В данной статье рассматриваются ключевые преимущества и недостатки электромобилей по сравнению с автомобилями c ДВС. Рассмотрены аспекты надежности и долговечности, стоимость обслуживания, скорость, безопасность, запас хода и наличие необходимой инфраструктуры.

Надежность и долговечность

Электромобили значительно надежнее, чем их бензиновые, дизельные и газовые собратья. В них меньше подвижных и изнашиваемых частей, так как двигатель и коробка передач устроены гораздо проще.

В популярном американском электрокаре Chevrolet Bolt всего 35 подвижных частей, которые подвержены износу. В бензиновом автомобиле того же класса Volkswagen Golf таких частей 167.

Кроме того, ДВС из-за своей неэффективности выделяют большое количество тепла во время работы, что ускоряет износ компонентов силового агрегата.

Единственная часть электромобиля, которая может вызывать опасения в плане надежности, это аккумуляторная батарея. Со временем она деградирует, то есть теряет часть своей изначальной энергетической емкости. Однако статистические данные позволяют судить о том, что при надлежащем уходе очень маловероятно, что батарея потеряет более 20% емкости до пробега 250000 км.

На сегодняшний день лишь у 0,003% электромобилей наблюдаются проблемы с батареей, которые требуют её замены до окончания расчетного срока службы транспортного средства (8-10 лет).

Стоимость обслуживания и эксплуатации

Следствием высокой надежности электромобилей являются низкие затраты их владельцев на ремонт и обслуживание.

По данным Американской ассоциации автомобилистов, при 240000 км пробега электромобиль в среднем требует на $2100 рублей меньше расходов на ремонт и замену изношенных частей, чем обычный автомобиль того же класса.

В дополнение к этому, у электрических транспортных средств существенно меньше расходных материалов и жидкостей, требующих регулярной замены. Их тормозные колодки изнашиваются медленнее благодаря технологии рекуперативного торможения.

Наконец, автомобили с электрическим двигателем позволяют крупно сэкономить на топливных расходах. Полная зарядка электричеством даже в пиковые часы будет обходиться владельцу машины дешевле, чем заправка бака обычного автомобиля самым дешевым топливом - сжатым природным газом.

К 100 тыс. км пробега топливная экономия от использования электричества вместо бензина составит около 300 тыс. рублей (при зарядке в ночное время).

Стоимость покупки

Одним из главных на сегодняшний день недостатков электромобилей является их высокая стоимость, которая обусловлена дороговизной аккумуляторных батарей. При отсутствии государственных субсидий и налоговых льгот покупка электромобиля пока не может быть экономически обоснована, даже с учетом экономии при эксплуатации.

Динамика цен на аккумуляторные ячейки позволяет прогнозировать паритет стоимости электромобилей и автомобилей с ДВС не раньше, чем к началу 2020-х годов.

Запас хода

На данный момент, электромобили всё еще отстают от бензиновых и дизельных автомобилей по запасу хода. Лишь немногие модели способны проехать на одном заряде более 500 км. Более того, в условиях низких температур эффективность батарей падает, на обогрев салона требуется дополнительная энергия, поэтому запас хода может уменьшиться на 20%.

Исследование, проведенное в Массачусетском Технологическом Институте, показало, что запас хода современных бюджетных электромобилей достаточен, чтобы покрыть ежедневные нужды 87% американцев без дополнительной подзарядки в течение дня.

С развитием аккумуляторных технологий отставание от бензиновых и дизельных автомобилей удастся сократить, а строительство скоростных зарядных станций вдоль автомагистралей позволит использовать электромобили для дальних поездок (см. п.7).

Скорость и безопасность

Электродвигатели не требуют коробки передач и способны мгновенно передавать максимальный крутящий момент на колеса, благодаря чему электромобили очень динамичны и позволяют безопасно проводить обгоны.

Электрический седан Tesla Model S P100D является одним из самых быстрых серийных автомобилей на планете с разгоном 0-100 км/ч за 2,5 секунды.

Электрическая силовая установка является более эффективной (КПД>90%), чем ДВС и позволяет моментально изменять усилие на каждом из ведущих колес. Это даёт электромобилям высокую курсовую устойчивость и снижает риск заноса.

Низкое расположение аккумуляторной батареи понижает центр тяжести и повышает жесткость кузова, что положительно сказывается на управляемости.

Отсутствие массивного двигателя в передней части электромобиля создает своего рода «буферную зону», смягчающую последствия фронтального столкновения. А наличие батареи под полом защищает пассажиров от боковых ударов.

Технологичность

В электрический транспорт проще интегрировать технологии автономного вождения (автопилот).

Недавно американская компания Waymo (подразделение Google, входящее в холдинг Alphabet), объявила о закупке 20 тысяч электромобилей Jaguar I-Pace для организации собственного сервиса беспилотного такси в США.

Еще одной технологией, доступной только для электромобилей является Vehicle-to-Grid (V2G), которая позволяет сделать их частью энергетической системы. Электрические авто при этом помогают сбалансировать нагрузку на энергосеть и вдобавок дают возможность своим владельцам немного подзаработать на разнице ночных и дневных тарифов.

Удобство зарядки/заправки

Одним из факторов, сдерживающих распространение электромобилей, является медленная скорость зарядки и недостаточное количество зарядных станций.

Количество публично доступных зарядных станций увеличивается, их уже около 500 тысяч, а отношение к количеству электромобилей на дорогах на данный момент составляет 1:6. Тем не менее, мощность большинства публичных зарядных станций не превышает 50кВт. Это значит, что для полной зарядки электромобиля требуется больше часа, в то время как на заправку топливного бака обычного автомобиля уходит не более 10 минут.

Ситуация усугубляется большим количеством стандартов зарядных разъемов, это приводит к несовместимости некоторых моделей электромобилей с зарядными станциями определенного типа. Но, благодаря международному сотрудничеству автопроизводителей, в 2011 году удалось разработать универсальный зарядный стандарт ССS. Он позволяет сочетать зарядку с использованием постоянного и переменного тока, а его последние модификации имеют максимальную мощность в 350 кВт, которая позволяет зарядить электромобиль за 15 минут. На данный момент строительство зарядных станций данного типа активно ведется в ЕС, США, Японии и Китае, однако пока ни один электромобиль не поддерживает зарядку такой мощности.

Экологичность и низкий уровень шума

Производство электромобилей наносит больший экологический вред, чем производство автомобилей с ДВС. Причина - энергоемкость и ресурсоемкость производства батарей, содержащих редкоземельные металлы.

На этап производства приходится около половины всех выбросов парниковых газов за весь жизненный цикл электромобилей.

Тем не менее, большинство научных исследований сходятся на том, что электромобили полностью компенсируют большее экологическое воздействие на производственном этапе меньшими выбросами в процессе эксплуатации. Скорость, с которой они «выходят в плюс» напрямую зависит от уровня развития ВИЭ и других низкоуглеродных источников энергии.

В Норвегии, которая более 95% электроэнергии получает от электростанций - это 25000км пробега, для Москвы (ТЭС на природном газе) - примерно 70000км.

Не стоит забывать, что в месте эксплуатации электромобилей выбросы отсутствуют. Это позволяет вынести загрязнения за пределы городов в районы расположения электростанций, где относительно низкая плотность населения.

Также для электромобилей, в сравнении с традиционными автомобилями, характерно низкое шумовое загрязнение.

Обобщая всё вышесказанное, можно сделать вывод, что на текущей стадии развития технологий, электрические авто уже обладают рядом бесспорных преимуществ по сравнению с бензиновыми и дизельными автомобилями, а в будущем они будут только усиливаться.

Просмотры: 1 852

Tagged

Своими впечатлениями поделился владелец 2015 года выпуска, проездивший на электрокаре ровно год.

После года эксплуатации электромобиля я понял, что езда на нём гораздо приятнее, чем вождение бензиновой машины. Как и у большинства людей, перед покупкой электрокара у меня были сомнения. Я размышлял о ёмкости аккумулятора, дальности пробега, возможности зарядки, стоимости машины, её работе в холодную и жаркую погоду, амортизации и других факторах.

После года езды на «Лифе» я отбросил все сомнения. Каждое утро я сажусь в автомобиль и еду на работу. Каждый вечер я делаю то же самое, чтобы вернуться домой. Это же я делал годами на бензиновых машинах. Единственная разница состоит в 10 секундах – 5 на то, чтобы отключить автомобиль от зарядки утром, и 5 на то, чтобы подключить его вечером.

В эксплуатации Leaf гораздо лучше, чем Toyota Corolla 2004, на которой я ездил раньше. Конечно, многие преимущества появились за счёт общего прогресса. О камере заднего вида, центральном экране с навигацией, подогреваемых сиденьях и рулевом колесе, зеркалах с затемнением, Bluetooth и USB-подключениях раньше было можно только мечтать. Однако Leaf хорош и с точки зрения вождения.

Он невероятно тих. Вы не слышите ни шума стартёра, ни звуков мотора при наборе или сбросе оборотов. Электромотор издаёт приятный тихий гул. При ускорении или сбросе оборотов тон его незначительно повышается или понижается, но намного тише, чем в бензиновых или гибридных авто.

Однако есть и разочарования. Несмотря на то, что вы покупаете новую современную машину, вы не получите современных помощников вроде круиз-контроля с радаром, системы автоматического экстренного торможения или контроля движения по полосе.

Затруднено пользование багажником. Вначале для того, чтобы снять его крышку, мне приходилось вынимать её через заднюю дверь. Потом мне подсказали, что есть чуть более удобный способ, но всё равно использование багажного отсека остаётся проблемой.

Приложение для управления автомобилем можно даже не включать. К примеру, на то, чтобы включить с его помощью климат-контроль, нужна целая минута.

Тем не менее, я рад покупке. Мне завидует жена, которая ездит на бензиновой машине на заправку минимум раз в неделю, тогда как я просто подключаю зарядную станцию. Купленная мной ChargePoint Home 25 за час заряжает машину на 40 километров пробега, чего хватает для поездки на работу и обратно. На магистральных трассах есть станции быстрой зарядки, но после дальней поездки (1 600 км) я понял, что «Ниссан Лиф» всё же лучше подходит для езды по городу. Для дальних поездок нужно выбрать гибрид с хорошей дальностью.

Хорош был бы с его дальностью в 380 километров, но для него пока недостаточно станций быстрой зарядки.

Что касается энергоэффективности последней модели Nissan Leaf, то она колеблется от 6,76 километров на киловатт/час в июне до 4,67 километра на киловатт/час в декабре. Годичная эксплуатация показала, что экономичность на 27% выше, чем заявленные 5,31 километра на киловатт/час.

Анализ оплат по моей карте показал, что на бензиновой машине я тратил на топливо в среднем 68 долларов в месяц. Счета на электричество после покупки электромобиля увеличились на 47 долларов в месяц. Так что, несмотря на довольную высокую стоимость электричества в нашей местности, здесь наблюдается определённая экономия, которую следует добавить к экономии на стоимости автомобиля. Благодаря субсидиям разного уровня я купил машину всего за 16 000 долларов.

И если бы не ограничения!... Из-за нехватки станций зарядки я до сих пор не могу поехать на Nissan Leaf 2015 к сестре в Нью-Гэмпшир. Путь туда нужно проложить так, чтобы зарядиться на появившейся только в южной части штата станции. Так что на дальние расстояния мы вынуждены передвигаться на автомобиле жены.

Э лектромобиль - это модно и экономично, например, в солнечной Калифорнии или сознательной Европе. Есть ли будущее у авто на электротяге в России, разбираемся на примере Mitsubishi i-MiEV.

Ваше жаркое летнее утро начинается не с чтения новостей и не с чашки кофе. Вы даете команду вашему электромобилю, припаркованному под окном, остудить салон до приемлемых 23 градусов. Потому что так экономичнее: он ведь сейчас подключен к городской зарядке, и пока есть время выставить температуру по ночному тарифу. Когда вы сядете в машину, она будет полностью заряжена, а температура - настроена. Пополнить заряд можно будет на стоянке около офиса во время рабочего дня или около кафе в обеденный перерыв: машина подзаряжается там, где вам удобно. И это уже происходит в Москве.

Такую футуристическую картинку с уверенностью в голосе рисует Сергей Черненко, управляющий по связям с общественностью Mitsubishi Motors. Японский электромобиль i-MiEV - пока что единственный электрокар, который официально продается в России. Другие производители электрокаров не спешат выходить на российский рынок. Даже договоренность Renault с "Почтой России" об аренде 12 электрокаров была расторгнута.

Основная выгода от перехода на электромобили - экологическая, ощутить которую горожане смогут не через десятки лет, а уже сейчас. В крупных городах России на транспорт приходится до 90% вредных выбросов, а электрокары этого недостатка полностью лишены. Воздух, которым мы дышим, будет гораздо чище, если автовладельцы будут выбирать экологичные машины. К тому же электромобиль движется очень тихо: нет звука мотора, так что эти машины могут снизить и шумовое загрязнение.

Со своим электромобилем на российский рынок Mitsubishi вышла два года назад. По словам Сергея Черненко, на тот момент в России мало кто интересовался этим видом транспорта: "Мы выступали на всех форумах, где могла быть затронута тема экологического транспорта, рассказывали про электромобили и про i-MiEV, устраивали тест-драйвы. Рынок не просто был пустой -его фактически не было". Первым крупным соратником Mitsubishi на пути внедрения в России экологичных машин стала компания МОЭСК, которая начала строить первые зарядные станции. Энергетики подключились к проекту, чтобы решить свои проблемы с перепадами потребления электричества. Как объясняет Сергей Черненко, если 1,5% всех автомобилей будут по ночам заряжаться от розетки, энергетики смогут выровнять эти перепады до приемлемого для себя уровня. К тому же увеличение электромобилей подстегивает инновационное развитие сетей.

Главное, что беспокоит экологов, - это утилизация аккумуляторов. Батареи содержат литий-ион и другие опасные химические вещества. Пока что в мире утилизация отработавших аккумуляторов хоть и существует, однако не поставлена на поток. Просто потому что в выпущенных машинах батареи не выработали свой срок годности. Но в Mitsubishi считают, что внедрение таких технологий - задача ближайших лет, а не сегодняшнего дня. "Производители готовы выкупать отработавшие батареи, переоснащать их новыми технологиями и ставить в новые машины. А энергетики предлагают использовать старые аккумуляторы в качестве хранилища для лишней электроэнергии, которая вырабатывается в часы спада потребления", - комментирует Сергей Черненко.

Другая головная боль производителей электрокаров - безопасность пассажиров. В батарее может произойти возгорание, при попадании автомобиля в воду - замыкание. Но в Mitsubishi уверяют, что четыре десятка лет разработок не прошли даром: "В наших электрокарах стоит целый ряд защитных механизмов - усиленный металлический кожух для батареи, воздушная система охлаждения аккумулятора. В машине есть детекторы, которые отключат электронику, если внутрь попадет влага или возникнут какие-то неполадки, так что возгорание или удар током полностью исключены".

Все с теми же батареями связан главный недостаток электрокаров с точки зрения водителя: ограниченный запас хода. Аккумулятор в i-MiEV весит 300 килограммов. Чтобы проехать на нем обещанные Mitsubishi 150 километров, машину от обычной розетки в 220 вольт нужно заряжать всю ночь - от 6 до 7 часов. Если включить по дороге печку или кондиционер, то запаса энергии не хватит даже на это расстояние. Поэтому совершенствование батарей - задача номер один для всех производителей электромобилей и, конечно, для Mitsubishi. "Можно поставить в машину две батареи, и тогда она сможет проезжать не 150 километров, а 300, - рассказывает Сергей Черненко. - Но и весить такой автомобиль будет еще на 300 килограммов больше, а заряжаться - 12 часов". Сейчас наши инженеры работают над тем, чтобы увеличить мощность батареи, но оставить ее того же веса и размера. К тому же батарея - самая дорогая часть электромобиля, ее доля доходит до 50%, и увеличение запаса за счет числа аккумуляторов сильно скажется на цене, которая и так немаленькая: i-MiEV в России компания "ММС Рус" продает за 1,8 миллиона рублей.

Конечно, для передвижения по городу заявленного километража должно хватить с избытком, а i-MiEV и позиционируется как городской автомобиль. Зарядных станций - муниципальных и компании МОЭСК - в Москве пока около 50 в разных районах города, не только в центре. К 2020 году правительство столицы планирует построить еще 2 тысячи, из них три сотни - станции быстрой зарядки с прямым напряжением 500 вольт, где можно полностью зарядить электрокар за 20 минут. Сергей Черненко объясняет: "Развитие инфраструктуры играет еще и роль подстраховки, потому что философия использования электромобилей отличается от использования бензиновых авто. Электрокар можно заряжать, как мобильный телефон, приехали домой, поставили на ночь на зарядку. Днем приехали в торговый центр, 3 часа погуляли - получили 30-40% заряда и отправились дальше". В Mitsubishi уверяют, что эффекта памяти у их i-MiEV нет: согласно проведенным в Японии тестам, за 10 лет батарея сохраняет 80 и более процентов своей емкости. Стоит полная зарядка батареи около 30 рублей по дневному тарифу и 10-15 рублей по ночному.

Так что, помимо дополнительных очков за экологическую ответственность, потенциальный покупатель i-MiEV может еще существенно сэкономить на бензине. За те же 150 километров вместо 15 рублей владелец авто с двигателем внутреннего сгорания заплатит минимум 500 рублей, а в месяц набежит приличная сумма.

На этом плюсы не заканчиваются. Уже сейчас в центре Москвы электромобиль можно припарковать бесплатно, обсуждается возможность проезда по выделенным полосам -по аналогии с большинством крупных европейских городов.

Сергей Черненко с особым энтузиазмом рассказывает про еще одно преимущество электромобилей - ощущение от вождения: "В салоне абсолютная тишина, только на скорости свыше 100 км/ч появляется шум покрышек. Такое чувство, что ведешь маленький троллейбус".

i-MiEV для Mitsubishi - пробный шар, а не продукт, приносящий прибыль. Уже в этом году компания планирует представить на российском рынке электровнедорожник с увеличенным запасом хода Outlander PHEV. К электрическому двигателю в нем может подключаться бензиновый, увеличивая проезд без подзарядки со 180 до 880 километров. При этом Outlander PHEV можно использовать как 100-процентный электромобиль, ведь запас хода на чистом электричестве превышает 60 км.

Есть ли будущее у электромобилей

Пока что единственный представленный в России электрокар Mitsubishi i-MiEV - товар штучный и эксклюзивный. При стоимости почти в 2 миллиона рублей за полтора года в стране было продано более 100 машин, к концу 2013-го компания планирует продать еще столько же. Цены должны снизиться, если государство поддержит производителей, уверен Сергей Черненко. Обнуление ввозных пошлин на электрокары - это снижение цены минимум на 20%. Машины станут покупать чаще, производить больше, будет строиться больше зарядных станций, развиваться инфраструктура, а также заработает эффект масштаба.

Сделать электромобиль более доступным поможет и снижение остальных налогов. В Калужской области для стимулирования перехода на экологичные авто для их владельцев был отменен транспортный налог. Правда, i-MiEV под транспортный налог и так не попадает. В Москве, например, им облагаются машины от 70 лошадиных сил, а в электрокаре Mitsubishi их всего 67.

Во многих странах Европы правительства оказывают серьезную поддержку сознательным автовладельцам, которые решили пересесть на электрокар. Так, в Норвегии покупатель автомобиля на электротяге за счет всех льгот может сэкономить до 20 тысяч евро, а в Лондоне бесплатно передвигаться могут только электромобили, за въезд в город на обычном авто приходится платить по 9 фунтов в день (450 рублей).

В Mitsubishi считают, что поддерживать электрокары нужно не все время, а лишь в ближайшие несколько лет: к 2020 году доля электромобилей среди всего автотранспорта в России должна достигнуть 7-10%, и тогда помощь государства уже не понадобится. К этому времени Mitsubishi планирует ставить электродвигатель в каждую пятую выпускаемую машину, и все модели будут доступны в электромодификации. В России эти авто будут пользоваться спросом во многом благодаря усилиям Mitsubishi по созданию рынка.

Александра Латышева

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки. Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре. Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.

Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др. Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии. А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.

Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей

Электродвигатель, является разновидностью электромашин по:

• Специфике, создающегося вращательного момента:
  гистерезисные;
  магнитоэлектрические.
• Строению крепления:
  с горизонтальным расположением вала;
  с вертикальным размещением вала.
• Защите от действий внешней среды:
  защищённые;
  закрытые;
  взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей.

Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:

• Постоянного тока.
• Переменного тока.
• Универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).

Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:

• С электромагнитами.
• С постоянными магнитами.

Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

• Коллекторные . В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов.
• Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей:
  параллельное;
  последовательное;
  смешанное.
• Коллекторные устройства имеют несколько минусов:
  Низкая надёжность приборов.
  Щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
• Безколлекторные (вентильные) . Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:

• Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
• Простота конструкции.
• Отменные пусковые свойства.
• Компактность.
• Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).

Минусы двигателей:

• Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
• Дороговизна производства.
• Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.

Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными . Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронный электродвигатель

Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:

• Реактивный.
• Шаговый.
• Реактивно-гистерезисный.
• С постоянными магнитами.
• С обмотками возбуждения.
• Вентильный реактивный.
• Гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора. Шаговый электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:

• Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
• Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
• Могут выступать в роли генератора мощности.
• Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.

Недостатки в синхронных устройствах:

• Сложности с запуском.
• Сложность конструкции.
• Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа. Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронный электродвигатель

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл. В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора. Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:

• С фазным ротором.
• С короткозамкнутым ротором.

В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. По числу обмоток выделяют такие электродвигатели:

• Однофазные . Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
• Двухфазные . В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой.
  Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
• Трехфазные . Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
• Многофазные . Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:

• Простота производства.
• Высокая надёжность.
• Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
• Небольшие расходы при эксплуатации.

Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:

• Невысокий коэффициент мощности.
• Трудность в точной регулировке скорости.
• Маленький пусковой момент.
• Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются. Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр. В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Многие неискушенные граждане считают, что электромобили появились совсем недавно, максимум 10-20 лет назад. Но это очень далеко от истины. Как только человечество изобрело электричество, сразу же нашлись прогрессивные инженеры и механики, которые пытались применить его для задачи создания экономичного и быстрого транспорта. Устройство электромобиля еще не было представлено на обозрение широкой публики, но уже вынашивалось в головах механиков и ученых.

Первые воспоминания о машине, движущейся благодаря электрическому двигателю, идут из 1841 года. Это была не машина в полном смысле этого слова, а тележка с электромотором. Она не получила широкой популярности и распространения, но энтузиасты продолжили работы по совершенствованию конструкции.

В 1899 году русский инженер Ипполит Романов разработал электромобиль, который мог проехать без подзарядки почти 60 километров, при этом борт машины был рассчитан на 17 пассажиров. Его скорость достигала 40 км/час.

Многие успешные попытки создания таких авто предпринимались в Европе, Америке, Японии после 2-й Мировой войны. К примеру, в США отличилась компания General Motors, которая начала выпускать серийные модели EV1. В последние годы на весь мир гремит компания Tesla, которая смогла возвести электромобили из сферы неинтересной экзотики в ранг стильных и желаемых транспортных средств.

Устройство электромобиля и принцип его работы

Устройство электромобиля не содержит в себе никаких тайн и сложностей, так как основывается на общеизвестных физических и технических принципах. В целом, конструкция такой машины в области ходовой части, кузова, управления может совсем не отличаться от классического транспорта. Главное отличие состоит именно в моторе, который работает не на жидком дизельном топливе или бензине, а на генерируемом электрическом токе.

Принцип работы электромобиля заключается в следующем. В нем задействован механизм электромагнитной индукции, который состоит в том, что при наличии переменного электрического тока в проводнике возникает магнитное поле, которое по закону Ампера выполняет отклоняющее действие. В моторе существуют два основных компонента: ротор и статор. Статор остается постоянно неподвижным и по нему пропускается электрический ток определенной частоты. Генерируемое в статоре магнитное поле действует на ротор и тот начинает вращаться. Получаемая механическая энергия используется для движения транспортного средства. Скорость движка прямо пропорциональна частоте тока и количеству установленных магнитных полюсов.

В целом, устройство электромобиля достаточно простое, но требует очень аккуратного и точного исполнения. Ток для питания статора генерируется установленными на борту батареями. В зависимости от модели машины, батареи могут иметь разную емкость, конструкцию, особенности используемых механизмов работы.

Интересный факт! Многие перспективные разработки старины отвергались обществом или просто не были замечены.

Типы устройств электромобиля

В зависимости от того, как устроен электромобиль и для каких задач он разработан, можно провести некоторую классификацию этих ТС. Она довольно условна и обращает внимание более на особенности эксплуатации, так как по конструкции все разработки повторяют друг друга.

Выделяют такие машины на электричестве:

• Внутригородские. Имеют невысокую мощность и скорость передвижения, на них установлены специальные ограничения по максимальной мощности. Небольшого диаметра колеса и малый вес позволяют двигаться в нормальном городском режиме;
• Микроэлектромобили. Созданы с учетом плотного городского транспортного потока, имеют батарею небольшой емкости. Используются для небольших переездов, поездок в магазин, на работу и назад и т.п.;
• Различные креативные варианты, типа трициклы;
• Обычные авто. Привычные легковушки, типа некоторых популярных моделей от Tesla;
• Грузовые. Пока еще не слишком распространены, но в перспективе могут использоваться в крупных городах для внутренних перевозок и уменьшения выбросов в атмосферу;
• Троллейбусы, трамваи, автобусы на электродвижках также являются довольно популярным видом транспорта в любом крупном городе.

Также стоит упомянуть гибриды – транспорт, на котором установлен как электрический, так и бензиновый двигатель. Подобные ТС очень популярны во всем мире, в частности, в Японии, США, Европе. Напряжение электромобиля во всех рассмотренных случаях разное, так как в них требуется неодинаковая рабочая мощность силового агрегата.

Особенности устройства электромобиля-гибрида

Гибриды получили широкое распространение и популярность в силу своей универсальности и удобства использования практически в любых условиях. Высокий уровень экономии, отличные рабочие характеристики, совмещение лучших свойств агрегатов на жидком топливе и токе делают гибриды популярными не только среди индивидуальных покупателей, но и среди госслужащих, полицейских и т.д. После длительного простоя такое авто не нужно «прогревать» и терять время. Достаточно использовать электродвигатель и буквально мгновенно тронуться в путь. Когда же требуется большая скорость, мощность и дополнительный ресурс на расстояние передвижения, то мгновенно происходит переключение на бензин или дизель.

Существуют различные схемы реализации гибридов, но наиболее популярной является вариант от компании «Honda», в котором оба движка работают в параллельном режиме. При необходимости любой из них может включаться или выключаться без каких-либо сложностей. Работа электромобиля в этом случае отличается надежностью, безопасностью и высокой эффективностью.

Интересный факт! Преимущества гибридов отлично подходят для патрулей ДПС, поэтому в этой структуре их используют повсеместно по всему миру.

Многих людей, которые колеблются в выборе транспортного средства для личного использования, волнует вопрос: какие существуют плюсы и минусы электромобилей и стоит ли сейчас рассматривать их как серьезный вариант для покупки.

Плюсы электромобилей выглядят следующим образом:

• Самое существенное – минимальные расходы на . Благо, электричество в нашей стране имеет достаточно низкую стоимость и полная зарядка для того, чтобы проехать 100 км, будет стоить около 15-20 рублей. В то же время с бензином ситуация будет более печальной (см. Самый дорогой и в регионах России);
• Простота сервисного обслуживания. Не нужно покупать и менять никаких свечей зажигания, масла, фильтров, других расходных материалов. Нет необходимости регулярно посещать сервис и тратиться на него;
• Тихая работа мотора также многими относится в плюсы. Работающего агрегата практически не слышно во время езды, достаточно вспомнить движение на новеньком троллейбусе;
• Отсутствие опасных выхлопных газов, которые отравляют городской воздух;
• Покупка на перспективу. По всей видимости в ближайшие годы или десятилетие человечество массово пересядет на электрические машины. Покупая ее сейчас, Вы становитесь во главе этого процесса.

Что касается негативных моментов, то они также есть и выглядят так:

• Небольшой выбор авто и дороговизна. Цена, которую просят за средненькую Теслу, вполне сопоставима со стоимостью хорошего Мерседеса последних лет выпуска. Поэтому многие предпочитают второй вариант;
• Ограниченное количество необходимых заправок. Даже в столице страны ее очень мало мест, где можно зарядить машину. Поэтому придется тщательно следить, чтобы заряда хватало на запланированные дневные расстояния;
• Минус электрокаров еще и в том, что батареи на них стоят очень дорого, поэтому их нужно беречь. Также в салоне нельзя будет полноценно использовать всю электронику, к примеру, кондиционер, так как это будет быстро поглощать имеющийся заряд АКБ.

Это главное, что стоит учитывать человеку, выбирающему транспортное средство.

После того, как мы увидели плюсы и минусы электрокаров, стоит обратить внимание на перспективы этого типа транспорта. Стоит ли покупать данный вид ТС, тратить немалые деньги и будет ли это правильным шагом? Ответ здесь не так однозначен.

Если Вы хотите просто хорошую проверенную машину для решения повседневных задач, развитую систему сервиса и ремонта, предсказуемые проблемы и их легкое решение – то лучше всего покупать классический бензиновый или дизельный агрегат. Это все еще актуально и несет в себе только преимущества.

Если Вы относитесь к смелым людям, которые пытаются идти в ногу со временем и смотрят наперед, то такая покупка будет оправданной, хотя нужно быть готовым к некоторым упомянутым выше минусам и неудобствам.

Что касается перспектив рассматриваемого транспорта, то они очень большие. Ожидается, что в ближайшие 10 лет человечество массово пересядет именно на электрокары.

Масштабы распространения

За последние несколько лет рынок электрических машин расширился и распространился на все развитые страны мира. Если еще недавно подобная покупка была экстравагантным шагом для любителей нового и необычного, то сегодня это уже проверенный и выгодный шаг для комфортной езды и экономии средств.

По имеющейся статистике, в 2017 году рынок рассматриваемых авто вырос сразу на 60%! На данный момент динамика сохраняется и в перспективе этот процесс станет еще более массовым. По всему миру в 2017 было продано около 750 000 новых авто, из них на гибриды приходится примерно 290 000. Все , видя такие тенденции рынка, активно начали разрабатывать свои варианты и представлять их на автовыставке по всему миру. Свои творения уже показали Мерседес, Фольксваген, Порше, Астон Мартин и многие другие производители. В России также наблюдается повышенный интерес к этой тематике.

Нашумевший предприниматель миллиардер из США, родом из ЮАР, по имени произвел настоящую революцию в мире электромобилей. Он один из первых в новейшее время решил поставить процесс производства этого транспорта на поток и сделать их частью повседневной реальности. Такие начинания не остались без внимания, поэтому имя этого человека стало известно на весь мир.

Как работает электромобиль Tesla? Все так же, как и любые другие подобные продукты. Устройство электромобиля следующее: кузов здесь практически целиком повторяет таковой в Мерседесах бизнес класса. Батарея и двигатель разработан для максимально эффективной, экономичной и длительной работы. Минусом ТС от Tesla сегодня считается слишком слабо развитая сервисная система, которая часто бросает владельца такой дорогой машины на произвол судьбы с его проблемами.

Как выбрать машину и особенности ее сервиса

Устройство электромобиля обязательно должен хоть в общих чертах знать каждый человек, который собирается его приобретать. Чтобы купить хорошее ТС, нужно следовать таким советам:

• Самое первое – запас хода от полностью заряженных АКБ. Для бюджетных моделей запас хода составляет около 150 км;
• Особенности механики. Ходовая часть, трансмиссия, подвеска и прочие элементы должны быть в полном порядке и состоять их надежных комплектующих. При покупке лучше привлечь на помощь человека, который хорошо понимает устройство электромобиля;
• Цена. Не стоит переплачивать, так как за большие деньги можно взять и шикарный бензиновый или дизельный вариант.

Что касается сервиса, то здесь не должно быть никаких проблем. Электродвигатели хорошо известны любому инженеру и механику, вся остальная часть авто полностью повторяет конструкцию классического транспортного средства. Единственный совет по сервису – стоит обращаться в продвинутые СТО, в которых способны проводить точную диагностику.