Elektrik Motorları ve Jeneratörleri Nasıl Çalışır?

Elektrikli araçlar, itiş için sadece elektrikli motorlara dayanır ve melezler, içten yanmalı motorlarına hareket için yardımcı olmak için elektrik motorları kullanır. Ama hepsi bu değil. Bu motorlar elektrik üretmek için kullanılabilir ve rejeneratif frenleme) bu araçların yerleşik pillerini şarj etmek için.

En yaygın soru şudur: "Bu nasıl olabilir... Bu nasıl çalışır? "Çoğu insan bir motorun iş yapmak için elektrikle beslendiğini anlar - her gün ev aletlerinde (çamaşır makineleri, elektrikli süpürgeler, mutfak robotları) görürler.

Ancak bir motorun "geriye doğru koşabileceği" fikri, onu tüketmektense elektrik üretmesi neredeyse sihir gibi görünüyor. Ama bir zamanlar mıknatıslar ve elektrik (elektromanyetizma) ve enerjinin korunumu anlaşılırsa, gizem kaybolur.

Motor gücü ve elektrik üretimi, bir mıknatıs ve elektrik arasındaki fiziksel ilişki olan elektromanyetizmanın özelliği ile başlar. Bir elektromıknatıs, bir mıknatıs gibi davranan bir cihazdır, ancak manyetik kuvveti elektrikle kendini gösterir ve kontrol edilir.

İletken malzemeden yapılmış tel (örneğin bakır) manyetik bir alandan geçtiğinde telde akım oluşur (temel bir jeneratör). Tersine, elektrik demir bir çekirdek etrafına sarılmış bir telden geçirildiğinde ve bu çekirdek manyetik bir alanın varlığında, hareket edecek ve bükülecektir (çok temel bir motor).

Motor / jeneratörler gerçekten iki zıt modda çalışabilen bir cihazdır. İnsanların bazen düşündüklerinin aksine, motorun / jeneratörün iki modunun geriye doğru çalıştığı anlamına gelmez birbirinden (bir motor olarak cihazın bir yöne ve bir jeneratör olarak, tersine yönü).

Şaft daima aynı şekilde döner. "Yön değişimi" elektrik akışındadır. Motor olarak, mekanik güç yapmak için elektrik tüketir (içeri akar) ve jeneratör olarak elektrik üretmek için mekanik güç tüketir (dışarı akar).

Elektrik motoru / jeneratörleri genellikle AC (Alternatif Akım) veya DC (Doğrudan) olmak üzere iki türden biridir. Mevcut) ve bu gösterimler tükettikleri elektrik türünü ve üretir.

Çok fazla ayrıntıya girmeden ve sorunu bulanıklaştırmadan, fark budur: AC akımı yön değiştirir (dönüşümlü olarak) bir devre boyunca akarken. DC akımları, bir devreden geçerken tek yönlü olarak (aynı kalır) akar.

Kullanılan akım türü çoğunlukla ünitenin maliyeti ve verimliliği ile ilgilidir (Bir AC motor / jeneratör genellikle daha pahalıdır, ancak aynı zamanda çok daha verimlidir). Çoğu hibrit ve daha büyük tüm elektrikli araçların AC motor / jeneratör kullandığını söylemek yeterlidir - bu yüzden bu açıklamada odaklanacağımız tip budur.

• Şaft üzerine monte edilmiş bir tel sargı armatürü (rotor)
• Bir muhafazada (stator) yan yana istiflenmiş elektrik enerjisini indükleyen mıknatıslar alanı
• AC akımını armatüre / armatürden taşıyan kayma halkaları
• Kayma halkalarına temas eden ve akımı elektrik devresine / devresinden aktaran fırçalar

Armatür, mekanik bir güç kaynağı tarafından tahrik edilir (örneğin, ticari elektrik enerjisi üretiminde bir buhar türbini olacaktır). Bu yara rotoru dönerken, tel bobini statordaki sabit mıknatıslardan geçer ve armatürün tellerinde bir elektrik akımı oluşturulur.

Ancak bobindeki her bir döngü önce kuzey kutbunu, sonra her birinin güney kutbunu geçtiği için ekseninde dönerken mıknatıs sırayla, indüklenen akım sürekli olarak ve hızla değişir Yön. Her yön değişikliğine döngü denir ve saniyedeki devir veya hertz (Hz) olarak ölçülür.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, çevrim hızı 60 Hz'dir (saniyede 60 kez), dünyanın diğer gelişmiş bölgelerinde ise 50 Hz'dir. Akımın akımın armatür. Fırçalar (aslında karbon kontaklarıdır) kayma halkalarına karşı biner ve jeneratörün bağlı olduğu devreye giden akımın yolunu tamamlar.

Motor hareketi (mekanik güç sağlama) özünde jeneratör hareketinin tersidir. Elektrik üretmek için armatürü döndürmek yerine, akım bir devre, fırçalar ve kayma halkaları ve armatür içine beslenir. Bobin sarılı rotordan (armatür) akan bu akım, onu bir elektromıknatıs haline getirir. Statordaki sabit mıknatıslar, armatürün dönmesine neden olan bu elektromanyetik kuvveti iter. Elektrik devreden aktığı sürece motor çalışacaktır.