Бывает, что мощности электродвигателя недостаточно для обеспечения запуска и работы какого-либо устройства. Как увеличить мощность электродвигателя? Прежде всего, следует знать причину: почему не хватает мощности — а она кроется в параметрах тока, протекающего по обмоткам агрегата. Следовательно, нужно увеличить его значение, либо включив двигатель в сеть большей частоты (если это устройство переменного тока), либо внеся некоторые конструктивные изменения (при включении в бытовую сеть). Ниже мы рассмотрим последний случай.
Как повысить мощность электродвигателя в домашних условиях
Итак, для проведения работ вам следует «вооружиться»:
- набором проводов разного сечения;
- тестером;
- частотным преобразователем;
- источником тока с изменяемой ЭДС.
Сначала необходимо подключить электродвигатель к имеющемуся у вас источнику тока и изменяемой ЭДС и увеличить ее значение. Напряжение в обмотках должно увеличиваться соответственно и поравняться со значением ЭДС (если не принимать во внимание потери в подводящих проводниках, но они незначительны).
Для расчета увеличения мощности двигателя определите значение увеличения напряжения и возведите эту цифру в квадрат. Например, если напряжение на обмотках выросло в два раза (со 110В до 220В), мощность двигателя увеличилась в четыре раза.
Иногда самый рациональный способ повысить мощность электродвигателя – перемотать обмотку. Во многих моделях это медный проводник. Вам следует взять провод из того же материала и той же длины, но большего сечения. Мощность двигателя (и ток в проводе) увеличатся во столько же раз, во сколько снизится сопротивление обмотки. Следите за тем, чтобы напряжение на обмотках оставалось неизменным.
Расчет в этом случае тоже достаточно прост. Разделите большую цифру сечения провода на меньшую. Если провод сечением 0.5 мм заменен проводом сечением 0.75 мм, показатель мощности вырастает в 1.5 раза.
Если вы включаете асинхронный трехфазный двигатель в однофазную бытовую сеть, на первую обмотку подается фаза, на второй фаза сдвигается конденсатором, на третьей сдвиг фаз отсутствует. Именно последняя обмотка создает момент вращения в противоположном направлении (тормозящий момент). Увеличить полезную мощность двигателя в этом случае можно путем отключения третьей обмотки. Это приведет к исчезновению тормозящего момента, генерируемого при работе всех обмоток, и, соответственно, повышению мощности. Данный метод удобен в том случае, когда одна обмотка у двигателя уже сгорела – двух оставшихся вам вполне хватит для подключения и обеспечения работы агрегата.
Еще лучшего результата вы достигнете, поменяв местами выводы третьей обмотки и создав таким образом момент вращения в правильном направлении. В этом случае двигатель «выдаст» более 50% мощности от номинала. Эту обмотку рекомендуется подключать через конденсатор с правильно подобранной емкостью.
У асинхронного двигателя переменного тока мощность можно увеличить, присоединив к нему частотный преобразователь, который повысит частоту переменного тока в обмотках. Значение мощности в этом случае фиксируется с помощью тестера, поставленного на режим ваттметра. Существует два вида преобразователей частоты, отличающиеся принципом работы и устройством:
- Приборы с непосредственной связью (выпрямители). Они не подходят для мощного оборудования, но с небольшим двигателем, использующимся в быту, способны «справиться». С помощью такого устройства осуществляется подключение обмотки к сети. Выходное напряжение, образованное им, имеет частоту от 0 до 30 Гц. При этом управлять скоростью вращения привода можно только в ограниченном диапазоне.
- Приборы с промежуточным звеном постоянного тока. Они производят двухступенчатое преобразование энергии – выпрямление входного напряжения, его фильтрацию и сглаживание и последующую трансформацию в напряжение с требуемой частотой и амплитудой при помощи инвертора. В процессе преобразования КПД оборудования может быть несколько снижен. Благодаря возможности обеспечивать плавную регулировку оборотов и выдавать на выходе напряжение с достаточно высокой частотой, преобразователи данного типа более востребованы и широко применяются в быту и на производстве.
Произведя необходимые расчеты и выбрав наиболее эффективный в вашем случае способ, вы сможете заставить двигатель работать с нужной вам мощностью. Не забывайте о мерах предосторожности.
Увеличение оборотов электродвигателя
Увеличение оборотов электродвигателя также ведет к повышению его мощности. При выборе способа увеличения оборотов учитывайте тип агрегата, особенности модели и область ее применения.
Для повышения частоты вращения коллекторного двигателя следует или уменьшить нагрузку на вал, или увеличить напряжение питания. Обратите внимание на следующие нюансы:
- Мощность двигателя должна держаться в рамках номинала.
- Работа коллекторного двигателя с последовательным возбуждением без нагрузки, если не снижено питание, чревата его выходом из строя, так как он может разогнаться до слишком большой скорости.
- Увеличение оборотов с помощью шунтирования обмотки возбуждения часто приводит к сильному перегреву мотора.
Вышеуказанный способ подходит и для электродвигателей с электронным управлением обмотками (в них используется обратная связь), поскольку их свойства очень схожи с коллекторными моделями (главное различие – невозможность осуществления реверса путем переполюсовки). Все перечисленные ограничения должны соблюдаться при работе с двигателями данного типа.
В асинхронном двигателе, подключаемом непосредственно к сети, частоту вращения регулируют, изменяя напряжение питания. Этот способ не слишком эффективен, поскольку коэффициент полезного действия сильно меняется из-за нелинейного характера зависимости скорости от напряжения. К синхронному двигателю данный метод применять нельзя.
Трехфазный инвертор позволяет регулировать обороты электродвигателей обоих типов (синхронного и асинхронного). Прибор должен обеспечивать уменьшение напряжения при снижении частоты.
Зная, как сделать мощнее электродвигатель, вы сможете заставить оборудование, к которому он подключен, работать с гораздо большей эффективностью и КПД. Естественно, перед началом работ следует четко представлять себе номинальную мощность двигателя. Данные можно найти в паспорте или на табличке, прикрепленной к корпусу агрегата. Если они отсутствуют (или не читаемы), воспользуйтесь одним из способов определения мощности, описанных в предыдущих статьях.
Работая с электродвигателем, соблюдайте правила техники безопасности. Не допускайте его перегрева и следите, чтобы он эксплуатировался в подходящих условиях. При поломке агрегата или первых признаках неисправности проведите технический осмотр и устраните неполадки. Если проблема слишком серьезная, и вы не можете справиться с ней самостоятельно, обратитесь к специалисту. Срок службы двигателя зависит от множества факторов, но в ваших силах свести к минимуму возможность поломки и сделать так, чтобы устройство работало долго и эффективно.
При обычном подключении трехфазного асинхронного двигателя на одну фазу мощность двигателя и его крутящий момент значительно снижается, удается получить около 30% от номинальной мощности. Ниже мы рассмотрим причины снижения мощности и схемы включения двигателя, повышающие мощность и крутящий момент.
Для нормальной работы асинхронного трехфазного двигателя требуется подавать на каждую обмотку напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения на других обмотках, так как фазы три то оно сдвигается на 120 0. При обычном подключении трехфазного двигателя к однофазной сети , на одну обмотку подается фаза, на другую фаза сдвигается конденсатором, а третья обмотка подключается без сдвига фаз. Так вот третья обмотка создает момент вращения в противоположном направлении. Поэтому лучших результатов можно добиться, отключив одну обмотку. Так двигатель будет работать аналогично однофазному двигателю. Кстати у трехфазных двигателей часто сгорает одна обмотка, а две остаются целыми, такой двигатель можно здесь применить.
Подключаем только две обмотки
Меняем местами выводы одной обмотки
Подключаем эту обмотку через конденсатор
Еще лучших результатов можно добиться, если выводы третье обмотки поменять местами, так третья обмотка будет помогать создавая момент вращения в правильном направлении. Так можно получить больше 50% мощности от номинала. Эту обмотку двигателя желательно также подключить через конденсатор. Конденсаторы должны быть одинаковой емкости. Для того чтобы узнать правильно ли подобраны конденсаторы мерим напряжение на каждой обмотке, оно должно быть приблизительно равно. Подробнее о подборе конденсатора для подключения трехфазного асинхронного двигателя.
Еще одна схема
Здесь две обмотки подключены в противофазно на напряжение 220В
Ну, а 100% мощности от асинхронного двигателя можно получить используя частотный преобразователь, частотный преобразователь может работать на одной фазе выдавая три.
Можно ли увеличить мощность электродвигателя
Автор На чтение 19 мин. Опубликовано
Бывает, что мощности электродвигателя недостаточно для обеспечения запуска и работы какого-либо устройства. Как увеличить мощность электродвигателя? Прежде всего, следует знать причину: почему не хватает мощности – а она кроется в параметрах тока, протекающего по обмоткам агрегата. Следовательно, нужно увеличить его значение, либо включив двигатель в сеть большей частоты (если это устройство переменного тока), либо внеся некоторые конструктивные изменения (при включении в бытовую сеть). Ниже мы рассмотрим последний случай.
Как повысить мощность электродвигателя в домашних условиях
Итак, для проведения работ вам следует «вооружиться»:
- набором проводов разного сечения;
- тестером;
- частотным преобразователем;
- источником тока с изменяемой ЭДС.
Сначала необходимо подключить электродвигатель к имеющемуся у вас источнику тока и изменяемой ЭДС и увеличить ее значение. Напряжение в обмотках должно увеличиваться соответственно и поравняться со значением ЭДС (если не принимать во внимание потери в подводящих проводниках, но они незначительны).
Для расчета увеличения мощности двигателя определите значение увеличения напряжения и возведите эту цифру в квадрат. Например, если напряжение на обмотках выросло в два раза (со 110В до 220В), мощность двигателя увеличилась в четыре раза.
Иногда самый рациональный способ повысить мощность электродвигателя – перемотать обмотку. Во многих моделях это медный проводник. Вам следует взять провод из того же материала и той же длины, но большего сечения. Мощность двигателя (и ток в проводе) увеличатся во столько же раз, во сколько снизится сопротивление обмотки. Следите за тем, чтобы напряжение на обмотках оставалось неизменным.
Расчет в этом случае тоже достаточно прост. Разделите большую цифру сечения провода на меньшую. Если провод сечением 0.5 мм заменен проводом сечением 0.75 мм, показатель мощности вырастает в 1.5 раза.
Если вы включаете асинхронный трехфазный двигатель в однофазную бытовую сеть, на первую обмотку подается фаза, на второй фаза сдвигается конденсатором, на третьей сдвиг фаз отсутствует. Именно последняя обмотка создает момент вращения в противоположном направлении (тормозящий момент). Увеличить полезную мощность двигателя в этом случае можно путем отключения третьей обмотки. Это приведет к исчезновению тормозящего момента, генерируемого при работе всех обмоток, и, соответственно, повышению мощности. Данный метод удобен в том случае, когда одна обмотка у двигателя уже сгорела – двух оставшихся вам вполне хватит для подключения и обеспечения работы агрегата.
Еще лучшего результата вы достигнете, поменяв местами выводы третьей обмотки и создав таким образом момент вращения в правильном направлении. В этом случае двигатель «выдаст» более 50% мощности от номинала. Эту обмотку рекомендуется подключать через конденсатор с правильно подобранной емкостью.
У асинхронного двигателя переменного тока мощность можно увеличить, присоединив к нему частотный преобразователь, который повысит частоту переменного тока в обмотках. Значение мощности в этом случае фиксируется с помощью тестера, поставленного на режим ваттметра. Существует два вида преобразователей частоты, отличающиеся принципом работы и устройством:
- Приборы с непосредственной связью (выпрямители). Они не подходят для мощного оборудования, но с небольшим двигателем, использующимся в быту, способны «справиться». С помощью такого устройства осуществляется подключение обмотки к сети. Выходное напряжение, образованное им, имеет частоту от 0 до 30 Гц. При этом управлять скоростью вращения привода можно только в ограниченном диапазоне.
- Приборы с промежуточным звеном постоянного тока. Они производят двухступенчатое преобразование энергии – выпрямление входного напряжения, его фильтрацию и сглаживание и последующую трансформацию в напряжение с требуемой частотой и амплитудой при помощи инвертора. В процессе преобразования КПД оборудования может быть несколько снижен. Благодаря возможности обеспечивать плавную регулировку оборотов и выдавать на выходе напряжение с достаточно высокой частотой, преобразователи данного типа более востребованы и широко применяются в быту и на производстве.
Произведя необходимые расчеты и выбрав наиболее эффективный в вашем случае способ, вы сможете заставить двигатель работать с нужной вам мощностью. Не забывайте о мерах предосторожности.
Увеличение оборотов электродвигателя
Увеличение оборотов электродвигателя также ведет к повышению его мощности. При выборе способа увеличения оборотов учитывайте тип агрегата, особенности модели и область ее применения.
Для повышения частоты вращения коллекторного двигателя следует или уменьшить нагрузку на вал, или увеличить напряжение питания. Обратите внимание на следующие нюансы:
- Мощность двигателя должна держаться в рамках номинала.
- Работа коллекторного двигателя с последовательным возбуждением без нагрузки, если не снижено питание, чревата его выходом из строя, так как он может разогнаться до слишком большой скорости.
- Увеличение оборотов с помощью шунтирования обмотки возбуждения часто приводит к сильному перегреву мотора.
Вышеуказанный способ подходит и для электродвигателей с электронным управлением обмотками (в них используется обратная связь), поскольку их свойства очень схожи с коллекторными моделями (главное различие – невозможность осуществления реверса путем переполюсовки). Все перечисленные ограничения должны соблюдаться при работе с двигателями данного типа.
В асинхронном двигателе, подключаемом непосредственно к сети, частоту вращения регулируют, изменяя напряжение питания. Этот способ не слишком эффективен, поскольку коэффициент полезного действия сильно меняется из-за нелинейного характера зависимости скорости от напряжения. К синхронному двигателю данный метод применять нельзя.
Трехфазный инвертор позволяет регулировать обороты электродвигателей обоих типов (синхронного и асинхронного). Прибор должен обеспечивать уменьшение напряжения при снижении частоты.
Зная, как сделать мощнее электродвигатель, вы сможете заставить оборудование, к которому он подключен, работать с гораздо большей эффективностью и КПД. Естественно, перед началом работ следует четко представлять себе номинальную мощность двигателя. Данные можно найти в паспорте или на табличке, прикрепленной к корпусу агрегата. Если они отсутствуют (или не читаемы), воспользуйтесь одним из способов определения мощности, описанных в предыдущих статьях.
Работая с электродвигателем, соблюдайте правила техники безопасности. Не допускайте его перегрева и следите, чтобы он эксплуатировался в подходящих условиях. При поломке агрегата или первых признаках неисправности проведите технический осмотр и устраните неполадки. Если проблема слишком серьезная, и вы не можете справиться с ней самостоятельно, обратитесь к специалисту. Срок службы двигателя зависит от множества факторов, но в ваших силах свести к минимуму возможность поломки и сделать так, чтобы устройство работало долго и эффективно.
1. Какие электродвигатели применяются чаще всего?
Наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию и относительно недороги.
Для работы асинхронного двигателя требуется трехфазное напряжение, создающее на обмотках статора вращающееся магнитное поле. Это поле приводит в движение ротор двигателя, который передает крутящий момент на нагрузку, например, на пропеллер вентилятора или редуктор конвейера. Изменяя конфигурацию обмоток статора, можно менять основные характеристики привода – частоту оборотов и мощность на валу. В случае работы асинхронного электродвигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы.
Также в настоящее время находят применение двигатели постоянного тока. Данные приводы имеют щетки, подверженные износу и искрению. Кроме того, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока используются там, где необходимо быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.
В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.
2. Какие способы управления электродвигателями используются на практике?
Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.
Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».
Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.
3. Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?
Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.
Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.
4. Как определить мощность электродвигателя?
Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по шильдику. На нем указана механическая мощность (мощность на валу), значение которой всегда меньше потребляемой мощности за счет потерь на трение и нагрев. Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, можно очень приблизительно оценить характеристики привода по его габаритам. При одинаковой мощности двигатель с бо́льшим диаметром вала будет иметь более высокую мощность на валу и меньшую частоту оборотов.
Также мощность можно определить по нагрузке и по настройкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).
Еще один способ – включаем двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого измеряем токоизмерительными клещами ток, который должен быть одинаков по всем обмоткам. Для приблизительной оценки мощности асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», нужно разделить номинальный измеренный ток на 2.
5. Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?
Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.
Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.
Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.
6. Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?
Бывает так, что известен ток асинхронного двигателя (по измерениям в номинальном режиме или по шильдику), но неизвестна его мощность. Как в таком случае рассчитать мощность? Обычно используют следующую формулу:
Р = I (1,73·U·cosφ·η)
где:
Р – номинальная полезная мощность на валу двигателя в Вт (указывается на шильдике),
I – ток двигателя, А,
U – напряжение питания обмоток (380 В при подключении в «звезду», 220 В при подключении в «треугольник»),
cosφ, η – коэффициенты мощности и полезного действия для учета потерь (обычно 0,7…0,8).
Для расчета тока по известной мощности пользуются обратной формулой:
I = P/(1,73·U·cosφ·η)
Для двигателей мощностью 1,5 кВт и более, обмотки которых подключены в «звезду» (это подключение используется чаще всего), существует простое эмпирическое правило – чтобы приблизительно оценить ток двигателя, нужно умножить его мощность на 2.
7. Как увеличить мощность электродвигателя?
Номинальная мощность на валу, которая указывается на шильдике двигателя, обычно ограничивается допустимым током, а значит – нагревом корпуса привода. Поэтому при увеличении мощности необходимо предпринять дополнительные меры по охлаждению электродвигателя, установив отдельный вентилятор.
При использовании преобразователя частоты для повышения мощности можно изменить несущую частоту ШИМ, однако следует избегать перегрева ПЧ. Мощность также можно увеличить с помощью редуктора или ременной передачи, пожертвовав количеством оборотов, если это допустимо.
Если приведенные советы неприменимы – придётся менять двигатель на более мощный.
8. Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети (380 на 220)?
При таком подключении используются пусковой и рабочий фазосдвигающие конденсаторы. Номинальную мощность на валу в данном случае получить не удастся, и потери мощности составят 20-30% от номинала. Это происходит из-за невозможности обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.
9. Какие исполнения двигателей бывают?
В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.
Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).
Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.
10. Зачем электродвигателю тормоз?
В некоторых устройствах (лифтах, электроталях, лебедках) при остановке двигателя необходимо зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который входит в конструкцию двигателя и располагается в его задней части. Управление тормозом осуществляется с помощью частотного преобразователя или схемы на контакторах.
11. Как двигатель обозначается на электрических схемах?
Электродвигатель обозначается на схемах с помощью буквы «М», вписанной в круг. Также на схемах могут быть указаны порядковый номер двигателя, количество фаз (1 или 3), род тока (переменный или постоянный), способ включения обмоток ( «звезда» или «треугольник»), мощность. Примеры обозначений показаны ниже.
12. Почему греется электродвигатель?
Двигатель может нагреваться по одной из следующих причин:
- износ подшипников и повышенное механическое трение
- увеличение нагрузки на валу
- перекос напряжения питания
- пропадание фазы
- замыкание в обмотке
- проблема с обдувом (охлаждением)
Нагрев двигателя резко снижает его ресурс и КПД, а также может приводить к поломке привода.
13. Типичные неисправности электродвигателей
Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.
К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:
- межвитковое замыкание
- замыкание обмотки на корпус
- обрыв обмотки
Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.
- износ и трение в подшипниках
- проворачивание ротора на валу
- повреждение корпуса двигателя
- проворачивание или повреждение крыльчатки обдува
Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.
Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!
При обычном подключении трехфазного асинхронного двигателя на одну фазу мощность двигателя и его крутящий момент значительно снижается, удается получить около 30% от номинальной мощности. Ниже мы рассмотрим причины снижения мощности и схемы включения двигателя, повышающие мощность и крутящий момент.
Для нормальной работы асинхронного трехфазного двигателя требуется подавать на каждую обмотку напряжение, сдвинутое по фазе относительно напряжения на других обмотках, так как фазы три то оно сдвигается на 120 0 . При обычном подключении трехфазного двигателя к однофазной сети , на одну обмотку подается фаза, на другую фаза сдвигается конденсатором, а третья обмотка подключается без сдвига фаз. Так вот третья обмотка создает момент вращения в противоположном направлении. Поэтому лучших результатов можно добиться, отключив одну обмотку. Так двигатель будет работать аналогично однофазному двигателю. Кстати у трехфазных двигателей часто сгорает одна обмотка, а две остаются целыми, такой двигатель можно здесь применить.
Подключаем только две обмотки
Меняем местами выводы одной обмотки
Подключаем эту обмотку через конденсатор
Еще лучших результатов можно добиться, если выводы третье обмотки поменять местами, так третья обмотка будет помогать создавая момент вращения в правильном направлении. Так можно получить больше 50% мощности от номинала. Эту обмотку двигателя желательно также подключить через конденсатор. Конденсаторы должны быть одинаковой емкости. Для того чтобы узнать правильно ли подобраны конденсаторы мерим напряжение на каждой обмотке, оно должно быть приблизительно равно. Подробнее о подборе конденсатора для подключения трехфазного асинхронного двигателя.
Здесь две обмотки подключены в противофазно на напряжение 220В
Ну, а 100% мощности от асинхронного двигателя можно получить используя частотный преобразователь, частотный преобразователь может работать на одной фазе выдавая три.
Комментарии и отзывы
Повышаем мощность двигателя 3 фазный на 1 фазе : 34 комментария
Такой способ повышения мощности эл.двигателя не годится.Двигатель нужно подключить в треугольник если у него три конца то придется разобрать двигатель и вывести ещё три
Да придется разбирать двигатель и перепаивать концы. При необходимости можно и разобрать, если знаешь что делаешь
двигатель разобрать не такуж и долго а если понимаешь что делать то можно и распаять и заодно подшипники смазать)))
Согласен наработка полезная не требует особых затрат и простая в
исполнении.
Обычно я считаю 6.6 mf на 100 ватт движка. И подключаю в треугольник.
А как посчитать емкость , если использовать схему включения в звезду, но с переключением одной из обмоток , когда используется два конденсатора одинаковой емкости. Повысится ли мощность, ведь в звезду движок на 380, а в треугольник на 220.
Михаил, ка подбирать конденсатор есть статья, оба конденсатора одинаковой емкости.
Здесь разницы нет подключать в звезду или треугольник В обоих случаях будет напряжение 220. Посмотри на схему там ноль подключается к средней точке. Поэтому на обмотку будет подано 220В, при подключении в треугольник также на обмотку будет приходится 220В
Добрый день.Подскажите как можно узнать какое подключение обмоток у двигателя “звезда” или “треугольник”?? С него выходит три провода, а как в нём подключение неизвестно?? Хочу его запустить, а какой конденсатор ставить не знаю??
Скорее всего этот двигатель соединен в звезду. Конденсатор зависит от мощности, в статьях формула есть.
Доброго времени….
Подскажите – Трехфазный двигактель 1,5 кВт., подключен треугольником, два кондера по 100 mf – пуск 200mf, в работу остаётся 100mf, двигатель (под нагрузкой) не запускается. Что делать? Увеличить пуск до 250mf, а в работе так и оставить 100mf?
Джек, попробуй рабочий конденсатор увеличить до 150mf, а пусковой до 300mf
Увеличеть то можно, а двигатель не сгорит?
Не должен, эти емкости рассчитаны в соответствии с формулой
2 admin – Спасибо огромное. Всё получилось! А, я уже думал двигатель на метал сдать!
admin – ГОЛОВА!
Советую Всем, прислушиваться к его советам (сори за тафтологию :).
Подскажите кто сможет -Электродвигатель, кВт/В 0,75 ¸1,5/380- (скопировано с руководства станка ТВ7) имеется в виду двигатель выдает такую мощностьв зависимости от выбранной передачи, или могут устанавливатся моторы в этом диапазоне.
И второй вопрос- может ли мотор к примеру 1,5 кВт на 220 заменить 1,5 на 380 или может быть если на 220 то нужен 2кВт это как пример.
Жека, надо смотреть на шильдике двигателя. Мощность двигателя не зависит от передачи. В руководстве могут указывать диапазон мощностей с которыми устанавливают двигателя.
Главное чтобы двигатель по размерам, по креплению, по валу подошел.
Спасибо за ответ.
Хотелось бы прояснить второй вопрос:
мотор 1,5кВт 380В= 1,5кВт 220В или это будет где то вот так= 2кВт 220В
и в чев могут быть отличия равных по мощности моторах, в размерах из за разной обмотки и т.д.?
Отличие в токе 380Вольт*(умножить на)4Ампера=1,5кВт и 220Вольт*(умножить на)7Ампер =1,5кВт
Спасибо за ответы1
Как схему на рис.3 включить в реверс. Спасибо!
Сергей, надо другую обмотку (I) подключить через конденсатор, а II напрямую
А обмотка (III) так и остаеться?, полярность менять не нужно ?? Если её подключение оставить как и есть не будет ли она наоборот “мешать ” вращениию ротора!
Да, III обмотка пусть так остается, “мешать” не будет. Это как для реверса на трех фазах, меняется подключение двух обмоток а третья остается как есть.
Спасибо за ответ! Через пару деньков попробую отпишусь!
Здравствуйте всем!
Вопрос 1: эл.двигатель , 3-фазный, 2800 об/мин, ток 1,4 А, обмотки “звезда”, 220В, предусмотрено подключение через понижающий трансформатор 380/220 В. Как подключить к однофазной сети? Как подключить к двум фазам?(имеется такое).
Вопрос 2: как подключить 3-фазный эл.двигатель – обмотки в “треугольник”, 1500 об/мин, 1,1 Квт, к двум фазам?
Заранее благодарю!
При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо.
здравствуйте все.подскажите пожалуйста-При подключении по схеме 3,с двумя конденсаторами,плюс пусковой
параллельно С1,двигатель не запускается.почему. а при подключении без
второго конденсатора все нормально запускается.и второй вопрос-где
будет больше остаточная мощность,при подключении по этим двум схемам с
обратной обмоткой,или при треугольник с конденсатором. спасибо
На этих схемах “в звезду” ноль сетевого напряжения подключены к средней точке поэтому здесь потери мощности буду такие же как и в треугольник. Но за счет отключения одной обмотки мощность должна повысится.
спасибо за ответ.а можно как то на холостом ходу двигателя увидеть изменение мощности между треугольником и звездой с отключенной обмоткой,по току,или так не получится сравнить?
На холостом ходу смысла нет. Надо нагрузить двигатель и посмотреть при какой схеме он себя лучше чувствует, греется или нет, что со скоростью и тд
Нагружал двигатель при помощи доски, эл.двиг. пробовал с различными схемами включения, на движке должен стоять шкив, включаешь и доской жмешь на шкив, если память не изменяет самая малая мощность при обычном вкл. звездой с конденсатором, потом треугольник, а когда одну обмотку отключил то офигел, реальный прирост мощности, короче разобрал, вывел 6 концов и остановился на третей схеме, в простом варианте просто отсоединить одну обмотку и все, только вот непонятно зачем тогда везде рисуют с третей обмоткой?
Нужна консультация. Попался мне движок. 3квт/1425об.мин.При проверке обнаружил, что одна из фазных обмоток замкнута на корпус. После разборки движка стало визуально видно, что сгорела одна из катушек в фазной обмотке. Так как я собираюсь эксплуатировать движок в однофазнох сети, то возникла мысль удалить эту сгоревшую катушку. Что я и сделал. Удалил, теперь на статоре остались свободными два паза, а вывод на клеммную колодку я сделал с предидущей катушки. Запустил его по схеме “звезда”, подав напругу на неповреждённые обмотки, а кондёр подключил к этой, проблемной, обмотке. Двигатель заработал нормально, но кто мне объяснит, много ли я потерял в мощности? И как поведёт себя этот движок если включить его в “треугольник”? Повторюсь: я удалил е всю обмотку одной из фаз, а лишь одну её секцию. И эксплуатировать буду только однофазной сети.
Владимир, Ни разу так не делал, я бы не стал так заморачиваться просто одну обмотку подключил бы на прямую, вторую через кондер, а сгоревшую отключил бы. Кстати это хороший способ продлить жизнь двигателю. Двигатель работает и ладно.
Здравствуйте. Вопрос, двигатель от стиралки, однофазный 180вт, 1350об, конд.7мкф. Неисправность, ток ХХ-3.2А, после 1 (одной) мин. работы почувствовал что он греется. Вялый разбек и обороты кажется не полные. Отключил, разобрал, а ротор горяченный рукой еле держиш, а статор и ротор просто теплые. Из за чего это может быть?
Как прирастить обороты асинхронного электродвигателя
Скорость вращения ротора асинхронного мотора определяется выражением
Изменение числа пар полюсов на статоре электродвигателя
Изменение числа полюсов электродвигателя. Для способности конфигурации числа пар полюсов электродвигателя статор его делают или с 2-мя самостоятельными трехфазными обмотками, или с одной трехфазной обмоткой, которую можно пересоединять на разные числа полюсов.
На рисунке схематически показаны две катушки одной фазы, соединенные последовательно. Катушки создают четыре магнитных полюса. Те же катушки, соединенные параллельно между собой, создадут только два полюса (рис. б). Пересоединение обмоток статора производится при помощи специального аппарата – контроллера. При этом способе регулировка скорости вращения двигателя совершается скачками.
Читайте так же
На практике встречаются двигатели, синхронные скорости вращения no которых могут быть равны 3000, 1500, 1000 и 750 оборотов в минуту.
Регулировку скорости вращения двигателя путем изменения числа полюсов можно производить только у асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Как увеличить частоту вращения асинхронного двигателя обороты данного. Ротор с короткозамкнутой обмоткой может работать при разных числах полюсов магнитного поля. Наоборот, ротор двигателя с фазной обмоткой может работать нормально лишь при определенном числе полюсов поля статора. Иначе обмотку ротора также пришлось бы переключать, что внесло бы большие усложнения в схему двигателя.
Изменение частоты переменного тока. При этом способе частоту переменного тока, подводимого к обмотке статора двигателя, изменяют при помощи специального преобразователя частоты. Регулировку изменения частоты тока выгодно производить, когда имеется большая группа двигателей, требующих совместного плавного регулирования скорости вращения (рольганги, текстильные станки и т. п.). Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя Как увеличить обороты. Этот способ регулирования скорости мало распространен ввиду сложности его осуществления.
Разгон асинхронника до максимума оборотов
Смотрим что получиться. Двигатель подключён через частотный преобразователь. С помощью частотника можно.
Как повысить обороты электродвигателя
Что произойдет с двигателем и его нагрузкой, если превысить номинальные обороты? Преобразователь Р700 от.
Читайте так же
Введение сопротивления в цепь ротора. Первые два способа регулировки скорости вращения асинхронного двигателя требуют или специального исполнения двигателя, или наличия специального преобразователя частоты и поэтому широкого распространения не получили. Третий способ регулировки скорости вращения асинхронных двигателей состоит в том, что во время работы двигателя в цепь обмотки ротора вводят сопротивление регулировочного реостата.
С увеличением активного сопротивления цепи ротора возрастает величина скольжения S, соответствующая заданному значению вращающего момента М (величина вращающего момента, развиваемого двигателем, равна моменту сопротивления на валу двигателя). Таким образом, вводя дополнительно активное сопротивление в цепь фазного ротора, мы увеличиваем скольжение S и, следовательно, снижаем скорость вращения ротора n. Как увеличить обороты электродвигателя; Как увеличить Частоту вращения асинхронного. Такой способ регулирования применим только для асинхронных двигателей с фазным ротором. Регулировочный реостат включают в цепь ротора так же, как и пусковой реостат. Разница между пусковым и регулировочным реостатом состоит в том, что регулировочный реостат рассчитан на длительное прохождение тока. Для двигателей, у которых производится регулировка скорости вращения путем изменения сопротивления в цепи ротора, пусковой и регулировочный реостаты объединяются в один пускорегулировочный реостат. Недостатком этого способа регулирования является то, что в регулировочном реостате происходит значительная потеря мощности, тем большая, чем шире регулировка скорости вращения двигателя.
Реверсирование асинхронных электродвигателей. Для изменения направления вращения (реверсирование) асинхронного двигателя следует поменять местами два любых провода из трех, идущих к обмоткам статора двигателя. Определить количество оборотов электродвигателя можно или как увеличить обороты. При этом меняется направление вращения магнитного поля статора и двигатель станет вращаться в другую сторону. Реверсирование двигателя может быть произведено при помощи переключателя (перекидного рубильника), магнитного пускателя и других устройств.
Торможение асинхронных двигателей. В условиях эксплуатации нередко возникает необходимость торможения двигателя с целью ускорить его остановку.
Торможение электродвигателей может быть механическим, электрическим и электромеханическим. Электромеханическое торможение производится при помощи ленточного или колодочного тормоза, действующего на тормозной шкив, закрепленный на валу двигателя. Ослабление ленты или колодок осуществляется тормозным электромагнитом, обмотка которого соединена параллельно с обмоткой статора двигателя.
Если при работе двигателя переключить две любые фазы, то при этом двигатель начнет развивать вращающий момент, направленный в обратную сторону. Вращение ротора замедляется. Когда скорость вращения приближается к нулю, следует отключить двигатель от сети, в противном случае под действием развиваемого момента он начнет вращаться в противоположном направлении. Применяются и другие способы электрического торможения асинхронных электродвигателей.
Источник: Кузнецов М. И. Основы электротехники. Как увеличить обороты электродвигателя как увеличить. Учебное пособие.
Изд. 10-е, перераб. «Высшая школа», 1970.
Некоторые ситуации требуют изменения оборотов двигателя от номинальных. Иногда требуется уменьшить обороты электродвигателя, потому что их увеличение негативно сказывается на подшипниковом аппарате. Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины.
Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.
- Простейший вариант
- В цепи якоря
- Для низкого напряжения
Простейший вариант
Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.
Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.
Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.
Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.
В цепи якоря
Это лучший вариант регулирования скорости мотора с независимым возбуждением. Частота вращения прямо пропорциональна подводимому к якорю напряжению. Механические характеристики не меняют своего угла наклона, а перемещаются параллельно друг другу.
Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.
Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.
В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.
Для низкого напряжения
Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей. Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип.
Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять. Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.
Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.
Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.
Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.
Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убратькрутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.
Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.
Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.
От сети
Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.
Коллекторные машины
Такие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.
Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент – симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки – 600 Вт.
Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.
Двухфазный двигатель
Аппарат, имеющий две обмотки – пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.
Как добавить лошадиных сил своему автомобилю?
Материалы по теме
«Дурь водителя прямо пропорциональна мощности двигателя»
Юмор из Сети
Идею материала подсказала голова неизвестного посетителя, появившаяся в двери. Голова осмотрелась, поздоровалась и изрекла следующее:
— Ребята! А вот как повысить мощность двигателя?
Несколько фраз про степень сжатия и полноту сгорания быстро заставили голову исчезнуть. А у нас в итоге появился вот такой материал. На тот случай, если голова появится снова…
Материалы по теме
Откуда берется мощность?
Для того чтобы поднять мощность двигателя внутреннего сгорания, есть два пути. Нужно либо заставить топливо работать эффективнее, либо увеличить его потребление. Других путей не существует, поскольку всю свою энергию ДВС черпает исключительно из бензина или дизтоплива. Остается распорядиться энергией сгорания как можно эффективнее.
Снижаем механические потери
Никакой двигатель не выдаст полную мощность, если значительная часть энергии будет уходить на преодоление механических потерь. Избавиться от них полностью невозможно, а вот снизить — реально. Именно с этой целью двигателестроители стали применять облегченные поршни и шатуны, сохраняя их исходную размерность. Такие комплекты для моторов зачастую продаются — тюнингисты этим охотно пользуются. Моторчику становится легче раскручивать массивные детали.
Уменьшаем сопротивление на входе
Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…
Материалы по теме
Без воздуха ДВС мгновенно заглохнет — это понятно. А поскольку добраться до камер сгорания воздуху не очень просто, стоит облегчить ему жизнь. Путей несколько — установить воздушный фильтр нулевого сопротивления, отполировать каналы впускного трубопровода. Сразу отметим, что трубопроводы нынче, в основном, делают из пластика, а потому там много не наполируешь. Да и «нулевик» на входе не подарок. Пусть его сопротивление меньше, чем у штатного фильтра, а потому он не так сильно душит мотор, но это достигается худшей фильтрующей способностью. Иными словами — меньше сопротивление, но больше грязи. Кстати, на двигателях водного транспорта такой проблемы нет…
Повышаем степень сжатия
Чем выше степень сжатия, то есть отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, тем выше его мощность — это азбука. Но просто так степень сжатия не поднять: потребуется механическое вмешательство. Типичные пути — подрезать головку блока цилиндров, применить более тонкую прокладку и т.п.
Увеличиваем рабочий объем
Это еще одна страничка азбуки: чем больше литраж мотора, тем больше от него можно требовать. А увеличить объем можно двумя путями: увеличением хода поршня и диаметра цилиндра.
Наддуваем
Чтобы увеличить количество сгораемого топлива, нужно добавить воздух, а для этого применяют наддув. Способов много — турбокомпрессор, приводные нагнетатели разных типов. Если компрессор на машине уже есть, то его можно попытаться немножко «дожать» — разумеется, в разумных пределах, а то он разнесет все на свете.
Охлаждаем наддувочный воздух
Тюнингованный наддув — ну очень красиво…Тюнингованный наддув — ну очень красиво…
Если воздух, нагретый компрессором, пропустить через интеркулер, то его плотность вырастет, а потому наполнение цилиндров улучшится.
Нагреваем мотор
Чем выше температура ДВС, тем выше его КПД. Понятно, что перегрев — штука опасная, но если поиграть с температурой в небольших пределах (скажем, регулировкой термостата), то можно чего-то добиться. Кстати, той же цели в свое время добивались, отказываясь от приводного вентилятора системы охлаждения в пользу электрического. Тот крутился не постоянно, а только при необходимости, значительно ускоряя прогрев мотора и несколько увеличивая его КПД.
Материалы по теме
А98Простейший путь к увеличению мощности — переход на высокооктановый бензин: если, конечно, мотор на него рассчитан. Чем выше октан, тем больше угол опережения зажигания — контроллер введет необходимые поправки, и ваша мощность чуть-чуть подпрыгнет. Любопытно, что большинство представителей нефтехимических компаний сегодня дружно ратуют за безоговорочный переход на 98-й безо всяких «если» — мол, будет только лучше. А если бензин — с улучшенной моющей способностью, то и подавно.
Масло
С маслом все просто. Менее вязкое масло априори сулит меньшее трение, а потому на предельных режимах моторчик сможет выдавить из себя лишнюю лошадиную силу…
Закись азота (NOS)
Закись азота (N2O) при нагревании распадается на кислород и азот. Поэтому во время сгорания топливно-воздушной смеси становится доступным больше кислорода — около 31%, против 21% в обычном воздухе. Это позволяет добавить побольше горючего, выжимая из мотора лишние силы. Кроме того, когда эта закись испаряется, она обеспечивает охлаждение всасываемого воздуха. Плотность растет, кислорода становится больше — и так далее. На практике запаса этой закиси обычно хватает на несколько секунд работы. А ресурс мотора гробится в несколько раз.
Чип-тюнинг
Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…
Материалы по теме
Самое популярное развлечение тюнингистов. Мотор вскрывать не надо, а мощность может вырасти… Обычно увеличивают подачу топлива, добавляя мощность, но ухудшая экологию.
Наращиваем обороты
Разблокировав электронный ограничитель частоты вращения двигателя, обычно можно поднять мощность на самом пике оборотов. Когда-то безнаддувная Хонда выдавала 160 л.с. с 1,6-литрового двигателя. Как? Да просто двигатель крутился почти до 8000 об/мин — почти как на мотоцикле.
Комплектующие
Давно известно, что свечи зажигания, фильтры, высоковольтные провода и прочие комплектующие разных производителей способны выдавать несколько лучшие показатели по сравнению с «серой массой». А если применить всё и сразу? Когда-то мы поставили такой эксперимент на вазовском моторе, заменив все указанные комплектующие на победителей зарулевских экспертиз. Что ж, мощность реально поднялась — до 4–5%! Однако чем выше рейтинг комплектующих, применяемых на конвейере, тем меньшего эффекта можно будет добиться.
Присадки
Присадочники любят
Как добавить лошадиных сил своему автомобилю?
Материалы по теме
«Дурь водителя прямо пропорциональна мощности двигателя»
Юмор из Сети
Идею материала подсказала голова неизвестного посетителя, появившаяся в двери. Голова осмотрелась, поздоровалась и изрекла следующее:
— Ребята! А вот как повысить мощность двигателя?
Несколько фраз про степень сжатия и полноту сгорания быстро заставили голову исчезнуть. А у нас в итоге появился вот такой материал. На тот случай, если голова появится снова…
Материалы по теме
Откуда берется мощность?
Для того чтобы поднять мощность двигателя внутреннего сгорания, есть два пути. Нужно либо заставить топливо работать эффективнее, либо увеличить его потребление. Других путей не существует, поскольку всю свою энергию ДВС черпает исключительно из бензина или дизтоплива. Остается распорядиться энергией сгорания как можно эффективнее.
Снижаем механические потери
Никакой двигатель не выдаст полную мощность, если значительная часть энергии будет уходить на преодоление механических потерь. Избавиться от них полностью невозможно, а вот снизить — реально. Именно с этой целью двигателестроители стали применять облегченные поршни и шатуны, сохраняя их исходную размерность. Такие комплекты для моторов зачастую продаются — тюнингисты этим охотно пользуются. Моторчику становится легче раскручивать массивные детали.
Уменьшаем сопротивление на входе
Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…Воздушный фильтр нулевого сопротивления. Ну очень «спортивный» имидж! Многие искренне не понимают, почему их не устанавливают на все машины серийно…
Материалы по теме
Без воздуха ДВС мгновенно заглохнет — это понятно. А поскольку добраться до камер сгорания воздуху не очень просто, стоит облегчить ему жизнь. Путей несколько — установить воздушный фильтр нулевого сопротивления, отполировать каналы впускного трубопровода. Сразу отметим, что трубопроводы нынче, в основном, делают из пластика, а потому там много не наполируешь. Да и «нулевик» на входе не подарок. Пусть его сопротивление меньше, чем у штатного фильтра, а потому он не так сильно душит мотор, но это достигается худшей фильтрующей способностью. Иными словами — меньше сопротивление, но больше грязи. Кстати, на двигателях водного транспорта такой проблемы нет…
Повышаем степень сжатия
Чем выше степень сжатия, то есть отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания, тем выше его мощность — это азбука. Но просто так степень сжатия не поднять: потребуется механическое вмешательство. Типичные пути — подрезать головку блока цилиндров, применить более тонкую прокладку и т.п.
Увеличиваем рабочий объем
Это еще одна страничка азбуки: чем больше литраж мотора, тем больше от него можно требовать. А увеличить объем можно двумя путями: увеличением хода поршня и диаметра цилиндра.
Наддуваем
Чтобы увеличить количество сгораемого топлива, нужно добавить воздух, а для этого применяют наддув. Способов много — турбокомпрессор, приводные нагнетатели разных типов. Если компрессор на машине уже есть, то его можно попытаться немножко «дожать» — разумеется, в разумных пределах, а то он разнесет все на свете.
Охлаждаем наддувочный воздух
Тюнингованный наддув — ну очень красиво…Тюнингованный наддув — ну очень красиво…
Если воздух, нагретый компрессором, пропустить через интеркулер, то его плотность вырастет, а потому наполнение цилиндров улучшится.
Нагреваем мотор
Чем выше температура ДВС, тем выше его КПД. Понятно, что перегрев — штука опасная, но если поиграть с температурой в небольших пределах (скажем, регулировкой термостата), то можно чего-то добиться. Кстати, той же цели в свое время добивались, отказываясь от приводного вентилятора системы охлаждения в пользу электрического. Тот крутился не постоянно, а только при необходимости, значительно ускоряя прогрев мотора и несколько увеличивая его КПД.
Материалы по теме
А98Простейший путь к увеличению мощности — переход на высокооктановый бензин: если, конечно, мотор на него рассчитан. Чем выше октан, тем больше угол опережения зажигания — контроллер введет необходимые поправки, и ваша мощность чуть-чуть подпрыгнет. Любопытно, что большинство представителей нефтехимических компаний сегодня дружно ратуют за безоговорочный переход на 98-й безо всяких «если» — мол, будет только лучше. А если бензин — с улучшенной моющей способностью, то и подавно.
Масло
С маслом все просто. Менее вязкое масло априори сулит меньшее трение, а потому на предельных режимах моторчик сможет выдавить из себя лишнюю лошадиную силу…
Закись азота (NOS)
Закись азота (N2O) при нагревании распадается на кислород и азот. Поэтому во время сгорания топливно-воздушной смеси становится доступным больше кислорода — около 31%, против 21% в обычном воздухе. Это позволяет добавить побольше горючего, выжимая из мотора лишние силы. Кроме того, когда эта закись испаряется, она обеспечивает охлаждение всасываемого воздуха. Плотность растет, кислорода становится больше — и так далее. На практике запаса этой закиси обычно хватает на несколько секунд работы. А ресурс мотора гробится в несколько раз.
Чип-тюнинг
Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…Чип-тюнинг — чемпион по популярности. Внешние приличия соблюдены, а что внутри — сразу и не поймешь. Как правило, прибавил мощность — убавил ресурс или ухудшил экологию…
Материалы по теме
Самое популярное развлечение тюнингистов. Мотор вскрывать не надо, а мощность может вырасти… Обычно увеличивают подачу топлива, добавляя мощность, но ухудшая экологию.
Наращиваем обороты
Разблокировав электронный ограничитель частоты вращения двигателя, обычно можно поднять мощность на самом пике оборотов. Когда-то безнаддувная Хонда выдавала 160 л.с. с 1,6-литрового двигателя. Как? Да просто двигатель крутился почти до 8000 об/мин — почти как на мотоцикле.
Комплектующие
Давно известно, что свечи зажигания, фильтры, высоковольтные провода и прочие комплектующие разных производителей способны выдавать несколько лучшие показатели по сравнению с «серой массой». А если применить всё и сразу? Когда-то мы поставили такой эксперимент на вазовском моторе, заменив все указанные комплектующие на победителей зарулевских экспертиз. Что ж, мощность реально поднялась — до 4–5%! Однако чем выше рейтинг комплектующих, применяемых на конвейере, тем меньшего эффекта можно будет добиться.
Присадки
Присадочники любят обещать су
Любители скорости часто задаются этим вопросом в попытке прибавить своему авто лошадиных сил. Увеличение мощности мотора, а значит и показателя максимальной скорости, удовольствие не из дешевых. Даже при подборе бюджетного способа придется регулировать последствия изменений. К примеру, улучшить тормозную систему или КПП для соответствия полученной нагрузки и безопасного вождения. Вне зависимости от типа и характеристик мотора, будь то карбюраторный, инжекторный, шаговый или иной агрегат, способы улучшения одинаковы. Но если модернизация движка — вопрос решенный, стоит рассмотреть существующие методы увеличения его мощности.
Метод увеличения объема
Самый простой, достаточно эффективный и недорогой способ — увеличить объем двигателя. Для этого каждый цилиндр растачивается на некоторое расстояние. В итоге происходит общее увеличение всего мотора в целом за счет суммарности расточки всех цилиндров. Данный метод практикуют в тюнинг-мастерских, автосервисах и работах своими руками. Кардинального изменения цифр не предвидится, к тому же увеличивается значение крутящего момента. Зато на сроке службы и надежности мотора это не отразится. К тому же данный метод откроет хорошие перспективы для дальнейшего тюнинга.
Единственной «побочкой» является возрастание нагрузки на систему впуска и вывода отработавших газов. Она не сможет также полноценно обеспечивать их вывод, что приведет к увеличению мощности движка на низких оборотах. Для решения данного вопроса нужно будет заменить коленвал на удлиненный для большего поршневого хода. Длину же поршня с шатуном придется пропорционально уменьшить.
Расточка цилиндров вкупе с увеличением длины коленвала поможет достичь максимального объема. Такой вариант не из дешевых, но он оправдывает себя полученным результатом и перспективой дальнейшего улучшения двигателя.
Тюнинг впускной системы
Для улучшения функционирования данной системы необходимо уменьшить сопротивление поступающих воздушных потоков в цилиндры. По стоимости эти работы не сильно затратные, но потребуется установка достаточного количества новых элементов для достижения желаемого результата.
Для начала нужно установить фильтр-нулевик, чтобы уменьшить сопротивление воздуха. Этот метод отлично подходит для того, чтобы самостоятельно увеличить мощность атмосферного двигателя. Стандартный воздушный фильтр содержит элемент фильтрации, выполненный из достаточно плотного материала. Сама конструкция такой детали тоже не способствует беспрепятственному прохождению воздушных масс. Единственным весомым недостатком является повышенное загрязнение мотора. Потому нулевой воздушный фильтр лучше устанавливать в комплексной модернизации. Отдельная установка нулевика принесет не более 2,5% прироста сил.
Следующий элемент, нуждающийся в обязательной замене, дроссельная заслонка. Она снижает скорость поступающих потоков, тем самым обеспечивая увеличение производительности впускной системы.
Ресивер благодаря своему объему и впускным патрубкам положительно сказывается на работе мотора. Замена или установка этого элемента будет полезна даже при самом простом обновлении силового агрегата. Короткие патрубки способствуют смещению максимального наполнения цилиндров на увеличенные обороты. Таким образом крутящий момент и мощность будут увеличиваться вместе с набором оборотов. Если добиваться увеличения одного лишь крутящего момента на низких оборотах, мощность движка значительно снизится.
В идеале будет произвести замену всей системы впуска для изменения канальной геометрии. Это позволит цилиндрам наполняться по всему периметру, с учетом показателей оборотов и работы дроссельной заслонки. Только стоимость данного улучшения будет внушительной.
Замена коллектора впуска на дудки позволяет уменьшить холостые обороты, улучшить работу мотора на средних и низких оборотах за счет уменьшения поступающего воздуха. При таком раскладе мощность агрегата на высоких оборотах будет впечатляющей. Это самый дорогой и сложный, но при этом самый эффективный вариант. Есть альтернатива в виде установки нескольких дроссельных заслонок, что приведет к улучшению реакции на нажатие педали газа. Но это негативно отразится на ресурсе движка и расходе топлива.
Тюнинг системы выпуска
При увеличении лошадиных сил соответственно возрастает объем отработавших газов. Стандартная системы впуска не способна полноценно функционировать, что порождает избыточное давление. Это увеличит нагрузку на работу насосов, а также грозит худшей наполняемостью цилиндров, поскольку не все газы будут своевременно освобождать место для следующей порции рабочей смеси.
Сопротивление можно снизить, укоротив выхлопную трубу и увеличив ее диаметр. При моторе в 1,5 литра, оборотах выше 8 тыс., будет достаточно трубы длиной не более 3,5 м и 5 см в диаметре.
Повышение степени сжатия
Данный метод хорош тем, что в результате прежний объем дает больше мощности, а значит расход топлива не будет бить по карману. Только после этого лучше использовать 98-ой бензин, с повышенным октановым числом. Несмотря на то, что он дороже, разница в тратах будет не столь ощутима: более эффективная работа силового агрегата сократит литраж.
Увеличить сжатие можно двумя проверенными способами:
- Установить более тонкую прокладку на двигатель. Поскольку возрастает риск столкновения поршней с клапанами необходимо все рассчитать.
- Заменить поршни на новые с глубокими каналами под клапан. После применения данного метода фазы системы газораспределения придется заново настраивать.
Степень сжатия дает более ощутимый результат при изначально настроенном на низкую степень сжатия двигателе. То есть, при первоначальной степени сжатия равной 8, повышение до 12 даст 6,5% мощности.
Чип-тюнинг силового агрегата
Данная процедура направлена на прошивку программы управления мотором. Электронная система управления имеется практически на всех современных машинах. Заводские настройки не предполагают работу силового агрегата на полную мощность: не каждый покупатель ориентируется при покупке авто на количество лошадей под капотом. Для многих это будет, скорее, минусом — дополнительная трата при налогообложении. Простота данного варианта очевидна: не требуется механического воздействия, все будет внесено и исправлено прошивкой.
Чип тюнинг можно использовать при улучшении характеристик силовых, атмосферных агрегатов с турбиной, бензиновых и дизельных моторов. Ряд преимуществ:
- заметное увеличение крутящего момента и мощности без механического вмешательства;
- быстрота отклика на педаль газа;
- стабильность на холостом ходу;
- при наличии турбонаддува снижается эффект провала;
- независимость работы движка от дополнительных потребителей энергии;
- стоимость оправдывает результат;
- беспроблемное прохождение техосмотра;
- возможность сброса настроек до первоначальных.
Но при этом есть не совсем приятные моменты:
- снижение ресурса двигателя;
- необходимость перехода на более качественный вид топлива, отличающийся повышенным числом октанов;
- риск нарушения работы мотора из-за некачественно проведенных работ;
- вынужденный переход на норму Евро-2 из-за снятия катализатора и сажевого фильтра.
При правильно выполненном чип тюнинге можно добиться следующих показателей:
Вид установки | Прирост л.с. |
Атмосферная бензиновая | 7-10% |
Турбинная бензиновая | 8-15% |
Дизель | 12-19% |
Дизель с турбиной | ≤30% |
Установка турбонаддува
Если на автомобиле установлен атмосферный движок, наиболее эффективным способом прокачки агрегата является установка турбонаддува. Если совместить ее с усилением основных узлов, описанных выше, то результат и вовсе будет ошеломительный. При моторе в 200 л.с. комплексное усиление вкупе с турбоустановкой даст прирост в 300 л.с.
Разумеется, этот вариант достаточно дорогостоящий: необходимо подобрать качественные детали на замену, найти грамотного специалиста, решить нюансы по перепрошивке ЭБУ.
Данные способы применимы практически на всех современных автомобилях. Если взять в пример Ладу Приору с 16-ти или 8-ми клапанным мотором, то проведение подобного тюнинга при комплексном подходе способно увеличить количество лошадиных сил едва ли не вдвое.
Также читайте:
Когда менять ремень ГРМ? Периодичность замены
Система полного привода 4MATIC Как работает?
8 самых распространенных проблем Mercedes-Benz
Даймлер Бенц: История Успеха
Как проверить компрессор кондиционера автомобиля на работоспособность
Как работают электродвигатели?
Крис Вудфорд. Последнее обновление: 25 июля 2020 г.
Щёлкните по переключателю и получите мгновенную власть — как любили бы наши предки электродвигатели! Вы можете найти их во всем, от электропоезда с дистанционным управлением автомобили — и вы можете быть удивлены, насколько они распространены. Сколько электрических моторы есть в комнате с тобой прямо сейчас? Есть, вероятно, два в твоем компьютере для начала, крутишь ездить и еще один привод вентилятора охлаждения.Если вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многие игрушки; в ванной они оснащены вытяжными вентиляторами и электробритвами; на кухне моторы есть практически в каждом приборе, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей. Электродвигатели зарекомендовали себя как одни из величайших изобретения всех времен. Давайте разберем некоторых и выясним, как они работай!
Фото: даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые.Это потому, что они заполнены плотно намотанной медью и тяжелыми магнитами. Это мотор от старой электрической газонокосилки. Медная вещь к Передняя часть оси с прорезями в ней является коммутатором, который удерживает двигатель вращается в том же направлении (как описано ниже).
Как электромагнетизм заставляет мотор двигаться?
Основная идея электродвигателя очень проста: вы включаете в него электричество с одной стороны и ось (металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять машина какая то.Как это работает на практике? Как именно ваш преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы имеем вернуться в прошлое почти на 200 лет.
Предположим, вы берете длину обычного провода, превращаете его в большую петлю, и положите его между полюсами мощной, постоянной подковы магнит. Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее, провод прыгнет вкратце. Удивительно, когда вы видите это в первый раз. Это как волшебство! Но есть совершенно научный объяснение.Когда электрический ток начинает ползти по проводу, он создает магнитное поле вокруг него. Если вы поместите провод возле постоянного магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитное поле. Вы узнаете, что два магнита расположены рядом друг с другом либо привлекать, либо отталкивать. Точно так же временный магнетизм вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от магнит, и это то, что заставляет проволоку прыгать.
Правило левой руки Флеминга
Вы можете определить направление, в котором будет прыгать провод, используя удобная мнемоника (помощь памяти), называемая правилом левой руки Флеминга (иногда Мотор называется правилом).
Протяните большой, первый и второй пальцы левой руки
рука, так что все три под прямым углом. Если вы указываете пальцем Секонд
в направлении течения
(который течет от положительного к
отрицательная клемма аккумулятора), и первый
палец в
направление поля (которое
течет с севера на южный полюс
магнит), твоя чёрт будет
показать направление, в котором провод
Ходы.
Это …
- Первый палец = Поле
- SeCond finger = Текущий
- ThuMb = движение
Быстрое слово о текущем
Если я вас смущаю, говоря, что ток течет от положительного к отрицательному, это просто случается историческое соглашение.Такие люди, как Бенджамин Франклин, который помог выяснить тайна электричества еще в 18 веке, полагал, что это был поток положительных зарядов, так что это перешло от положительного к отрицательному. Мы называем эту идею обычным током и до сих пор его используют в таких вещах, как правило левой руки Флеминга. Теперь у нас есть лучшие идеи о том, как электричество работает, мы склонны говорить о токе как о потоке электронов, от отрицательного к положительному, в направлении , противоположном направлению к обычному току.Когда вы пытаетесь выяснить вращение двигателя или генератора, обязательно помните, что ток означает условного тока , а не поток электронов.
Как работает электродвигатель — теоретически
Фото: электрика ремонтирует электродвигатель на борту авианосца. Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото, но на самом деле это медь, хороший проводник, который намного дешевле. Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено ВМС США.
Связь между электричеством, магнетизмом и движением была изначально обнаружен в 1820 году французским физиком Андре-Мари Ампер (1775–1867), и это основная наука об электромоторе.Но если мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практичное немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны сделать это немного дальше. Изобретателями, которые это сделали, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867) и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец Джозеф Генри (1797–1878). Вот как они достиг их блестящего изобретения.
Предположим, что мы сгибаем наш провод в квадратную U-образную петлю, так что есть фактически два параллельных провода, проходящие через магнитное поле.Один из них отнимает у нас электрический ток через провод, а другой один возвращает ток снова. Потому что ток течет в В противоположных направлениях в проводах левое правило Флеминга говорит нам два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы включите электричество, один из проводов будет двигаться вверх и другой будет двигаться вниз.
Если бы катушка проволоки могла продолжать движение вот так, она бы вращалась постоянно — и мы были бы на пути к созданию электрического двигатель.Но это не может произойти с нашей нынешней установкой: провода будут быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко достаточно, что-то еще случится. Как только катушка достигла вертикали положение, оно перевернется, поэтому электрический ток течь через него в обратном направлении. Теперь силы на каждом сторона катушки будет обратная. Вместо того, чтобы постоянно вращаться в в том же направлении, он будет двигаться в том направлении, в котором он только что пришел! Представьте себе электричку с таким мотором: перетасовывать назад и вперед на месте, даже не собираясь везде.
Как работает электродвигатель — на практике
Есть два способа преодолеть эту проблему. Одним из них является использование своего рода электрический ток, который периодически меняет направление, которое известно в качестве переменного тока (переменного тока). В виде маленьких, с батарейным питанием моторы, которые мы используем по дому, лучшее решение — добавить компонент называется коммутатором к концы катушки. (Не беспокойтесь о бессмысленных технических Название: это слегка старомодное слово «коммутация» немного похоже на слово «коммутировать».Это просто означает, чтобы измениться вперед и назад в одном и том же путь, которым добираются, означает путешествовать назад и вперед.) В его самой простой форме коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и его работа заключается в том, чтобы инвертировать электрический ток в катушке каждый раз, когда Катушка вращается через пол оборота. Один конец катушки прикреплен к каждая половина коммутатора. Электрический ток от батареи подключается к электрическим клеммам двигателя. Они подают электроэнергию в коммутатор через пару свободных разъемы, называемые кистями, сделали либо из кусочков графита (мягкий карбон, похожий на карандаш «свинец») или тонкие отрезки пружинящего металла, который (как название подсказывает) «кисть» против коммутатора.С коммутатор, когда электричество течет по цепи, Катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.
Работа: упрощенная схема деталей в электрическом двигатель. Мультработа: как это работает на практике. Обратите внимание, как коммутатор меняет ток каждый раз, когда катушка поворачивается наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда толкает в том же направлении, что удерживает катушку, вращающуюся по часовой стрелке.
Простой экспериментальный двигатель, подобный этому, не способен много сил.Мы можем увеличить поворотную силу (или крутящий момент) что Мотор можно создать тремя способами: либо мы можем иметь больше мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток течет через провод, или мы можем сделать катушку, чтобы она имела много «витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки. На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в круглая форма, так что он почти касается катушки проволоки, которая вращается внутри него. Чем ближе магнит и катушка, тем больше сила, которую может создать мотор.
Несмотря на то, что мы описали несколько различных частей, вы можете представить себе, что двигатель состоит из двух основных компонентов:
- По краю корпуса двигателя находится постоянный магнит (или магниты), который остается статичным, поэтому он называется статором двигателя.
- Внутри статора есть катушка, установленная на оси, которая вращается с большой скоростью — и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.
Универсальные моторы
Подобные двигатели постоянного токаотлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модельные поезда, радиоуправляемые вагоны или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах.Небольшие бытовые приборы (такие как кофемолки или электрические блендеры), как правило, используют так называемые универсальные двигатели , которые могут работать от переменного или постоянного тока. В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает энергию от источника постоянного или переменного тока, который вы вводите:
- При подаче постоянного тока электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении.Коммутатор меняет ток катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в обычном двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
- Однако при подаче переменного тока ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , и , обращаются в обратном направлении, точно в шаге, поэтому сила на катушке всегда в одном и том же направлении, и двигатель всегда вращается в любом направлении по часовой стрелке. или против часовой стрелки. А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда находятся в шаге, фактически не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в любой данный момент.
Анимация: как работает универсальный двигатель: источник питания питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. С источником постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При использовании источника переменного тока магнитное поле и ток катушки меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположный. Это означает, что сила на катушке всегда указывает одинаково.
Фото: внутри типичного универсального мотора: основные детали внутри мотора среднего размера от кофемолки, которая может работать от постоянного или переменного тока.Серый электромагнит по краю — это статор (статическая часть), который питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание также на прорези в коммутаторе и угольные щетки, толкающие его, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких вещах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее этого, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения, а не постоянного тока низкого напряжения или бытового переменного тока умеренно низкого напряжения. который питает универсальные двигатели.
Другие виды электродвигателей
В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, соединенную с источником электропитания, а статор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают несколько иначе: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, создавая вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это крутиться.Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его, чтобы статор был эффективно разложен на длинной непрерывной гусенице, ротор мог катиться вдоль него по прямой линии. Этот оригинальный дизайн известен как линейный двигатель, и вы найдете его в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги «маглев».
Другой интересный дизайн — бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются друг от друга, при этом несколько статических железных катушек находятся в центре, а постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой.Вы можете прочитать больше в нашей основной статье на моторы эпицентра деятельности. Шаговые двигатели, которые поворачиваются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.
Эффективность двигателя против потерь энергии
Следует подчеркнуть, что стандартный электродвигатель уже является очень эффективным устройством с эффективностью , превышающей 80% и в большей части рабочего диапазона, повышающейся до более чем 90% при полной нагрузке. Однако из-за высокого энергопотребления и очень большого количества установленных блоков даже небольшое увеличение КПД двигателя может оказать существенное влияние на затраты .
5 факторов, влияющих на эффективность двигателя и способы его повышения (на фото: двигатель Baldor M2510; 10 л.с.; 230/460 В; 27,2 А; 1760 об / мин; 60 Гц)Эффективность электродвигателя зависит от выбора материалов, используемых для сердечника и обмоток, их физического расположения, а также тщательности и точности, с которой они обрабатываются и собираются.
Убытки можно разделить на две группы. Те, которые относительно независимы от нагрузки (постоянные потери), и те, которые увеличиваются с нагрузкой (потери, зависящие от нагрузки).
Факторами, влияющими на эффективность, являются //
- Содержание проводника — зависит от нагрузки
- Магнитная сталь — в основном постоянная
- Тепловой расчет — в основном зависит от нагрузки
- Аэродинамический дизайн — постоянный
- Производство и контроль качества — постоянный
1. Содержание проводника
Резистивные потери в обмотках увеличиваются с квадратом тока (который увеличивается с нагрузкой) и обычно составляют около 35% от общих потерь .
Эти резистивные потери могут быть уменьшены путем добавления большего количества меди в обмотки — с использованием более толстой проволоки — и совершенствования технологий изготовления для сокращения концевых обмоток (которые не влияют на выходную мощность, но вносят вклад в потери).
Поскольку больше меди требует больше места, как для концевых обмоток, так и в пазах статора, объем материала в магнитной цепи будет уменьшен, что приведет к более раннему насыщению и увеличению потерь в железе.Следовательно, необходимо увеличить длину магнитопровода , а иногда и диаметр , а также .
Обычно увеличенная длина достигается за счет увеличения выступа на неприводной стороне агрегата. Поскольку потери в меди зависят от нагрузки, выгода от увеличения содержания меди наиболее очевидна при высокой нагрузке. Поскольку коэффициент сопротивления меди положительный, потери возрастают с ростом температуры.
Рисунок 1 — Потери от нагрузки для типичного стандартного двигателяВернуться к факторам эффективности двигателя ↑
2.Магнитная сталь
Магнитная сталь является самым дорогим компонентом двигателя, поэтому любое увеличение общего количества использованного материала нежелательно по соображениям стоимости. Потери в железе бывают двух типов — гистерезисных потерь и вихревых токов .
Гистерезисные потери происходят из-за нелинейности кривой плотности потока / силы намагничивания и являются свойством самой стали, и для ее минимизации требуются два свойства — низкие потери энергии и хорошая высокая проницаемость поля, т.е.е. сталь должна легко намагничиваться, а не должен насыщаться при высокой плотности потока до 1,8 Тесла .
Это предмет текущих исследований, который делает многообещающий прогресс. Вихретоковые потери обусловлены наведенным током в слоях статора и уменьшаются за счет уменьшения толщины слоев и обеспечения хорошей изоляции между соседними слоями.
Рисунок 2 — Кривые намагниченности и гистерезисаБолее тонкие слоистые материалы, естественно, намного дороже в изготовлении и более трудны в обращении, поэтому выбранная толщина всегда является компромиссом.Магнитные потери особенно важны, когда источник искажается гармониками, потому что потери на вихревые токи увеличиваются с квадратом частоты, тогда как потери на гистерезис пропорциональны частоте.
Преимущество использования улучшенной магнитной стали заключается в уменьшении потерь на во всем рабочем диапазоне , но, поскольку оно не зависит от нагрузки, это особенно заметно при низких нагрузках.
Вернуться к факторам эффективности двигателя ↑
3.Тепловой дизайн
Новые методы моделирования позволили производить двигателей с оптимизированным охлаждающим потоком , уменьшенными зазорами (повышая эффективность магнитной цепи) и более низкими потерями в меди. Меньшие потери и хороший тепловой дизайн приводят к снижению рабочих температур на и, следовательно, к увеличению срока службы.
Рисунок 3 — Надежный высокоэффективный взрывозащищенный двигатель от Baldor Electric Company (фоторепортаж: feedandgrain.com)Вернуться к факторам эффективности двигателя ↑
4.Аэродинамика
Большинство электродвигателей охлаждаются путем всасывания воздуха через обмотки встроенным вентилятором и выпуска его через кожух с внешними ребрами. Воздушный поток является сложным, и компьютерное моделирование было использовано для оптимизации конструкции вентилятора и кожуха для обеспечения более эффективного охлаждения с более низким уровнем шума.
Потери от ветра могут быть уменьшены благодаря тщательной конструкции ротора .
Вернуться к факторам эффективности двигателя ↑
5.Производство и контроль качества
Введение напряжений в магнитную сталь во время сборки двигателя может увеличить потери в стали до 50% . Рассматривая методы сборки на этапе проектирования и обращая внимание на методы обработки, это увеличение потерь в железе в процессе производства было уменьшено до ничтожных пропорций. Эксцентриситет между статором и ротором генерирует гармонические потоки с соответственно более высокими потерями.
Общий результат этих улучшений — : увеличение эффективности на 3% и (что соответствует снижению потерь примерно на 30%) при полной нагрузке и сокращение потерь в два раза при низких нагрузках.На рисунке 4 показано сравнение КПД стандартных 75 кВт и высокоэффективных двигателей с фактической нагрузкой.
Рисунок 4 — Сравнение эффективности стандартных и высокоэффективных двигателейПоскольку многие двигатели тратят значительное количество времени на работу при низкой нагрузке или на холостом ходу, разработчики высокоэффективных агрегатов уделяют большое внимание снижению постоянных потерь.
Результатом является уменьшение вдвое потерь при нагрузках при нагрузке менее 25% и повышение эффективности на 3–5% при полной нагрузке , сокращение потерь примерно на 28% . Это впечатляющее достижение.
Вернуться к факторам эффективности двигателя ↑
Справочник // Руководство по эффективной практике в области электротехнического проектирования — Ассоциация по развитию меди
,Введение инженера в электромобили (EV)
Согласно прогнозу Международного энергетического агентства, использование электромобилей вырастет с 3 миллионов до 125 миллионов к 2030 году. Это почти в 41 раз больше, чем это. сегодня, с растущим спросом на ископаемое топливо и проблемами с загрязнением, это, скорее всего, произойдет Вследствие этого все основные производители автомобилей с двигателями IC, такие как Ford и GM, постепенно обращают свое внимание на электромобили.Рынок и потребители нуждаются в более дешевом личном транспорте, и, кроме того, правительство начало поддерживать электромобили в рамках своей политики. Принимая во внимание все эти факты, становится очевидным, что очень скоро мы обнаружим, что электромобили масштабируют все наши дороги. Или я должен также включить Space , где уже есть один автомобиль Тесла, путешествующий за пределами Марса, когда я пишу эту статью.
Это изменение уже начало проявлять симптомы.В последние несколько лет появилось много успешных производителей электромобилей, таких как Tesla, Kia Soul, Navistar и Kandi. И из-за них было также много технологических прорывов в области аккумуляторов и двигателей электромобилей. Пока изменения происходят, нам, инженерам, пора понять , что находится под капотом электромобиля и как они работают . Итак, в этой статье давайте разберем электромобиль до костей и плоти, чтобы узнать о них.
Важное примечание: Прежде чем мы углубимся, я хотел бы упомянуть, что термин «электрический автомобиль» — это обширная площадка. Любой локомотив, у которого нет топливного бака, упоминается как электромобиль. Но в этой статье, посвященной электромобилю или электромобилю, я имею в виду только электромобили, автобусы и грузовики. Если не указано иное, специальные электромобили, такие как сегвей, воздушные или водные, не входят в сферу действия данной статьи.
Что делает электромобиль?
Электромобиль — это сам по себе автомобиль, состоящий из множества компонентов и большой группы проводов, соединяющих их все.Но есть несколько основных минимальных материалов для электромобиля, что показано на блок-схеме ниже.
Двигатель обычного двигателя с микросхемой заменяется электрическим двигателем, а топливный бак заменяется аккумуляторной батареей. Из всех компонентов только Аккумулятор и Мотор составляют около 50% от общей массы автомобилей и цены . Как видно, аккумуляторная батарея , контроллер системы управления батареями , контроллер (BMS), двигатель и блок передачи образуют основные компоненты в EV .
жизненно важных частей электромобиля
Аккумуляторная батарея является источником топлива для автомобиля, поскольку существуют сотни элементов, скомпонованных для формирования аккумуляторной батареи, для контроля этих элементов требуется специальная схема, эта схема называется схемой контроля батареи . Постоянное напряжение от батареи не может быть использовано для управления двигателем, поэтому нам нужен контроллер, который управляет двигателем, а система передачи передает энергию вращения от двигателя на колеса через некоторые механизмы.Давайте рассмотрим каждую часть в деталях, чтобы понять больше о EV.
EV Батареи
Батареи являются источником топлива для электромобилей , но также важно знать, что батареи не являются единственным источником топлива. Существуют и другие альтернативы для питания электромобиля, такие как топливный элемент или суперконденсаторы, но оба они все еще находятся в стадии разработки, и ни один из коммерческих автомобилей на дороге не использует их. Так что давайте сосредоточимся только на EV с батарейным питанием в этой статье.
Первое, что вы должны знать о батареях в EV, это то, что в отличие от вашего мобильного телефона, в котором есть только одна батарея, EV работают от сотен, если не тысяч батарей, соединенных вместе в комплект. Чтобы дать вам представление, Tesla имеет 7000 аккумуляторов, а искра Chevrolet имеет 600 аккумуляторов внутри . Полная анархия батареи состоит из ячейки, модуля батареи и блока батарей.
Cell
Ячейка относится к одной батарее.Там много разных размеров и форм для клетки на основе химии. Наиболее часто используемым химическим составом являются свинцово-кислотные батареи и литиевые батареи . Эти батареи доступны во многих различных формах, таких как цилиндрический, монетный, призматический и плоский, некоторые из которых показаны ниже.
Номинальное напряжение элементов (на элемент) будет где-то от 3,7 В для литиевых батарей и максимум 12 В для свинцово-кислотных батарей. Но, как вы уже догадались, этого напряжения недостаточно для запуска электромобиля.Например, у Tesla напряжение аккумуляторной батареи составляет 356 Вольт, и даже для нормального электрического бицикла нам нужно минимум 36 В, поэтому , как мы можем получить это более высокое напряжение от литиевых элементов, которые всего 3,7 В?
аккумуляторный модуль
Таким образом, чтобы получить более высокое напряжение от литиевых элементов 3,7 В, используются батарейные блоки, которые формируются путем объединения нескольких батарей вместе. Когда две батареи соединены последовательно, их номинальное напряжение добавляется, а когда две батареи соединены параллельно, их значение Ah добавляется.Например, предположим, что у нас 3,7 В 2000 мАч литиевые батареи. Если вы подключите два из них последовательно, полученная система будет называться модулем, и этот модуль будет иметь напряжение 7,4 В 2000 мАч. Аналогично, если мы подключим два из них параллельно, результирующий модуль будет 3,7 В 4000 мАч.
Напряжение одного литиевого элемента и номинальное значение Ач недостаточно для управления электромобилем, поэтому эти элементы соединены последовательно и параллельно для увеличения результирующего напряжения системы.Этот пакет называется модулем . Для людей, которые плохо знакомы с батареями, термин Ah может сбить с толку, есть много таких параметров, связанных с батареями, которые мы рассмотрим в отдельной статье. На данный момент вы можете думать о Ah как о диапазоне запаса топлива EV больше, чем Ah больше пробег, который мы можем получить от EV .
Аккумулятор
После получения номинальных значений напряжения и напряжения системы путем объединения различных модулей в последовательной и параллельной конфигурации эта установка должна быть размещена внутри электромобиля.Но это не так просто; причина в его сложности. Литиевые элементы нестабильны по своей природе. Любое повреждение, такое как короткое замыкание или чрезмерная зарядка или разрядка, может привести к тому, что батареи сильно нагреются, что приведет к пожару или взрыву. Таким образом, ток тока и температура каждой ячейки должны контролироваться для безопасной работы. Обязанность контроля элементов во время процедуры зарядки и разрядки передается в схему, называемую системой управления батареями или BMS для краткости . Мы углубимся в это позже.
Итак, когда модуль батареи готов, он должен быть подключен к BMS и системе охлаждения для безопасной работы батареи. Полная установка хранится в стальном корпусе для предотвращения механических повреждений. Эта полная комплектация вместе с BMS, корпусом системы охлаждения и аккумуляторными модулями вместе называется аккумуляторной батареей автомобиля . Эти пакеты обычно будут большими и занимают всю площадь пола EV, как показано на рисунке ниже, взятом из Википедии.Это изображение Ниссана Лиф, срезанного на полпути для вас, чтобы дать идею.
Все еще есть тонны информации, которая будет освещена в батареях, но ради этого урока давайте разберемся с этим.
Система управления батареями (BMS)
Теперь, когда мы узнали о батареях в EV, мы должны узнать о системе управления батареями. BMS — это как мозг или хранитель батарей , как мы видели ранее, в электромобиле много батарей, и каждая батарея должна контролироваться для обеспечения безопасности.Для свинцово-кислотных батарей BMS не является обязательным, хотя некоторые люди используют его, но для литиевых элементов из-за его нестабильной природы BMS становится необходимым.
Почти все литиевые элементы имеют собственную схему защиты, если они используются в бытовой электронике. Это связано с тем, что если с ними не обращаться должным образом, например, с перезарядкой или чрезмерной разрядкой, то аккумулятор может нагреваться и даже гореть. Схема просто контролирует напряжение или ток элемента и разрывает соединение с нагрузкой, если оно превышает безопасные пределы.Есть много способов сделать это, которые мы обсудим в отдельной статье. Хотя, если вы хотите узнать больше о литиевых батареях, посмотрите эту статью.
Каждая BMS измеряет только три основных параметра батареи: напряжение, ток и температуру элемента . Он постоянно сравнивает эти значения с пределами безопасности и отключает нагрузку, если они превышают пороговые значения. Помимо целей безопасности, BMS также используется для некоторых вычислительных целей, таких как измерение SOC и SOH батареи .
SOC означает Sate of Charge, а SOH — состояние здоровья . В отличие от автомобиля ICE, количество топлива, оставшегося в аккумуляторе, невозможно измерить, просто взглянув на него. Некоторые люди даже думают, что измерение напряжения на клеммах батареи может дать вам емкость батареи, ну, это не так, и это не так просто. Точно так же SOH дает ожидаемый срок службы батареи. Как SOC, так и SOH являются жизненно важной информацией для потребителя, поскольку SOC сообщает вам, как далеко вы можете проехать до перезарядки, а SOH сообщает, когда пришло время заменить ваши батареи. Обязанностью BMS является измерение обоих этих параметров. Как происходит это измерение — это совсем другая история, и мы рассмотрим ее в отдельной статье.
СхемыBMS часто являются сложными, на рисунке ниже показана простая 4-элементная литиевая BMS. Представьте себе BMS автомобиля, который должен контролировать около 7000 клеток.
Электромобиль Моторс
В то время как батареи — это топливные баки электромобиля, двигатели — их двигатели.Есть много типов моторов, используемых в EV, и тот, который используется для скутеров и велосипедов, полностью отличается от того, который используется в автомобилях. Давайте кратко рассмотрим наиболее часто используемые двигатели BLDC, щеточные двигатели постоянного тока и асинхронный двигатель переменного тока. Более подробная статья о электромоторах будет рассмотрена позже.
BLDC Motors: BLDC Motors были выбраны для электромобилей с момента своего появления в 1900 году. Даже сегодня они широко используются в электрических мотоциклах и скутерах. BLDC расшифровывается как бесщеточный двигатель постоянного тока, эти двигатели имеют постоянный крутящий момент и быстрый отклик, что делает его пригодным для применения в автомобилях.Помимо электромобилей, эти моторы также используются в стеклоочистителях, стеклоподъемниках и т. Д. Электродвигатель BLDC для электромобилей снова можно разделить на следующие два типа:
BLDC Hub Motors
В двигателе типа BLDC Hub ротором магнита является само колесо, а это означает, что нет необходимости в соединительном устройстве, поскольку обод колеса образует двигатель. Эти двигатели также называются моторами BLDC. Преимущество этого типа двигателя заключается в том, что меньше механических потерь и, поскольку нет затрат на единицу трансмиссии и вес уменьшается.Недостатком является то, что у нас не может быть передаточного числа двигателей большой мощности из-за ограничений по размеру. BLDC мотор-концентратор скутера показан ниже. Такого рода моторы используют практически все электрические велосипеды и самокаты, которые вы найдете на дороге.
BLDC: встроенные двигатели: Еще один тип двигателей BLDC — это встроенные двигатели. Они используются в приложениях, где требуется блок передачи. Они обычно связаны с дифференциалом для 3-х или 4-х колесных электромобилей.Эти двигатели выглядят как обычные двигатели с валом, и вал вращается при включении двигателя. Моторный двигатель типа E-рикши в сочетании с дифференциалом показан ниже.
Двигатели с щеткой постоянного тока: Двигатель с щеткой постоянного тока, также известный как двигатель серии DC, был предпочтительным выбором для всех старых электромобилей. Эти двигатели обеспечивают большой крутящий момент, который может легко дать спортивный вид EV. Тяга / подбор EV были бы почти такими же, как у обычного обычного автомобиля, в котором эти моторы использовались гонщиками.Но теперь, после 2008 года, эти двигатели больше не используются, потому что двигатели постоянного тока не могут обеспечивать постоянный крутящий момент при изменяющейся нагрузке. Смысл проклятья или восхождения на гору с машиной будет трудным. Также двигатели постоянного тока не могут запускаться без нагрузки, то есть не могут запускаться самостоятельно из-за высокого начального тока, который может повредить сам двигатель. Сегодня эти моторы используются в тележках для гольфа. Изображение того же типа показано ниже
. 
Асинхронные двигатели переменного тока : Большинство современных электрических автомобилей, таких как , Tesla использует асинхронный двигатель переменного тока .Например, модель S Tesla использует 3-фазный асинхронный двигатель переменного тока. Возможно, вы уже догадались, потому что сама компания названа в честь Tesla , которая изобрела трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Причина, по которой эти двигатели выбраны, заключается в том, что они не имеют постоянных магнитов внутри и, следовательно, имеют низкую стоимость. У этого также есть хорошая жизнь, так как нет никаких магнитов, магниты потеряли бы их тенденцию в течение дня. Недостатком двигателя является то, что трудно контролировать скорость и крутящий момент двигателя, и требуются усовершенствованные схемы.Ниже изображено переднее колесо Tesla Model S , взятое из Википедии.
Контроллер
Очень вероятно, что этот вопрос уже задал вам вопрос. Мы знаем, что EV работает от батареи с питанием от постоянного тока, и у нас есть двигатели, которые работают от трехфазного переменного тока. Как оба они будут работать вместе? Контроллер выполняет эту работу, начиная с базового бицикла и заканчивая Tesla Roadster , каждый EV имеет свой собственный контроллер, который преобразует напряжение постоянного тока от батареи до подходящего уровня для работы двигателей.Он также контролирует скорость двигателя.
Контроллер получает все входные данные от пользователя, такие как количество газа (ускорение), давление сброса, режим движения и т. Д., И соответственно контролирует скорость двигателя . Если двигатели считаются мускулом автомобиля, контроллер — это его мозг. Контроллер часто является общим термином, и он может включать в себя другие схемы, такие как преобразователь постоянного тока, регулятор скорости, инвертор и т. Д. Преобразователь постоянного тока используется для питания всех периферийных устройств автомобиля, таких как информационно-развлекательная система, фары и другие низкоуровневые преобразователи. Уровень электронных устройств.
Помимо этого, контроллер также обеспечивает регенеративное торможение. Это процесс преобразования кинетической энергии в электрическую. То есть, когда электромобиль бежит вниз по склону, двигатель вращается свободно из-за кинетической энергии, в этой ситуации двигатели можно заставить действовать как генератор, чтобы полученная таким образом мощность могла использоваться для зарядки аккумуляторов. У большинства современных электромобилей есть это, но его производительность и функциональность все еще спорны.
EV Зарядные устройства
Еще одним важным компонентом в электромобиле, который требует усовершенствования, являются зарядные устройства.Средний E-Car занимает минимум 5 часов, чтобы получить заряд, который в сочетании с очень маленьким пробегом становится катастрофой. Среднестатистический американец проезжает более 50 км в день, в этом сценарии EV, который дает ярость 90 км для полной зарядки, должен заряжаться почти каждый день. Это делает сборы наиболее используемым компонентом.
Он подключается к сети переменного тока и преобразует переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов. Но это еще не все. Зарядка — это процесс, при котором батареи и зарядное устройство должны сосуществовать, вы не можете протолкнуть ток внутри батареи, если батарея не готова принять ее.Есть много типов зарядных устройств; Наиболее распространенные типы обсуждаются ниже.
Зарядное устройство 1-го уровня: Это самые основные зарядные устройства, и, вероятно, именно они вам нравятся. Им требуется много времени для зарядки батарей, так как они работают при 120 В переменного тока. Они преобразуют это 120 В переменного тока в постоянный и используют его для зарядки батарей. Номинальный ток зарядного устройства также будет низким где-то в районе 8-10 А, это означает, что вы будете посылать меньше тока и, следовательно, займет много времени, чтобы зарядить батареи в течение ночи.С другой стороны, этот метод улучшает жизненный цикл батареи, поскольку наш зарядный ток меньше.
Зарядное устройство 2-го уровня: Это немного быстрее зарядного устройства 1-го уровня, в зависимости от производителя предоставить вам зарядное устройство 1-го или 2-го уровня. Зарядные устройства уровня 2 работают при более высоких напряжениях, таких как 240 В или выше, а также имеют высокий номинальный ток около 40–50 А. Это заставляет автомобиль заряжаться быстрее.
зарядные устройства 3-го уровня: зарядные устройства 3-го уровня — это игровой автомат, их также называют суперзарядными устройствами или быстрыми зарядными устройствами. Они могут заряжать ваш автомобиль до 60% от его полной вместимости в течение 30 минут. Недостатком является то, что, поскольку он проталкивает большой ток в вашей батарее, например, 100А для Tesla (безумно! Да), батареи внутри будут ощущаться как ускоренный курс весь год. Так что со временем срок службы батареи уменьшается. Также большинство нагнетателей не заряжают батареи до 100%, так как потребуется больше времени для зарядки батареи от 80% до 100%. Супер зарядное устройство Tesla показано ниже.
Полагаю, к настоящему времени у вас есть общее представление о том, что такое EV на самом деле и как оно работает.Отсюда давайте обратимся к нескольким распространенным вопросам, которые возникают с EV в уме каждого.
Так как электроэнергия также поступает от угольной электростанции. Действительно ли электромобили действительно зеленые?
Этот вопрос был дискуссионным, в то время как EV работает от батарей, электричество для зарядки этих батарей поступает от электростанции, и около 61% мирового электричества производится из невозобновляемых ресурсов, таких как уголь и газ, согласно исследованию, показанному ниже.
Кроме того, аккумуляторы EV изготовлены из вредных химических веществ, а при утилизации они снова загрязняют окружающую среду.Учитывая все это, EV может оказаться не таким экологически чистым, как мы думали. Либо это?
Многие эксперты сходятся во мнении о том, что электромобили более вызывающе экологичны, чем обычные автомобили ICE. Это из-за следующих причин.
Устойчивость: Как электромобили становятся популярными, так и сектор возобновляемой энергии. Мы медленно движемся к ветру и солнечной энергии для производства электроэнергии и, таким образом, делаем процесс производства электроэнергии более экологичным.
Топливо Стоимость перевозки: Многие люди не считают это. Бензин, который вы получаете на своей заправке, перекачивается, обрабатывается и транспортируется из нефтяной скважины в другое место. Все эти процессы связаны с загрязнением на некотором уровне. С другой стороны, для электромобилей электричество передается от электростанции в ваш дом по проводам, и эта установка уже установлена.
Регенерация энергии: Еще одна возможность, которая возможна только с электромобилями, — это выработка электроэнергии.Это не добавляет много, но все же имеет небольшое влияние на то, чтобы сделать электромобили более экологичными.
Итак, заключение о том, что электромобили, безусловно, будут намного более экологичными, чем ICE, если мы перейдем к использованию возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии и практикуем безопасную утилизацию батарей.
В чем разница между гибридным и электромобилем?
Некоторые люди склонны использовать термин «гибридное транспортное средство и электромобиль» взаимозаменяемо, что не так. Оба имеют совершенно разные значения.Проще говоря, если автомобиль работает как на электричестве, так и на газе, то это гибридное транспортное средство, если он работает только на электричестве и не может работать на газе, то он называется электромобилем. Вы можете убедиться, что автомобиль является EV, проверив, есть ли у него топливный бак, если нет топливного бака, то автомобиль, безусловно, EV.
Как у электромобилей, так и у гибридов есть свое значение. Гибридный автомобиль может исключить такие недостатки электромобиля, как время работы в топливном баксе, малый запас хода и т. Д., Но, поскольку у него есть аппаратное обеспечение как для ДВС, так и для электромобилей, эти автомобили обычно дороги.Автомобили Hybrids, как правило, нацелены на повышение эффективности автомобиля путем использования двигателя для движения автомобиля на низких скоростях.
,Электродвигатель | Британика
Самый простой тип асинхронного двигателя показан в поперечном сечении на рисунке. Трехфазный набор обмоток статора вставлен в пазы утюга статора. Эти обмотки могут быть подключены либо в конфигурации «вай», обычно без внешнего подключения к нейтральной точке, либо в конфигурации «треугольник». Ротор состоит из цилиндрического железного сердечника с проводниками, размещенными в пазах вокруг поверхности. В наиболее обычной форме эти проводники ротора соединены вместе на каждом конце ротора проводящим торцевым кольцом.
Поперечное сечение трехфазного асинхронного двигателя. Encyclopædia Britannica, Inc.Основу работы асинхронного двигателя можно разработать, предположив сначала, что обмотки статора подключены к трехфазному источнику электропитания и что набор из трех синусоидальных токов формы, показанной на рисунке, течет в обмотках статора. На этом рисунке показано влияние этих токов на создание магнитного поля через воздушный зазор машины в течение шести мгновений в цикле.Для простоты показана только центральная петля проводника для каждой фазовой обмотки. В момент времени t 1 на рисунке ток в фазе a является максимально положительным, в то время как в фазах b и c половина этого значения отрицательна. В результате создается магнитное поле с приблизительно синусоидальным распределением вокруг воздушного зазора с максимальным наружным значением вверху и максимальным внутренним значением внизу. В момент времени т 2 на рисунке (т.е.то есть, одна шестая часть цикла позже), ток в фазе c является максимально отрицательным, в то время как в фазе b и фазе a является половинным положительным значением. Результат, как показано для t 2 на рисунке, снова представляет собой синусоидально распределенное магнитное поле, но повернутое на 60 ° против часовой стрелки. Изучение распределения тока для т 3 , т 4 , т 5 и т 6 показывает, что магнитное поле продолжает вращаться с течением времени.Поле совершает один оборот за один цикл токов статора. Таким образом, объединенный эффект трех равных синусоидальных токов, равномерно смещенных во времени и протекающих в трех обмотках статора, равномерно смещенных в угловом положении, заключается в создании вращающегося магнитного поля с постоянной величиной и механической угловой скоростью, которая зависит от частоты электроснабжение.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодняВращательное движение магнитного поля относительно проводников ротора вызывает индуцирование напряжения в каждом, пропорциональном величине и скорости поля относительно проводников.Поскольку проводники ротора закорачиваются вместе на каждом конце, эффект будет вызывать токи в этих проводниках. В простейшем режиме работы эти токи будут примерно равны индуцированному напряжению, деленному на сопротивление проводника. Структура токов ротора для момента т 1 на рисунке показана на этом рисунке. Видно, что токи приблизительно синусоидально распределены по периферии ротора и расположены так, чтобы создавать вращающий момент против часовой стрелки (т.е.крутящий момент в том же направлении, что и вращение поля). Этот крутящий момент действует для ускорения ротора и вращения механической нагрузки. Когда скорость вращения ротора увеличивается, его скорость относительно скорости вращающегося поля уменьшается. Таким образом, индуцированное напряжение уменьшается, что приводит к пропорциональному уменьшению тока в проводнике ротора и крутящего момента. Скорость ротора достигает постоянного значения, когда крутящий момент, создаваемый токами ротора, равен крутящему моменту, требуемому на этой скорости нагрузкой, при этом избыточный крутящий момент не доступен для ускорения объединенной инерции нагрузки и двигателя.
Вращающееся поле и токи, возникающие в короткозамкнутых проводниках ротора. Encyclopædia Britannica, Inc.Механическая выходная мощность должна обеспечиваться электрической входной мощностью. Исходные токи статора, показанные на рисунке, достаточны для создания вращающегося магнитного поля. Для поддержания этого вращающегося поля в присутствии токов ротора на фигуре необходимо, чтобы обмотки статора передавали дополнительный компонент синусоидального тока такой величины и фазы, чтобы исключить влияние магнитного поля, которое могло бы возникнуть в противном случае. токами ротора на рисунке.Общий ток статора в каждой фазной обмотке представляет собой сумму синусоидальной составляющей для создания магнитного поля и другой синусоиды, ведущую первую на четверть цикла или на 90 °, чтобы обеспечить требуемую электрическую мощность. Второй или силовой компонент тока находится в фазе с напряжением, приложенным к статору, в то время как первый или намагничивающий компонент отстает от приложенного напряжения на четверть цикла, или на 90 °. При номинальной нагрузке этот намагничивающий компонент обычно находится в диапазоне 0.От 4 до 0,6 величины силовой составляющей.
Большинство трехфазных асинхронных двигателей работают с обмотками статора, подключенными напрямую к трехфазному источнику постоянного напряжения и частоты. Типичные напряжения питания находятся в диапазоне от 230 вольт между линиями для двигателей относительно низкой мощности (например, от 0,5 до 50 кВт) до примерно 15 кВ от линий к линии для двигателей большой мощности до примерно 10 мегаватт.
За исключением небольшого падения напряжения в сопротивлении обмотки статора, напряжение питания соответствует скорости изменения магнитного потока в статоре машины.Таким образом, в источнике постоянного напряжения с постоянной частотой величина вращающегося магнитного поля поддерживается постоянной, а крутящий момент приблизительно пропорционален составляющей мощности тока питания.
При использовании асинхронного двигателя, показанного на предыдущих рисунках, магнитное поле вращается на один оборот за каждый цикл частоты питания. Для источника питания 60 Гц полевая скорость составляет 60 оборотов в секунду, или 3600 в минуту. Скорость ротора меньше скорости поля на величину, достаточную для того, чтобы индуцировать требуемое напряжение в проводниках ротора для создания тока ротора, необходимого для момента нагрузки.При полной нагрузке скорость, как правило, на 0,5–5 процентов ниже скорости поля (часто называемой синхронной скоростью), причем более высокий процент применяется к двигателям меньшего размера. Эта разница в скорости часто называется скольжением.
Другие синхронные скорости можно получить с помощью источника постоянной частоты, построив машину с большим числом пар магнитных полюсов, в отличие от двухполюсной конструкции на рисунке. Возможные значения скорости магнитного поля в оборотах в минуту: 120 f / p , где f — частота в герцах (циклов в секунду), а p — количество полюсов (которое должно быть четное число).Данная железная рама может быть намотана для любого из нескольких возможных чисел пар полюсов с помощью катушек, которые охватывают угол приблизительно (360/ p ) °. Крутящий момент, доступный от рамы машины, останется неизменным, поскольку он пропорционален произведению магнитного поля и допустимому току катушки. Таким образом, номинальная мощность для рамы, являющаяся произведением крутящего момента и скорости, будет примерно обратно пропорциональна числу пар полюсов. Наиболее распространенные синхронные скорости для 60-герцовых двигателей составляют 1800 и 1200 оборотов в минуту.
,