Prisimenu, kaip prie\u0161 kokius de\u0161imt met\u0173 elektromobiliai atrod\u0117 kaip ka\u017ekas i\u0161 mokslin\u0117s fantastikos film\u0173. Dabar juos matau kiekvien\u0105 dien\u0105 prie kaimyn\u0173 nam\u0173, prekybos centr\u0173 aik\u0161tel\u0117se, net ir mano draugas neseniai \u012fsigijo vien\u0105. Bet kaip i\u0161 tikr\u0173j\u0173 veikia tas elektrinis variklis, kuris taip tyliai ir skland\u017eiai stumia \u0161iuos automobilius? Pasirodo, principas yra ir paprastas, ir genialus vienu metu.<\/p>\n
Elektrinio variklio \u0161irdis \u2013 tai elektromagnetizmo j\u0117ga. Skirtingai nei vidaus degimo variklyje, kur sprogdinami degalai stumia st\u016bmoklius, elektromobilyje viskas sukasi apie magnet\u0173 \u0161ok\u012f. Kai elektros srov\u0117 teka per laidus, ji sukuria magnetin\u012f lauk\u0105. O jei tuos laidus suvyniosi \u012f rit\u0119 ir pastatysi \u0161alia nuolatinio magneto, prasideda tikra magija \u2013 arba tiksliau, fizika.<\/p>\n
Pagrindinis elektrinio variklio principas remiasi tuo, kad prie\u0161ingi magnet\u0173 poliai traukia vienas kit\u0105, o vienodi \u2013 stumia. \u012esivaizduokite, kad turite rat\u0105 su elektromagnetais (tai vadinama rotoriumi) ir aplink j\u012f i\u0161d\u0117stytus nuolatinius magnetus arba kitus elektromagnetus (tai statorius). Kai pradedame tiekti elektros srov\u0119 \u012f rotorius, jis tampa magnetu. Dabar jei protingai keisime srov\u0117s krypt\u012f tam tikru momentu, galime priversti rotori\u0173 nuolat \u201evytis” statori\u0173 \u2013 bandyti priart\u0117ti prie prie\u0161ingo poliaus, bet niekada jo nepasiekti.<\/p>\n
\u0160iuolaikiniuose elektromobiliuose da\u017eniausiai naudojami trifaziai kintamos srov\u0117s varikliai. Skamba sud\u0117tingai, bet esm\u0117 paprasta: srov\u0117 tiekiama trimis atskirais kanalais, kurie paeiliui \u012fjungiami ir i\u0161jungiami. Tai sukuria besisukant\u012f magnetin\u012f lauk\u0105, kuris traukia rotori\u0173 paskui save tarsi morka prie\u0161 arklio nos\u012f. Tik skirtumas tas, kad \u0161is arklys t\u0105 mork\u0105 pasiveja milijonus kart\u0173 per minut\u0119.<\/p>\n
Elektromobiliuose rasite kelis pagrindinius variklio tipus, ir kiekvienas turi savo privalum\u0173. Pats populiariausias \u2013 sinchroninis variklis su nuolatiniais magnetais. Tokius naudoja \u201eTesla”, \u201eNissan Leaf” ir dauguma kit\u0173 gamintoj\u0173. \u010cia rotoriuje \u012fmontuoti galingi neodimio magnetai, kurie sukuria stipr\u0173 magnetin\u012f lauk\u0105 be jokios papildomos energijos. Tai rei\u0161kia didesn\u012f efektyvum\u0105 \u2013 daugiau kilometr\u0173 i\u0161 tos pa\u010dios baterijos \u012fkrovos.<\/p>\n
Asinchroniniai (indukcijos) varikliai \u2013 tai kitas populiarus pasirinkimas. \u201eTesla Model S” ir \u201eModel X” juos naudoja d\u0117l paprastumo ir patikimumo. \u010cia rotoriuje n\u0117ra joki\u0173 nuolatini\u0173 magnet\u0173 \u2013 magnetinis laukas sukuriamas indukcijos b\u016bdu i\u0161 statoriaus. Tai \u0161iek tiek suma\u017eina efektyvum\u0105, bet padaro varikl\u012f pigesn\u012f gaminti ir patikimesn\u012f ilgalaik\u0117je perspektyvoje.<\/p>\n
Dar yra sinchroniniai reaktyviniai varikliai, kurie neturi nei nuolatini\u0173 magnet\u0173, nei rotoriaus apvij\u0173. Jie veikia d\u0117l to, kad gele\u017eies rotoriaus dalys nat\u016braliai stengiasi i\u0161sirikiuoti su magnetiniu lauku. \u201eBMW i3″ naudoja b\u016btent tok\u012f varikl\u012f. Jis pigesnis, bet ir \u0161iek tiek ma\u017eiau efektyvus u\u017e kitus tipus.<\/p>\n
Pats variklis be protingos valdymo sistemos b\u016bt\u0173 kaip galingas arklys be raitelio \u2013 daug j\u0117gos, bet n\u0117ra kas j\u0105 valdyt\u0173. \u010cia \u012f scen\u0105 \u012f\u017eengia inverteris \u2013 elektroninis \u012frenginys, kuris paver\u010dia baterijos nuolatin\u0119 srov\u0119 \u012f kintam\u0105 ir labai tiksliai kontroliuoja, kada ir kiek srov\u0117s tiekti \u012f kiekvien\u0105 variklio faz\u0119.<\/p>\n
Inverteris veikia su tranzistoriais, kurie \u012fsijungia ir i\u0161sijungia t\u016bkstan\u010dius kart\u0173 per sekund\u0119. Tai kaip labai greitas jungiklis, kuris tiksliai dozuoja energij\u0105. Kai spaud\u017eiate akseleratori\u0173, j\u016bs i\u0161 tikr\u0173j\u0173 netiesiogiai valdote \u0161iuos tranzistorius \u2013 sakote jiems, kaip greitai ir kaip stipriai tiekti srov\u0119 \u012f varikl\u012f.<\/p>\n
Moderniuose elektromobiliuose yra ir regeneracinio stabdymo sistema. Kai atleid\u017eiate akseleratori\u0173 arba spaud\u017eiate stabd\u017eius, variklis tampa generatoriumi. Automobilio kinetin\u0117 energija ver\u010diama atgal \u012f elektros energij\u0105 ir gr\u0105\u017einama \u012f baterij\u0105. Tai viena i\u0161 prie\u017eas\u010di\u0173, kod\u0117l elektromobiliai mieste gali nuva\u017eiuoti daugiau nei greitkelyje \u2013 da\u017enas stabdymas ir greit\u0117jimas leid\u017eia susigr\u0105\u017einti dal\u012f energijos.<\/p>\n
Vienas \u012fsp\u016bdingiausi\u0173 elektrini\u0173 varikli\u0173 bruo\u017e\u0173 \u2013 momentinis sukimo momentas. Kai vidaus degimo varikliui reikia laiko \u201e\u012fsisukti” ir pasiekti maksimali\u0105 gali\u0105, elektrinis variklis atiduoda vis\u0105 savo j\u0117g\u0105 nuo pirmos sekund\u0117s. Tai kod\u0117l net vidutin\u0117s klas\u0117s elektromobiliai gali palikti u\u017e nugaros sportines ma\u0161inas \u0161viesoforo startuose.<\/p>\n
Fizikinis paai\u0161kinimas paprastas: elektrinis variklis neturi mechanini\u0173 apribojim\u0173 kaip st\u016bmokliai, vo\u017etuvai ar kiti judan\u010dios dalys. Kai srov\u0117 pradeda tek\u0117ti, magnetinis laukas atsiranda akimirksniu, ir rotoriaus sukimas prasideda i\u0161kart su maksimalia j\u0117ga. Vidaus degimo varikliui reikia laiko, kad oro-degal\u0173 mi\u0161inys b\u016bt\u0173 susl\u0117gtas, u\u017edegtas, sudeg\u0119s ir i\u0161stumtas \u2013 visas \u0161is procesas u\u017etrunka ir riboja gali\u0105 \u017eemose apsukose.<\/p>\n
Be to, elektriniai varikliai veikia efektyviai labai pla\u010diame apsuk\u0173 diapazone. Daugelis j\u0173 gali suktis nuo 0 iki 15000-20000 apsuk\u0173 per minut\u0119 be joki\u0173 pavar\u0173 d\u0117\u017ei\u0173. Kai kurie elektromobiliai i\u0161 viso neturi pavar\u0173 d\u0117\u017e\u0117s \u2013 tik vien\u0105 pavar\u0105, kuri tiesiogiai sujungta su ratais. Tai suma\u017eina mechanini\u0173 nuostoli\u0173 ir padaro vis\u0105 sistem\u0105 paprastesn\u0119 bei patikimesn\u0119.<\/p>\n
Nors elektriniai varikliai yra daug efektyvesni u\u017e vidaus degimo variklius (apie 85-90% prie\u0161 20-30%), jie vis tiek gamina \u0161ilum\u0105. Daugiausia \u0161ilumos atsiranda d\u0117l elektrin\u0117s varin\u0117s laid\u0173 var\u017eos \u2013 kai srov\u0117 teka per laidus, dalis energijos nei\u0161vengiamai virsta \u0161iluma. Tod\u0117l visi elektromobiliai turi au\u0161inimo sistemas, paprastai naudojan\u010dias skyst\u012f, kuris cirkuliuoja per varikl\u012f ir inverter\u012f.<\/p>\n
Triuk\u0161mo elektriniai varikliai gamina minimaliai. Tas auk\u0161tas cypimas, kur\u012f girdite kai kuriuose elektromobiliuose, da\u017eniausiai kyla i\u0161 inverterio tranzistori\u0173 perjungimo da\u017enio arba i\u0161 paties variklio magnetinio lauko pulsacij\u0173. Kai kurie gamintojai net specialiai prideda dirbtin\u012f gars\u0105, kad p\u0117stieji i\u0161girst\u0173 art\u0117jant\u012f automobil\u012f \u2013 tyl\u016bs elektromobiliai gali b\u016bti pavojingi d\u0117l to, kad j\u0173 negird\u0117ti.<\/p>\n
Mechaninis susid\u0117v\u0117jimas elektrin\u0117se pavarose yra minimalus. Pagrindin\u0117s judan\u010dios dalys \u2013 tai guoliai, kurie laiko rotori\u0173. N\u0117ra tepalo, kuris reik\u0117t\u0173 keisti, n\u0117ra \u017evaki\u0173, dir\u017e\u0173 ar grandini\u0173. Teori\u0161kai elektrinis variklis gali tarnauti vis\u0105 automobilio gyvenim\u0105 be jokio rimtesnio aptarnavimo.<\/p>\n
Kai s\u0117date \u012f elektromobil\u012f ir spaud\u017eiate akseleratori\u0173, \u012fvyksta tokia \u012fvyki\u0173 grandin\u0117: j\u016bs\u0173 koja spaud\u017eia pedal\u0105, kuris i\u0161 tikr\u0173j\u0173 yra tik elektroninis jutiklis. \u0160is signalas keliauja \u012f pagrindin\u012f kompiuter\u012f, kuris apskai\u010diuoja, kiek galios reikia pagal esam\u0105 greit\u012f, kelio s\u0105lygas ir kitus parametrus. Tada kompiuteris siun\u010dia komandas invereriui, kuris pradeda tiekti tiksliai dozuot\u0105 kintamos srov\u0117s energij\u0105 \u012f variklio statoriaus apvijas.<\/p>\n
Statoriaus elektromagnetai sukuria besisukant\u012f magnetin\u012f lauk\u0105, kuris traukia rotori\u0173. Rotoriaus a\u0161is tiesiogiai arba per paprast\u0105 reduktori\u0173 sujungta su ratais. Viskas vyksta beveik akimirksniu \u2013 nuo pedalo paspaudimo iki rato sukimosi praeina vos kelios milisekund\u0117s.<\/p>\n
Kai va\u017eiuojate \u012fvairiais grei\u010diais, inverteris nuolat kei\u010dia srov\u0117s da\u017en\u012f ir stiprum\u0105. Norite greitai pagreit\u0117ti? Inverteris padidina srov\u0117s stiprum\u0105 ir da\u017en\u012f. Norite palaikyti pastov\u0173 greit\u012f? Inverteris tiekia tik tiek energijos, kiek reikia nugal\u0117ti oro pasiprie\u0161inim\u0105 ir rat\u0173 ried\u0117jimo trinties j\u0117g\u0105. Stabdote? Variklis tampa generatoriumi, o inverteris dabar veikia atvirk\u0161\u010diai \u2013 paver\u010dia mechanin\u0119 energij\u0105 atgal \u012f elektros energij\u0105 ir kraun\u0105 baterij\u0105.<\/p>\n
Elektrini\u0173 varikli\u0173 technologija n\u0117ra nauja \u2013 pirmieji elektromobiliai buvo sukurti dar XIX am\u017eiaus pabaigoje. Bet pastar\u0105j\u012f de\u0161imtmet\u012f \u012fvyko tikra revoliucija d\u0117l pa\u017eangesni\u0173 magnet\u0173, geresn\u0117s elektronikos ir protingesni\u0173 valdymo algoritm\u0173.<\/p>\n
Viena \u012fdomiausi\u0173 naujovi\u0173 \u2013 varikliai su didesniais apsuk\u0173 skai\u010diais. Kai kurie naujausi varikliai gali suktis iki 30000 apsuk\u0173 per minut\u0119, o tai rei\u0161kia, kad jie gali b\u016bti ma\u017eesni ir lengvesni, bet vis tiek galingi. Ma\u017eesnis variklis \u2013 tai ma\u017eesn\u0117 mas\u0117, o lengvesnis automobilis \u2013 tai didesnis nuva\u017eiuojamas atstumas.<\/p>\n
Kita kryptis \u2013 varikliai be ret\u0173j\u0173 \u017eemi\u0173 element\u0173. Neodimio magnetai, naudojami daugelyje \u0161iuolaikini\u0173 elektrini\u0173 varikli\u0173, yra brang\u016bs ir j\u0173 gavyba kelia aplinkosaugos problem\u0173. Tod\u0117l in\u017einieriai kuria efektyvius variklius, kurie naudoja \u012fprastesnius ir pigesnius materi\u0101lus. Sinchroniniai reaktyviniai varikliai ir patobulinti indukcijos varikliai \u2013 tai kelias \u012f pigesn\u0119 ir ekologi\u0161kesn\u0119 elektromobili\u0173 ateit\u012f.<\/p>\n
Integruoti varikliai rateliuose \u2013 dar viena \u012fdomi koncepcija. Vietoj centrinio variklio, kiekvienas ratas turi savo ma\u017e\u0105 varikl\u012f. Tai leid\u017eia tiksliau valdyti kiekvieno rato sukim\u0105, pagerina stabilum\u0105 ir leid\u017eia sukurti kompakti\u0161kesnius automobilius. Tiesa, tokia sistema turi ir i\u0161\u0161\u016bki\u0173 \u2013 rat\u0173 varikliai turi atlaikyti sm\u016bgius, purv\u0105, dr\u0117gm\u0119 ir temperat\u016bros svyravimus.<\/p>\n
\u017dvelgiant \u012f elektrini\u0173 varikli\u0173 veikim\u0105, stebina, kaip sud\u0117tinga technologija gali b\u016bti tokia paprasta naudojime. Spaud\u017eiate pedal\u0105 \u2013 va\u017eiuojate. Atleid\u017eiate \u2013 stabdote ir net kraunate baterij\u0105. N\u0117ra pavar\u0173, n\u0117ra sankabos, n\u0117ra sud\u0117ting\u0173 technini\u0173 aptarnavim\u0173. Tai technologijos gro\u017eis \u2013 kai ji veikia taip skland\u017eiai, kad apie j\u0105 net negalvoji.<\/p>\n
Elektriniai varikliai kei\u010dia ne tik tai, kaip mes va\u017eiuojame, bet ir kaip suprantame transport\u0105 apskritai. Jie tyl\u016bs, tod\u0117l miestai tampa tyl\u016bs. Jie efektyv\u016bs, tod\u0117l ma\u017eiau energijos \u0161vaistomos. Jie paprasti, tod\u0117l ma\u017eiau daikt\u0173 gali sugesti. Ir nors baterijos technologija vis dar tobul\u0117ja, pats variklis jau dabar yra beveik tobulas \u2013 paprastas, patikimas ir galingas \u012frenginys, kuris tikriausiai tarnaus daug ilgiau nei bet kuri kita automobilio dalis.<\/p>\n
Taigi kai kit\u0105 kart\u0105 pamatysite tyliai praslystant\u012f elektromobil\u012f, prisiminkite \u2013 jo viduje sukasi ne sud\u0117tingas mechanizmas su t\u016bkstan\u010diais dali\u0173, o eleganti\u0161kas magnet\u0173 \u0161okis, valdomas elektronikos, kuris paver\u010dia elektros energij\u0105 \u012f jud\u0117jim\u0105. Ir tai veikia nuostabiai gerai.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"