المحركات الكهربائية في كل مكان. ربما لن يكون من المبالغة القول إن الحضارة الحديثة كما نعرفها قد لا تبدو كما هي لولا اختراع المحرك الكهربائي. المحركات الكهربائية موجودة في كل مكان في حياتك اليومية ، من مضخات المياه الكهربائية إلى المحركات الكهربائية التي تشغل مراوح التبريد.
ولكن في الآونة الأخيرة ، فإن أكبر ضجة تحيط بالمحرك الكهربائي ترجع إلى الانتشار الهائل للمركبات الكهربائية.
إذا كنت تسأل نفسك كيف يعمل محرك EV ، فأنت في المكان الصحيح. تابع القراءة للحصول على جميع التفاصيل حول كيفية عمل محركات السيارات الكهربائية وكيف يمكن مقارنتها بمحرك الاحتراق الداخلي.
ما هو المحرك الكهربائي التعريفي؟
المحرك التعريفي هو أعجوبة هندسية. الشيء المضحك هو أن هذا النوع من المحركات الكهربائية اخترعه نيكولا تيسلا ، والكهرباء تستخدم شركة السيارات التي تحمل اسمه أيضًا المحركات التحريضية لبعض منتجاتها الكهربائية الشهيرة مركبات. يستخدم الطراز S ، على وجه الخصوص ، وابن عمه من الطراز X ، محركات الحث بالتيار المتردد (مع الطرازات الأحدث التي تتميز بمحرك متزامن مغناطيسي دائم بالإضافة إلى محرك تحريضي). بشكل عام ، المحرك التعريفي هو محرك يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية باستخدام مجال مغناطيسي مستحث.
من المحتمل أنه من بين الاختراعات الثلاثة الأولى على الإطلاق ، وهذه ليست مبالغة. المحرك التحريضي بسيط للغاية ، حيث يكون الجزء المتحرك الوحيد هو الدوار ، ولهذا السبب يجب أن تثبت مجموعات نقل الحركة في السيارة الكهربائية أنها موثوقة للغاية مع مرور السنين. من قبيل الصدفة ، هذا هو أحد المفاتيح مزايا السيارات الكهربائية على السيارات التي تعمل بالغاز من حيث الموثوقية. يتميز المحرك التعريفي بجزء ثابت يسمى الجزء الثابت ، جنبًا إلى جنب مع جزء داخلي يدور بالفعل يسمى الدوار.
يحتوي الجزء المتحرك على عمود يمر من خلاله يمكن استخدامه لتحريك الأشياء عندما يدور الدوار. مثال على ذلك هو مروحة دوارة متصلة بعمود محرك حثي أو ربما تتحرك عجلات EV نتيجة للحركة الميكانيكية لعمود الدوار. لا يوجد المحرك الحثي للتيار المتردد فقط في المركبات الكهربائية ؛ إنه عنصر أساسي في جميع جوانب الحياة اليومية. تستخدم العديد من آلات المصانع الحديثة محركات الحث بالتيار المتردد ، خاصة إذا كانت الموثوقية وتكاليف التشغيل المنخفضة ضرورية.
هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل بعض المركبات الكهربائية عالية الأداء تستخدم المحركات الحثية. إنها موثوقة للغاية وفعالة للغاية. بينما تنتج المحركات الحثية نصيبها العادل من الحرارة (وهذا هو السبب في أنها غالبًا ما تحتوي على مراوح وزعانف مدمجة في التصميم) ، إلا أنها تتميز بكفاءة عالية. بحسب ال وزارة الطاقة الأمريكية، يمكن للمركبات الكهربائية في الواقع استخدام أكثر من 77٪ من الطاقة الكهربائية التي تحصل عليها من الشحن المباشر إلى عجلات السيارة. وفقًا للمصدر نفسه ، لا يمكن للسيارات التي تعمل بالبنزين إلا أن تحول في أي مكان من 12٪ إلى 30٪ من الطاقة المخزنة في البنزين إلى طاقة قابلة للاستخدام مباشرة في عجلات السيارة.
EVs تحول أكثر 77٪ من الطاقة الكهربائية من الشبكة إلى القوة عند العجلات. سيارات البنزين التقليدية تتحول فقط حول 12%–30% من الطاقة المخزنة في البنزين لتشغيل العجلات.
هذه مشكلة كبيرة وهي أحد الأسباب السيارات الكهربائية أفضل للبيئة، خاصة عند الاتصال بمصدر طاقة نظيف.
كيف يعمل المحرك التعريفي AC؟
بعبارات بسيطة ، يعمل المحرك الحثي بالتيار المتردد عن طريق كهربة ملفات النحاس الموصلة الموضوعة حول الجزء الثابت. يستحث التيار المتردد الذي يتدفق عبر الملفات النحاسية مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. من الواضح ، في EV ، أن الكهرباء التي تسمح بحدوث هذه الخطوة يتم توفيرها بواسطة بطارية EV.
تنتج البطاريات طاقة تيار مستمر ، لذا قبل أن يتم تحويل الكهرباء من البطارية إلى طاقة ميكانيكية بواسطة الكهرباء المحرك ، يجب أن يخضع لخطوة وسيطة من خلال العاكس الذي يحول طاقة التيار المستمر التي توفرها البطارية إلى التيار المتردد المطلوب قوة. ينتج المجال الكهرومغناطيسي الدوار الناتج في الجزء الثابت عن إحداث تيار في الجزء المتحرك أثناء تحركه ، مما يؤدي بدوره إلى إحداث مجال كهرومغناطيسي في الجزء المتحرك. هذا هو السبب في أن المحركات الحثية تتميز باسم الحث - لأنها تعمل عن طريق إحداث مجال مغناطيسي.
يحدث السحر عندما يحث الكهرومغناطيسي الدوار تيارًا كهربائيًا في الدوار ، والذي بدوره ينتج EMF الخاص به الذي يجبر الدوار على الدوران على طول ، متتبعًا المجال المغناطيسي الدوار لـ الجزء الثابت. يقوم الجزء المتحرك بتدوير العمود ، وهو جزء مفيد من المحرك الكهربائي ، مما يسمح بتوليد الطاقة الميكانيكية من الطاقة الكهربائية. فيما يتعلق بالمركبات الكهربائية ، فإن الطريقة التي توفر بها هذه المحركات الكهربائية الطاقة تعني أن عزم الدوران متاح على الفور ، وهو ما لا تستطيع سيارات ICE حتى بدء التنافس معه.
مزايا المحركات الكهربائية لها أكثر من محركات الاحتراق الداخلي
الميزة الأولى الواضحة للمحركات الكهربائية على محركات الاحتراق الداخلي هي الانخفاض الحاد في الأجزاء المتحركة. إذا نظرت إلى أي رسوم متحركة أساسية لمحرك غاز مقابل دوران محرك كهربائي ، ستلاحظ على الفور مدى تعقيد العملية لمحرك الغاز. يرتبط الانخفاض في الأجزاء المتحركة بشكل مباشر بصيانة محطات الطاقة المختلفة هذه.
مع المحرك الكهربائي ، ليس هناك الكثير مما يمكن أن يحدث بشكل خاطئ ، خاصة بسبب البلى. وفي الوقت نفسه ، يحتوي محرك الاحتراق الداخلي على أطنان من الأجزاء المتحركة التي يمكن أن تسوء. هذا لا يعني أن المحرك الكهربائي لا يمكن أن ينكسر ، ولكن إذا كان يخلو من العديد من الأجزاء التي تتلف في محرك يعمل بالغاز ، فلن تكون هناك حاجة لاستبدالها.
إحدى نقاط الفشل الرئيسية في المحركات العادية هي سلسلة التوقيت (أو الحزام) ، والتي لا توجد حتى في المحرك الكهربائي. كما ذكرنا سابقًا ، يعد توصيل عزم الدوران أيضًا إضافة كبيرة للمركبات الكهربائية لأنها يمكن أن توفر عزمًا فوريًا ، مما يساهم في الشعور الدرامي الذي تحصل عليه عند تسريع EV.
كانت محركات الحث موجودة إلى الأبد ، لكنها لا تزال ثورية
الشيء المضحك في المحركات التحريضية هو أنها ليست اختراعًا جديدًا بأي شكل من الأشكال. لقد تم استخدامها أيضًا في كل مكان لسنوات ، ولكن مؤخرًا حصلت هذه المحركات على التقدير الذي تستحقه دائمًا بسبب موجة السيارات الكهربائية التي تهيمن على طرقنا. لا يزال المحرك التعريفي أعجوبة هندسية مذهلة بعد كل هذه السنوات ، ويجب أن يساعد البحث والتطوير الجديد في جعله أكثر إقناعًا.
