Kako rade električni motori i generatori

Električna vozila oslanjaju se isključivo na električne motore za pogon, a hibridi koriste električne motore za pomoć motorima s unutarnjim izgaranjem za pokretanje. Ali to nije sve. Ti se motori mogu koristiti i koriste za proizvodnju električne energije (postupkom regenerativno kočenje) za punjenje baterija ovih vozila u vozilu.

Najčešće pitanje glasi: "Kako to može biti... kako to funkcionira? "Većina ljudi razumije da motor pokreće električna energija da bi radila - to svakodnevno vide u svojim kućanskim aparatima (perilice rublja, usisavači, prerađivači hrane).

Ali ideja da motor može "raditi unatrag", zapravo stvarajući električnu energiju, a ne trošeći, čini se gotovo poput magije. Ali jednom odnos magneta i električne energije (elektromagnetizam) i koncepta čuvanje energije razumije se, misterija nestaje.

Proizvodnja električne energije i električne energije započinje svojstvom elektromagnetizma - fizičkim odnosom magneta i električne energije. Elektromagnet je uređaj koji djeluje poput magneta, ali njegova se magnetska sila očituje i kontrolira pomoću električne energije.

Kad se žica izrađena od vodljivog materijala (na primjer, bakar) kreće kroz magnetsko polje, u žici se stvara struja (rudimentarni generator). Suprotno tome, kada se električna energija provede kroz žicu koja je namotana oko željezne jezgre, a ta jezgra je u prisutnosti magnetskog polja, ona će se kretati i uvijati (vrlo osnovni motor).

Motor / generatori su stvarno jedan uređaj koji se može pokrenuti u dva suprotna načina. Suprotno onome što ljudi ponekad misle, to ne znači da dva načina motora / generatora vode unatrag jedni od drugih (da se kao motor uređaj okreće u jednom smjeru, a kao generator, on se okreće u suprotnom smjer).

Osovina se uvijek vrti na isti način. "Promjena smjera" je u protoku električne energije. Kao motor, on troši električnu energiju (ulazi u) kako bi napravio mehaničku snagu, a kao generator troši mehaničku snagu za proizvodnju električne energije (istječe).

Električni motor / generatori općenito su jedne od dvije vrste, bilo izmjenična (izmjenična) ili jednosmerna (istosmjerna) Struja) i te oznake ukazuju na vrstu električne energije koju troše i generirati.

Bez previše detalja i zamagljivanja problema, ovo je razlika: AC struja mijenja smjer (naizmjenično) dok teče krugom. DC struje teku jednosmjerno (ostaje isto) dok prolazi kroz krug.

Vrsta korištene struje uglavnom se tiče troškova jedinice i njezine učinkovitosti (AC motor / generator je općenito skuplji, ali je i mnogo učinkovitiji). Dovoljno je reći da većina hibrida i mnoga veća električna vozila koriste izmjenične struje / generatore - tako da ćemo se u ovom obrazloženju usredotočiti na to.

• Žica namotana armatura (rotor)
• Polje s magnetima koje induciraju električnu energiju složeno jedan pored drugog u kućištu (stator)
• Klizni prstenovi koji nose izmjeničnu struju do / iz armature
• Četke koje dodiruju klizne prstenove i prenose struju u / iz električnog kruga

Armatura pokreće mehanički izvor snage (na primjer, u komercijalnoj proizvodnji električne energije bila bi parna turbina). Kako se ovaj rotor okreće, njegova žica zavojnica prolazi preko trajnih magneta u statoru i stvara se električna struja u žicama armature.

Ali zato što svaka pojedinačna petlja u zavojnici prolazi prvo sjeverni pol, a zatim južni pol magnet koji se okreće na osi, inducirana struja se neprekidno i brzo mijenja smjer. Svaka promjena smjera naziva se ciklusom, a mjeri se u ciklusima po sekundi ili hertzu (Hz).

U SAD-u brzina ciklusa iznosi 60 Hz (60 puta u sekundi), dok u većini drugih razvijenih dijelova svijeta iznosi 50 Hz. Pojedinačni klizni prstenovi pričvršćeni su na svaki od dva kraja žičane petlje rotora kako bi se osigurala staza za napuštanje struje armatura. Četke (koje su zapravo ugljični kontakti) voze se protiv kliznih prstenova i dovršavaju put struje u krugu na koji je generator priključen.

Motorno djelovanje (opskrba mehaničkom snagom) je u suštini obrnuto djelovanje generatora. Umjesto da se okrene armatura za proizvodnju električne energije, struja se napaja krugom, kroz četke i klizne prstenove i ulazi u armaturu. Ova struja koja teče kroz rotor zavojnice (armatura) pretvara ga u elektromagnet. Stalni magneti u statoru odbijaju ovu elektromagnetsku silu što uzrokuje okretanje armature. Dokle god struja teče kroz krug, motor će raditi.