Motor, seperti namanya, adalah perangkat yang mengubah energi listrik dan mekanik. Setiap motor dapat beroperasi sebagai motor atau sebagai generator. Itu tidak menghasilkan energi itu sendiri, tetapi hanya menyadari konversi energi elektromekanis, tetapi kerugian dalam proses konversi akan diubah menjadi panas, sehingga setiap Desain motor mencakup desain elektromagnetik, desain mekanis, dan desain termal. Kami lebih memperhatikan daya listrik, tenaga mekanik, kehilangan dan efisiensi, suhu dan parameter kinerja lainnya.
Tergantung pada struktur dan aplikasinya, ada banyak jenis motor. Namun, yang utama digunakan dalam penggerak mobil saat ini adalah motor sinkron magnet permanen, motor asinkron (motor induksi), motor reluktansi sakelar, motor eksitasi listrik, dan motor DC. Pada titik ini, semua orang tidak bisa tidak memperhatikan apa perbedaan antara motor-motor ini, dan apa kelebihan dan kekurangan masing-masing? Mari kita buat ilmu populer sederhana di sini.
DC
Motor DC adalah penemuan tertua dalam keluarga motor. Penemunya adalah Faraday yang terkenal. Motor DC tradisional terutama terdiri dari belitan jangkar pada rotor, belitan eksitasi pada stator, inti stator dan rotor, rangka dan sikat- Komutator terbentuk, belitan eksitasi menyediakan medan magnet eksitasi, dan jangkar belitan memberikan arus yang menghasilkan torsi.
Seperti disebutkan sebelumnya, motor DC memiliki belitan eksitasi dan belitan jangkar. Besarnya medan magnet dapat dikontrol dengan mengontrol arus belitan eksitasi, dan torsi dapat diatur dengan mengontrol arus belitan angker. Oleh karena itu, keuntungan terbesar dari motor DC adalah memiliki kinerja kontrol yang baik. Kecepatan keluaran dan torsi motor dapat diatur hampir secara linier hanya melalui resistor variabel eksternal.
Namun, karena keberadaan sikat, keandalannya rendah, biaya perawatannya tinggi, dan kerugian tambahan yang disebabkan oleh hambatan kontak sikat dan hambatan eksternal besar, dan efisiensi motor relatif rendah. Saat ini, kendaraan listrik yang baru dikembangkan pada dasarnya tidak lagi menggunakan motor DC yang disikat, yang umumnya hanya digunakan di tempat-tempat seperti lift jendela, wiper penggerak, dll, dan ada kecenderungan untuk menggunakan komutator elektronik untuk menggantikan komutator sikat.
motor induksi
Penemu motor induksi adalah raksasa teknologi lain Tesla. Umumnya, inti stator disematkan dengan belitan AC tiga fasa, dan rotor terdiri dari inti besi dan belitan sangkar hubung singkat. Ketika AC tiga fase terhubung ke belitan stator, akan menghasilkan medan magnet berputar sinkron ruang sintetis, memotong belitan rotor, sehingga menghasilkan arus di belitan sangkar rotor, dan arus akan dikenai aksi magnet. medan magnet untuk menghasilkan gaya elektromagnetik untuk mendorong rotor berputar.
Karena tidak perlu sikat pada rotor, strukturnya sederhana, keandalannya bagus, dan teknologi produksinya relatif matang, sehingga banyak digunakan dalam produksi industri. Sekarang digunakan di beberapa mobil penumpang, tetapi karena kepadatan daya yang rendah dan kontrol yang rumit, jarang digunakan di mobil penumpang. Untuk mengenang sosok besar ini, Tesla Motor menggunakan induksi sangkar tupai batangan tembaga pada produk awalnya. Namun, karena efisiensi keseluruhan, kepadatan daya dan kinerja lainnya, masih tidak dapat dibandingkan dengan motor magnet permanen tanah jarang. Model 3 terbaru telah beralih ke motor sinkron magnet permanen sebagai motor penggerak.
Motor Sinkron Konvensional dan Motor Sinkron Magnet Permanen
Struktur stator motor sinkron sama dengan motor induksi sebelumnya. Itu milik motor AC. Hanya belitan stator yang melewati arus AC simetris, yang akan menghasilkan gaya gerak magnet yang berputar di celah udara. Perbedaan dari motor asinkron adalah bahwa kecepatan rotornya konsisten dengan kecepatan medan magnet yang berputar.
Ini adalah motor sinkron eksitasi listrik tradisional, dan kutub menonjol rotornya dililit dengan belitan eksitasi luka dan ditarik keluar melalui cincin slip dan sikat pada poros. Artinya, gaya gerak magnet eksitasinya disediakan oleh arus searah eksternal. Oleh karena itu, kinerja kontrolnya relatif baik, dan faktor daya dan efisiensinya dapat relatif tinggi. Namun, karena diperlukan exciter eksternal, ukurannya besar, dan ring slip sikat memerlukan perawatan rutin, sehingga motor jenis ini banyak digunakan pada generator pembangkit listrik, dan relatif jarang digunakan pada mobil.
Yang paling banyak digunakan dalam kendaraan energi baru adalah motor sinkron magnet permanen. Perbedaan dari yang sebelumnya adalah bahwa inti rotor tidak memiliki belitan, hanya magnet permanen yang dipasang di permukaan atau built-in. Konversi energi elektromekanis terjadi karena aksi medan magnet yang berputar.
Karena kecepatan mobil perlu sering disesuaikan, kecepatan motor dirancang untuk menjadi relatif tinggi, sehingga motor sinkron magnet permanen dengan baja magnet built-in di sebelah kanan lebih menguntungkan karena kekuatan mekanik yang baik, dan ia memiliki gaya magnet yang relatif tinggi untuk jenis motor ini dengan baja magnet bawaan. Torsi resistansi lebih kondusif untuk menghemat jumlah baja magnetik dan meningkatkan kinerja pelemahan medan.
Motor Keengganan Beralih
Motor reluktansi adalah motor dengan struktur baru. Tidak ada bahan magnet berliku atau permanen pada rotor, tetapi struktur padat kutub menonjol yang ditumpuk oleh lembaran baja silikon. Ini didasarkan pada prinsip keengganan minimum (fluks magnet harus selalu tertutup sepanjang jalur dengan keengganan terkecil). Dengan mengalihkan urutan energi dari belitan pada kutub menonjol stator, rotor terus bergerak ke posisi dengan keengganan terkecil, sehingga mendorong rotor untuk berputar.
Struktur magnetoresistif sederhana, kokoh, andal, berbiaya rendah, dan memiliki potensi besar untuk dikembangkan. Oleh karena itu, telah berkembang pesat di bidang pengaturan kecepatan traksi dalam beberapa tahun terakhir. Namun, karena fluktuasi torsi yang melekat dan getaran serta kebisingan yang jelas, saat ini hanya digunakan di beberapa mobil penumpang.
Saat ini, ada juga beberapa motor reluktansi tipe eksitasi hybrid baru. Biasanya, bahan magnet permanen ferit tertentu dimasukkan ke dalam slot reluktansi rotor, sehingga kinerja motor lebih tinggi daripada motor reluktansi karena pengenalan sebagian dari torsi magnet permanen. , dan biayanya tidak setinggi motor magnet permanen tanah jarang.
Epilog
Artikel ini memperkenalkan beberapa motor yang kita kenal. Secara keseluruhan, motor DC secara bertahap dihilangkan karena keandalannya yang buruk dan kinerja rata-rata; teknologi kontrol motor keengganan yang diaktifkan belum matang, dan kebisingan dan getarannya jelas pada kecepatan rendah, dan efisiensinya juga rendah. Itu milik alternatif masa depan; rotor motor induksi memiliki konsumsi tembaga di sisi sekunder, pembangkitan panas yang serius, efisiensi rendah, dan volume besar, dan sering cocok untuk digunakan pada mobil penumpang yang tidak memerlukan persyaratan volume yang ketat; sistem motor sinkron eksitasi listrik berukuran besar, dan cincin slip Brushed listrik memerlukan perawatan dan memiliki masalah keandalan, dan saat ini jarang terjadi selain sebagai generator.
Gambar di atas adalah perbandingan struktur dan performa beberapa motor yang dibuat oleh US Department of Energy dan Oak Ridge National Laboratory untuk referensi. Untuk mobil penumpang yang lebih kecil, motor sinkron magnet permanen masih yang utama, dan di negara saya, cadangan bahan magnet permanen tanah jarang memiliki keunggulan sumber daya yang unik. Tetapi dengan pertumbuhan eksplosif kendaraan energi baru, antusiasme penelitian untuk motor baru yang berefisiensi tinggi, berbiaya rendah, aman, dan andal juga tumbuh.
