeritud, mistõttu kiiruse reguleerimine on halb ja mitte nii ökonoomne kui alalisvoolumootoril, kuid paindlik. Lisaks ei ole asünkroonmootorid suure võimsusega ja väikese kiirusega rakendustes nii mõistlikud kui sünkroonmootorid.
Püsimagnetiga sünkroonmootor on sünkroonmootor, mis tekitab sünkroonse pöörleva magnetvälja püsimagnetite ergutamise teel. Need rootorid toimivad pöörleva magnetvälja tekitamiseks ja kolmefaasilised staatori mähised reageerivad pöörleva magnetvälja toimel armatuuri kaudu, indutseerides kolmefaasilisi sümmeetrilisi voolusid. Püsimagnetiga mootor on väikese suurusega, kerge, väikese pöörlemisinertsi ja suure võimsustihedusega, mis sobib piiratud ruumiga elektriautodele. Lisaks on sellel suur pöördemomendi ja inertsi suhe, tugev ülekoormusvõime ja suur väljundpöördemoment eriti madalatel pöörlemiskiirustel, mis sobib arvutiga juhitavate sõidukite käivitamise kiirendamiseks. Seetõttu on püsimagnetmootorid laialdaselt tunnustatud nii kodumaiste kui ka välismaiste elektriautode sessioonide poolt ning neid on kasutatud paljudes elektriautodes. Näiteks Jaapanis juhivad enamikku elektriautosid püsimagnetmootorid, mida kasutatakse Toyota Priuse hübriidautodes.
Postituse aeg: 31. jaanuar 2024