An motor elèctricés un dispositiu que converteix l'energia elèctrica en energia mecànica, i des que Faraday va invenció del primer motor elèctric, hem pogut viure les nostres vides sense aquest dispositiu a tot arreu.
Avui dia, els cotxes estan canviant ràpidament de ser predominantment mecànics a dispositius elèctrics, i l'ús de motors en els cotxes s'està generalitzant cada cop més. Molta gent potser no pot endevinar quants motors té instal·lat el seu cotxe, i la següent introducció us ajudarà a descobrir els motors del vostre cotxe.
Aplicacions dels motors en els cotxes
Per saber on és el motor al cotxe, el seient elèctric és el lloc ideal per trobar-lo. En els cotxes econòmics, els motors solen proporcionar ajust endavant i endarrere i inclinació del respatller. En els cotxes premium,motors elèctricspot controlar l'ajust d'alçada, per exemple, la reclinació del coixí del fons del seient, el suport lumbar, l'ajust del reposacaps i la fermesa del coixí, entre altres funcions que es poden utilitzar sense motors elèctrics. Altres funcions dels seients que utilitzen motors elèctrics inclouen el plegat elèctric i la càrrega elèctrica dels seients posteriors.
Els eixugaparabrises són l'exemple més comú demotor elèctricaplicacions en cotxes moderns. Normalment, tots els cotxes tenen com a mínim un motor d'eixugaparabrises per als eixugaparabrises davanters. Els eixugaparabrises del darrere són cada cop més populars entre els SUV i els cotxes amb portes posteriors de graner, cosa que significa que els eixugaparabrises del darrere i els motors corresponents estan presents a la majoria de cotxes. Un altre motor bomba el líquid de rentar al parabrisa i, en alguns cotxes, als fars, que poden tenir el seu propi petit eixugaparabrises.
Gairebé tots els cotxes tenen un ventilador que fa circular l'aire pel sistema de calefacció i refrigeració; molts vehicles tenen dos o més ventiladors a la cabina. Els vehicles de gamma alta també tenen ventiladors als seients per a la ventilació dels coixins i la distribució de la calor.
Abans, les finestres sovint s'obrien i tancaven manualment, però ara són habituals els elevalunes elèctrics. Els motors ocults s'allotgen a cada finestra, inclosos els sostres corredissos i les finestres posteriors. Els actuadors utilitzats per a aquestes finestres poden ser tan simples com els relés, però els requisits de seguretat (com ara la detecció d'obstacles o la subjecció d'objectes) condueixen a l'ús d'actuadors més intel·ligents amb monitorització de moviment i limitació de la força motriu.
Amb el canvi de manual a elèctric, els panys dels cotxes són cada cop més pràctics. Els avantatges del control motoritzat inclouen funcions pràctiques com ara el funcionament remot i una seguretat i intel·ligència millorades, com ara el desbloqueig automàtic després d'una col·lisió. A diferència dels elevalunes elèctrics, els panys elèctrics de les portes han de mantenir l'opció de funcionament manual, de manera que això afecta el disseny del motor i l'estructura del pany elèctric de les portes.
Els indicadors dels quadres de comandament o dels grups de control poden haver evolucionat cap a díodes emissors de llum (LED) o altres tipus de pantalles, però ara tots els indicadors i esferes utilitzen petits motors elèctrics. Altres motors de la categoria que proporcionen comoditat inclouen característiques comunes com ara el plegament i l'ajust de la posició dels retrovisors laterals, així com aplicacions més elegants com ara capotes descapotables, pedals retràctils i separadors de vidre entre el conductor i el passatger.
Sota el capó, els motors elèctrics són cada cop més comuns en diversos altres llocs. En molts casos, els motors elèctrics estan substituint els components mecànics accionats per corretges. Alguns exemples són els ventiladors de radiador, les bombes de combustible, les bombes d'aigua i els compressors. Hi ha diversos avantatges de canviar aquestes funcions de transmissió per corretges a accionament elèctric. Un és que l'ús de motors d'accionament en equips electrònics moderns és més eficient energèticament que l'ús de corretges i politges, la qual cosa resulta en beneficis com ara una millora de l'eficiència del combustible, una reducció del pes i una disminució de les emissions. Un altre avantatge és que l'ús de motors elèctrics en lloc de corretges permet més llibertat en el disseny mecànic, ja que les ubicacions de muntatge de bombes i ventiladors no han d'estar restringides per la corretja serpentina que s'ha d'acoblar a cada politja.
Tendències en la tecnologia de motors integrats en vehicles
Els motors elèctrics són indispensables en els llocs marcats al diagrama anterior i, posteriorment, a mesura que el cotxe esdevingui més electrònic i es facin progressos en la conducció autònoma i la intel·ligència, els motors elèctrics s'utilitzaran cada cop més al cotxe, i el tipus de motors per a la tracció també està canviant.
Mentre que abans la majoria de motors dels cotxes utilitzaven sistemes estàndard de 12V per a automòbils, ara els sistemes de doble voltatge de 12V i 48V s'estan convertint en la norma, i el sistema de doble voltatge permet eliminar algunes de les càrregues de corrent més elevades de la bateria de 12V. L'avantatge d'utilitzar una font d'alimentació de 48V és una reducció de quatre vegades del corrent per a la mateixa potència i la consegüent reducció del pes dels cables i els bobinatges del motor. Les aplicacions amb càrregues d'alt corrent que es poden actualitzar a una potència de 48V inclouen motors d'arrencada, turbocompressors, bombes de combustible, bombes d'aigua i ventiladors de refrigeració. La col·locació d'un sistema elèctric de 48V per a aquests components pot estalviar aproximadament un 10% en el consum de combustible.
Comprensió dels tipus de motors
Diferents aplicacions requereixen diferents motors, i els motors es poden classificar de diverses maneres.
1. Classificació basada en la font d'alimentació: segons la font d'alimentació del motor, es pot classificar en motors de corrent continu i motors de corrent altern. Entre ells, els motors de corrent altern també es divideixen en motors monofàsics i motors trifàsics.
2. Segons el principi de funcionament: segons la diferent estructura i principi de funcionament, el motor es pot dividir en motor de corrent continu, motor asíncron i motor síncron. Els motors síncrons també es poden dividir en motors síncrons d'imants permanents, motors síncrons de reluctància i motors d'histèresi. El motor asíncron es pot dividir en motor d'inducció i motor de commutador de corrent altern.
3. Classificació segons el mode d'arrencada i funcionament: el motor segons el mode d'arrencada i funcionament es pot dividir en motor asíncron monofàsic d'arrencada per condensador, motor asíncron monofàsic de funcionament per condensador, motor asíncron monofàsic de funcionament per condensador i motor asíncron monofàsic de fase dividida.
4. Classificació segons l'ús: els motors elèctrics es poden dividir en motors d'accionament i motors de control segons l'ús. Els motors d'accionament es divideixen en eines elèctriques (incloses les eines de perforació, polit, esmolat, ranurat, tall, escariat i altres) amb motors elèctrics, electrodomèstics (incloses rentadores, ventiladors elèctrics, neveres, aires condicionats, gravadores de cinta, VCR, gravadores de vídeo, reproductors de DVD, aspiradores, càmeres, assecadors de cabell, afaitadores elèctriques, etc.) amb motors elèctrics i altres petites maquinàries i equips d'ús general (incloses una varietat de petites màquines-eina, petites màquines, equips mèdics, instruments electrònics, etc.). Els motors de control es divideixen en motors pas a pas i servomotors.
5. Classificació segons l'estructura del rotor: el motor segons l'estructura del rotor es pot dividir en motor d'inducció de gàbia (l'estàndard antic s'anomena motor asíncron de gàbia d'esquirol) i motor d'inducció de rotor bobinat (l'estàndard antic s'anomena motor asíncron bobinat).
6. Classificació segons la velocitat de funcionament: el motor segons la velocitat de funcionament es pot dividir en motors d'alta velocitat, motors de baixa velocitat, motors de velocitat constant i motors de velocitat.
Actualment, la majoria de motors en aplicacions de carrosseria d'automòbils utilitzen motors de corrent continu amb escombretes, que és una solució tradicional. Aquests motors són fàcils de controlar i relativament econòmics a causa de la funció de commutació proporcionada per les escombretes. En algunes aplicacions, els motors de corrent continu sense escombretes (BLDC) ofereixen avantatges significatius pel que fa a la densitat de potència, cosa que redueix el pes i proporciona una millor economia de combustible i unes emissions més baixes, i els fabricants opten per utilitzar motors BLDC en eixugaparabrises, calefacció de cabina, ventilació i aire condicionat (HVAC) i bombes. En aquestes aplicacions, els motors tendeixen a funcionar durant llargs períodes de temps en lloc d'un funcionament transitori com els elevalunes elèctrics o els seients elèctrics, on la simplicitat i la rendibilitat dels motors amb escombretes continuen sent avantatjoses.
Motors elèctrics adequats per a vehicles elèctrics
El canvi de vehicles de baix consum a vehicles purament elèctrics comportarà un canvi cap a motors motoritzats com a cor del cotxe.
El sistema d'accionament del motor és el cor d'un vehicle elèctric, que consta d'un motor, un convertidor de potència, diversos sensors de detecció i una font d'alimentació. Els motors adequats per a vehicles elèctrics inclouen: motors de corrent continu, motors de corrent continu sense escombretes, motors asíncrons, motors síncrons d'imants permanents i motors de reluctància commutada.
El motor de corrent continu és un motor que converteix l'energia elèctrica de corrent continu en energia mecànica, i s'utilitza àmpliament en l'arrossegament d'energia elèctrica a causa del seu bon rendiment de regulació de velocitat. També té les característiques d'un gran parell d'arrencada i un control relativament senzill, per tant, qualsevol maquinària que arrenqui sota una càrrega pesada o que requereixi una regulació uniforme de la velocitat, com ara grans laminadors reversibles, cabrestants, locomotores elèctriques, tramvies, etc., és adequada per a l'ús de motors de corrent continu.
El motor de corrent continu sense escombretes s'adapta molt bé a les característiques de càrrega dels vehicles elèctrics. Amb característiques de parell elevat a baixa velocitat, pot proporcionar un parell d'arrencada elevat per satisfer els requisits d'acceleració dels vehicles elèctrics. Alhora, pot funcionar en un rang de velocitat baix, mitjà i alt, i també té unes característiques d'alta eficiència. En condicions de càrrega lleugera, té una alta eficiència. El desavantatge és que el motor en si és més complex que un motor de corrent altern i el controlador és més complex que un motor de corrent continu amb escombretes.
Un motor asíncron, és a dir, un motor d'inducció, és un dispositiu en què el rotor es col·loca en un camp magnètic giratori i, sota l'acció del camp magnètic giratori, s'obté un parell de gir i, per tant, el rotor gira. L'estructura del motor asíncron és senzilla, fàcil de fabricar i mantenir, té unes característiques de càrrega de velocitat properes a la constant, i pot complir els requisits de la majoria de maquinària de producció industrial i agrícola. Tanmateix, la velocitat del motor asíncron i la seva velocitat síncrona del camp magnètic giratori tenen una velocitat de gir fixa, i per tant la regulació de la velocitat és deficient, no tan econòmica com la del motor de corrent continu i flexible. A més, en aplicacions d'alta potència i baixa velocitat, els motors asíncrons no són tan raonables com els motors síncrons.
Un motor síncron d'imants permanents és un motor síncron que genera un camp magnètic giratori síncron mitjançant l'excitació d'imants permanents, que actuen com a rotor per generar un camp magnètic giratori, i els debanaments de l'estator trifàsics reaccionen a través de l'armadura sota l'acció del camp magnètic giratori, induint corrents simètrics trifàsics. El motor d'imants permanents és de mida petita, lleuger, amb una petita inèrcia giratòria i una alta densitat de potència, cosa que és adequada per a vehicles elèctrics amb espai limitat. A més, té una gran relació parell-inèrcia, una forta capacitat de sobrecàrrega i un gran parell de sortida, especialment a baixes velocitats de rotació, cosa que és adequada per a l'acceleració d'arrencada del vehicle computeritzat. Per tant, els motors d'imants permanents han estat generalment reconeguts per les sessions de vehicles elèctrics nacionals i estrangeres i s'han utilitzat en diversos vehicles elèctrics. Per exemple, la majoria dels vehicles elèctrics al Japó estan impulsats per motors d'imants permanents, que s'utilitzen al Toyota Prius híbrid.
Data de publicació: 31 de gener de 2024