Električna vozila se za pogon poganjajo izključno na elektromotorje, hibridi pa uporabljajo elektromotorje za pomoč motorjem z notranjim zgorevanjem pri gibanju. A to še ni vse. Ti motorji se lahko uporabljajo in se uporabljajo za proizvodnjo električne energije (s postopkom regenerativno zaviranje) za polnjenje akumulatorjev na vozilih.
Najpogostejše vprašanje je: "Kako je to mogoče... Kako to deluje? "Večina ljudi razume, da motor za delo opravlja električno energijo - to vidijo vsak dan v svojih gospodinjskih aparatih (pralni stroji, sesalniki, predelovalci hrane).
Toda ideja, da lahko motor "deluje nazaj", dejansko proizvaja električno energijo in ne porabi, se zdi skoraj kot čarovnija. Toda nekoč razmerje med magneti in elektriko (elektromagnetizem) in konceptom ohranjanje energije se razume, skrivnost izgine.
Elektromagnetizem
Proizvodnja električne energije in električne energije se začne s lastnostjo elektromagnetizma - fizičnega razmerja med magnetom in električno energijo. Elektromagnet je naprava, ki deluje kot magnet, vendar se njegova magnetna sila manifestira in nadzira z električno energijo.
Ko se žica, izdelana iz prevodnega materiala (na primer bakra), giblje skozi magnetno polje, se v žici ustvari tok (rudimentarni generator). In obratno, ko se elektrika odda skozi žico, ki je navita okoli železnega jedra, in je to jedro v prisotnosti magnetnega polja, se bo premikalo in zasukalo (zelo osnovni motor).
Motor / generatorji
Motor / generatorji so res ena naprava, ki lahko deluje v dveh nasprotnih načinih. V nasprotju s tem, kar si ljudje včasih mislijo, to ne pomeni, da dva načina motorja / generatorja tečeta nazaj drug od drugega (da se naprava kot motor vrti v eno smer in kot generator, obrne nasprotno smer).
Gred se vedno vrti na enak način. "Sprememba smeri" je v pretoku električne energije. Kot motor porabi električno energijo (priteče) za mehansko moč, kot generator pa porabi mehansko moč za proizvodnjo električne energije (izteče).
Elektromehansko vrtenje
Električni motorji / generatorji so običajno ena od dveh vrst, izmenični ali izmenični tok ali enosmerni Trenutno) in te oznake kažejo na vrsto električne energije, ki jo porabijo ustvarjati.
Brez preveč podrobnosti in motnje težave je to razlika: izmenični tok spremeni smer (nadomestno), ko teče skozi vezje. Enosmerni tokovi tečejo enosmerno (ostane enak), ko gre skozi tokokrog.
Vrsta uporabljenega toka je večinoma povezana s stroški enote in njenim izkoristkom (AC motor / generator je na splošno dražji, vendar je tudi veliko bolj učinkovit). Dovolj je reči, da večina hibridov in veliko večjih električnih vozil uporablja izmenične motorje / generatorje - tako se bomo v tej razlagi osredotočili na to.
Motor / generator z izmeničnim tokom sestavlja 4 glavne dele:
- Žična armatura, nameščena na gredi (rotor)
- Polje z magneti, ki povzročajo električno energijo, zloženi drug ob drugem v ohišje (stator)
- Drsni obroči, ki prenašajo izmenični tok na / iz armature
- Krtače, ki se dotikajo drsnih obročev in prenašajo tok v / iz električnega tokokroga
Generator izmeničnega toka v akciji
Armaturo poganja mehanski vir energije (na primer v komercialni proizvodnji električne energije bi bila parna turbina). Ko se ta vrtilni rotor vrti, njegova žična tuljava prehaja čez trajne magnete v statorju in v žicah armature nastane električni tok.
A ker vsaka posamezna zanka v tuljavi preide najprej severni pol, nato pa južni pol magnet zaporedoma, ko se vrti na svoji osi, se inducirani tok nenehno in hitro spreminja smer. Vsako spremembo smeri imenujemo cikel, merimo pa jo v ciklih na sekundo ali hertz (Hz).
V ZDA je stopnja cikla 60 Hz (60-krat na sekundo), medtem ko je v večini drugih razvitih delov sveta 50 Hz. Posamezni drsni obroči so nameščeni na obeh koncih žične zanke rotorja in tako zagotavljajo pot, da tok zapusti armatura. Krtače (ki so pravzaprav ogljikovi kontakti) vozijo proti drsnim obročem in dokončajo pot toka v vezje, na katerega je priključen generator.
AC motor v akciji
Motorno delovanje (dobava mehanske moči) je v bistvu obratno delovanje generatorja. Namesto da bi se armatura vrtela za električno energijo, se tok napaja v vezju, skozi krtače in drsne obroče in v armaturo. Ta tok, ki teče skozi rotor tuljave navitja (armatura), ga spremeni v elektromagnet. Stalni magneti v statorju odbijajo to elektromagnetno silo, zaradi česar se armatura vrti. Dokler skozi vezje teče elektrika, bo motor tekel.