Elektromotoren zijn overal. Het zou waarschijnlijk niet moeilijk zijn om te zeggen dat de moderne beschaving zoals we die kennen er misschien niet hetzelfde uit zou zien als de elektromotor er niet was geweest. Elektromotoren zijn ook alomtegenwoordig in uw dagelijkse leven, van elektrische waterpompen tot elektromotoren die koelventilatoren aandrijven.

Maar de laatste tijd is de grootste hype rond de elektromotor te wijten aan de enorme toename van EV's.

Als je je afvraagt ​​hoe een EV-motor werkt, ben je hier aan het juiste adres. Lees verder voor alle details over hoe EV-motoren werken en hoe deze zich verhouden tot een verbrandingsmotor.

Wat is een inductie-elektromotor?

De inductiemotor is een technisch wonder. Het grappige is dat dit type elektromotor is uitgevonden door Nikola Tesla, en de elektrische autobedrijf dat zijn naam draagt, gebruikt ook inductiemotoren voor enkele van hun beroemde elektrische voertuigen. Vooral de Model S en zijn neef Model X gebruiken AC-inductiemotoren (met de nieuwere modellen met een synchrone permanentmagneetmotor plus een inductiemotor). In het algemeen is een inductiemotor een motor die elektrische energie omzet in mechanische energie met behulp van een geïnduceerd magnetisch veld.

instagram viewer

Het behoort waarschijnlijk tot de top drie van uitvindingen aller tijden, en dat is niet overdreven. De inductiemotor is vrij eenvoudig, met als enige bewegende onderdeel de rotor, en daarom zouden de aandrijflijnen van elektrische voertuigen zeer betrouwbaar moeten blijken te zijn naarmate de jaren zich opstapelen. Toevallig is dit een van de belangrijkste voordelen van EV's ten opzichte van auto's op gas op het gebied van betrouwbaarheid. De inductiemotor heeft een stationair onderdeel dat de stator wordt genoemd, samen met een binnenste gedeelte dat daadwerkelijk draait, de rotor.

De rotor heeft een as die er doorheen gaat en die kan worden gebruikt om dingen te verplaatsen wanneer de rotor draait. Een voorbeeld hiervan is een draaiende ventilator die is verbonden met de as van een inductiemotor of misschien de wielen van een EV die bewegen als gevolg van de mechanische beweging van de rotoras. De AC-inductiemotor is niet alleen aanwezig in EV's; het is een nietje in alle aspecten van het dagelijks leven. Veel moderne fabrieksmachines maken gebruik van AC-inductiemotoren, vooral als betrouwbaarheid en lage bedrijfskosten essentieel zijn.

Dat is een van de belangrijkste redenen waarom sommige prestatiegerichte EV's inductiemotoren gebruiken. Ze zijn uiterst betrouwbaar en ook nog eens zeer efficiënt. Hoewel inductiemotoren een behoorlijk deel van de warmte produceren (daarom hebben ze vaak ventilatoren en vinnen ingebouwd in het ontwerp), zijn ze uiterst efficiënt. Volgens de Amerikaanse ministerie van Energie, kunnen EV's meer dan 77% van het elektrische vermogen dat ze van een lading rechtstreeks naar de wielen van het voertuig krijgen, gebruiken. Volgens dezelfde bron kunnen door benzine aangedreven auto's slechts 12-30% van de energie die ze in benzine hebben opgeslagen, omzetten in bruikbare kracht direct bij de wielen van de auto.

EV's converteren over 77% van de elektrische energie van het elektriciteitsnet naar kracht aan de wielen. Conventionele benzinevoertuigen converteren slechts ongeveer 12%–30% van de energie die is opgeslagen in benzine om de wielen aan te drijven.

Dit is een enorm probleem en is een van de redenen elektrische voertuigen zijn beter voor het milieu, vooral wanneer aangesloten op een schone stroombron.

Hoe werkt een AC-inductiemotor?

In eenvoudige bewoordingen werkt de AC-inductiemotor door geleidende koperen spoelen die rond de stator zijn geplaatst te elektrificeren. De wisselstroom die door de koperen spoelen vloeit, wekt een roterend magnetisch veld op. Het is duidelijk dat in een EV de elektriciteit die deze stap mogelijk maakt, wordt geleverd door de batterij van de EV.

Batterijen produceren echter gelijkstroom, dus voordat de elektriciteit van de batterij door de elektrische kan worden omgezet in mechanische energie motor, moet deze een tussenstap door een omvormer ondergaan die de door de batterij geleverde gelijkstroom omzet in de vereiste wisselstroom stroom. Het roterende elektromagnetische veld dat in de stator wordt geproduceerd, heeft tot gevolg dat tijdens het bewegen een stroom in de rotor wordt geïnduceerd, die op zijn beurt een elektromagnetisch veld in de rotor induceert. Dit is de reden waarom inductiemotoren de naam inductie hebben, omdat ze werken door een magnetisch veld te induceren.

De magie gebeurt wanneer de draaiende EMF een elektrische stroom in de rotor induceert, die op zijn beurt produceert zijn eigen EMF die de rotor dwingt mee te draaien, het roterende magnetische veld van de stator. De rotor laat de as draaien, het nuttige onderdeel van de elektromotor, waardoor mechanische energie uit elektrisch vermogen kan worden opgewekt. Wat EV's betreft, betekent de manier waarop deze elektromotoren vermogen leveren dat het koppel onmiddellijk beschikbaar is, waar ICE-auto's niet eens mee kunnen concurreren.

Voordelen van elektromotoren ten opzichte van verbrandingsmotoren

Het eerste voor de hand liggende voordeel van elektromotoren ten opzichte van verbrandingsmotoren is de drastische vermindering van bewegende delen. Als je kijkt naar een basisanimatie van een gasmotor versus een draaiende elektromotor, zul je meteen merken hoeveel ingewikkelder het proces is voor de gasmotor. De vermindering van bewegende delen houdt rechtstreeks verband met het onderhoud van deze verschillende energiecentrales.

Met de elektromotor kan er niet echt veel mis gaan, vooral door slijtage. Ondertussen heeft de verbrandingsmotor tonnen bewegende delen die slecht kunnen gaan. Dit wil niet zeggen dat een elektromotor niet kapot kan gaan, maar als veel van de onderdelen ontbreken die slecht gaan in een gasmotor, dan is het niet nodig om ze te vervangen.

Een van de belangrijkste tekortkomingen in normale motoren is de distributieketting (of riem), die niet eens bestaat in een elektromotor. Zoals eerder vermeld, is koppelafgifte ook een enorm pluspunt voor EV's, omdat ze direct koppel kunnen leveren, wat bijdraagt ​​aan het dramatische gevoel dat u krijgt bij het accelereren van een EV.

Inductiemotoren zijn er altijd al geweest, maar zijn nog steeds revolutionair

Het grappige van inductiemotoren is dat ze in geen geval een nieuwe uitvinding zijn. Ze worden ook al jaren overal gebruikt, maar de laatste tijd krijgen deze motoren de erkenning die ze altijd hebben verdiend dankzij de golf van EV's die onze wegen overnemen. De inductiemotor is na al die jaren nog steeds een verbazingwekkend technisch wonder, en nieuw onderzoek en ontwikkeling zouden hem nog aantrekkelijker moeten maken.