Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας; Απλή εξήγηση
Με την εμφάνιση της ηλεκτρονικής κινητικότητας, το θέμα των ηλεκτρικών κινητήρων αποκτά όλο και μεγαλύτερη σημασία. Αλλά πώς λειτουργεί ένας τέτοιος κινητήρας; Σας εξηγούμε σε αυτό το άρθρο.
Πώς λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας; Τα μαγνητικά πεδία και η δύναμη του Lorentz εξήγησαν
Ο ηλεκτροκινητήρας χρησιμοποιεί μια απαραίτητη δύναμη της φύσης - τη δύναμη του Lorentz. Θα εξηγήσουμε πώς λειτουργεί αυτό και γιατί ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να το κάνει αυτό με βάση τα απλουστευμένα βασικά στοιχεία πριν πάμε στη συναρμολόγηση.
- Κάθε μαγνήτης έχει δύο πόλους: τον βόρειο πόλο και τον νότιο πόλο. Οι μαγνητικές δυνάμεις πάντοτε ενεργούν από τον βορρά μέχρι τον νότιο πόλο και στις λεγόμενες σιδηρομαγνητικές ουσίες (κοβάλτιο, σίδηρο, νικέλιο).
- Τα στερεά υλικά όπως ο σίδηρος προσελκύονται πάντα από έναν μαγνήτη. Αν όμως υπάρχουν δύο μαγνήτες, ισχύουν τα εξής: οι ίδιοι πόλοι απωθούνται μεταξύ τους (νότιοι και νότιοι πόλοι, βόρειοι και βόρειοι πόλοι) - διαφορετικοί πόλοι προσελκύουν ο ένας τον άλλον (νότιους και βόρειους πόλους).
- Η ηλεκτρική ενέργεια έχει επίσης δύο διαφορετικούς πόλους. Υπάρχει ένας πλούσιος και ένας αρνητικός πόλος εδώ. Αυτό ονομάζεται ηλεκτρική φόρτιση. Επιπλέον σημαίνει ότι ένα σωματίδιο είναι θετικά φορτισμένο. Μείον σημαίνει ότι ένα σωματίδιο είναι αρνητικά φορτισμένο.
- Η επίδραση μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα φορτίο (συν ή πλην) ονομάζεται δύναμη Lorentz. Για να το πούμε απλά: Ο μαγνητικός βόρειος πόλος απωθεί τη χρέωση συν και προσελκύει το μείον χρέωση. Ο μαγνητικός νότιος πόλος προσελκύει το επιπλέον φορτίο και απωθεί τη χρέωση μείον.
- Κάθε ηλεκτροκινητήρας βασίζεται σε αυτό. Χρησιμοποιεί το μαγνητικό αποτέλεσμα ενός μόνιμου μαγνήτη σε έναν ηλεκτρομαγνήτη (ο οποίος ενεργοποιείται και έχει φορτίο).
Δομή και λειτουργία του κινητήρα
- Ο λεγόμενος στάτορας βρίσκεται κάτω από το περίβλημα ενός ηλεκτροκινητήρα. Αποτελείται από ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο (μόνιμος μαγνήτης). Αυτό σημαίνει ότι οι βόρειοι και νότιοι πόλοι έχουν σταθερή θέση και δεν είναι μεταβλητές.
- Ο ρότορας (περιστρεφόμενος) είναι τοποθετημένος στον ίδιο τον κινητήρα, είναι συνδεδεμένος σε έναν άξονα και επομένως περιστρεφόμενος. Το ηλεκτρικό του μαγνητικό πεδίο αλλάζει συνεχώς: οι βόρειοι και νότιοι πόλοι ανταλλάσσουν θέσεις. Ο ρότορας περιβάλλεται από τον στάτορα.
- Η άγκυρα είναι ο πυρήνας σιδήρου του δρομέα. Οι περιελίξεις του ρότορα, μέσω των οποίων ρέει το ρεύμα, τυλίγονται γύρω από αυτό. Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργείται χρησιμοποιώντας αυτά τα πηνία. Εάν ο οπλισμός είναι ένας μόνιμος μαγνήτης, δεν υπάρχουν σπείρες.
- Ο διακόπτης (που ονομάζεται επίσης κιβώτιο αλλαγής) βρίσκεται στον άξονα του δρομέα. Το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό. Το έργο του μεταγωγέα είναι να γυρίσει το μαγνητικό πεδίο του δρομέα και έτσι να ανταλλάξει τους πόλους. Αυτό συμβαίνει πάντα όταν επιτευχθεί κάποια θέση. Οι συρόμενες επαφές είναι προσαρτημένες στον ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος τροφοδοτεί το ρεύμα με το ρεύμα.
- Εάν ο ηλεκτρικός κινητήρας είναι τώρα ενεργοποιημένος, το μαγνητικό πεδίο συσσωρεύεται στο ρότορα. Μόνο τότε θα γίνει ένας περιστρεφόμενος ηλεκτρομαγνήτης.
- Σύμφωνα με την αρχή που περιγράφηκε παραπάνω ότι οι ίδιοι πόλοι απωθούνται ο ένας τον άλλο, ο ρότορας αρχίζει να γυρίζει. Ο εναλλάκτης ρυθμίζει πάντα το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του δρομέα έτσι ώστε ο βόρειος πόλος του δρομέα και ο βόρειος πόλος του στάτορα (ανάλογος με τον νότιο πόλο) να αντικρίζουν το ένα το άλλο. Με απλά λόγια, η πολικότητα του δρομέα αλλάζει μετά από κάθε μισή στροφή. Αλλιώς ο Βόρειος Πόλος και ο Νότιο Πόλο θα έτρεχαν ο ένας στον άλλο και ο κινητήρας θα σταματούσε.
- Υπάρχει επίσης μια παραλλαγή του ηλεκτροκινητήρα χωρίς ένα μεταγωγέα. Με τους κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος, το μαγνητικό πεδίο αλλάζει σε ρυθμό με την ταχύτητα του δρομέα. Οι ίδιοι πόλοι αντιμετωπίζονται "αυτόματα". Σε αυτή την περίπτωση, η δομή είναι κάπως διαφορετική. Τα βασικά τμήματα διατηρούνται.
Περισσότερα για το θέμα στο EFahrer.com
Όλα σχετικά με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Μπορείτε να βρείτε τρέχουσες δοκιμές και αριθμομηχανή στην ηλεκτρονική πύλη EFahrer.com. Εκεί θα βρείτε επίσης μια μεγάλη συμβουλευτική περιοχή γύρω από τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Θα υπάρξει σύντομα πρόοδος; Στο παρακάτω άρθρο, μπορείτε να διαβάσετε αν η ασύρματη χρέωση θα μπορούσε σύντομα να γίνει πραγματικότητα σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο.