У цій статті розглядаються ключові переваги та недоліки електромобілів у порівнянні з автомобілями з ДВЗ. Розглянуто аспекти надійності та довговічності, вартість обслуговування, швидкість, безпеку, запас ходу та наявність необхідної інфраструктури.

Надійність та довговічність

Електромобілі значно надійніші, ніж їх бензинові, дизельні та газові побратими. Вони менше рухливих і зношуються частин, оскільки двигун і коробка передач влаштовані набагато простіше.

У популярному американському електрокарі Chevrolet Bolt всього 35 рухомих частин, які схильні до зносу. У бензиновому автомобілі того ж класу Volkswagen Golf таких частин 167.

Крім того, ДВЗ через свою неефективність виділяють велику кількість тепла під час роботи, що прискорює знос компонентів силового агрегату.

Єдина частина електромобіля, яка може викликати побоювання щодо надійності, це акумуляторна батарея. Згодом вона деградує, тобто втрачає частину своєї початкової енергетичної ємності. Однак статистичні дані дозволяють судити про те, що при належному догляді дуже малоймовірно, що батарея втратить більше 20% ємності до пробігу 250 000 км.

На сьогодні лише у 0,003% електромобілів спостерігаються проблеми з батареєю, які потребують її заміни до закінчення розрахункового терміну служби транспортного засобу(8-10 років).

Вартість обслуговування та експлуатації

Наслідком високої надійності електромобілів є низькі витратиїх власників на ремонт та обслуговування.

За даними Американської асоціації автомобілістів, при 240 000 км пробігу електромобіль в середньому вимагає на $2100 рублів менше витратна ремонт та заміну зношених частин, ніж звичайний автомобіль того ж класу.

На додаток до цього, у електричних транспортних засобів значно менше витратних матеріалівта рідин, що вимагають регулярної заміни. Їх гальмівні колодкизношуються повільніше завдяки технології рекуперативного гальмування.

Нарешті, автомобілі з електричним двигуном дозволяють заощадити на паливних витратах. Повна зарядка електрикою навіть у піковий годинник обходитиметься власнику машини дешевше, ніж заправка бака звичайного автомобіля найдешевшим паливом - стислим природним газом.

До 100 тис. км пробігу паливна економія від використання електрики замість бензину становитиме близько 300 тис. рублів (при зарядці вночі).

Вартість покупки

Одним з головних на сьогоднішній день недоліків електромобілів є їхня висока вартість, яка обумовлена ​​дорожнечею акумуляторних батарей. За відсутності державних субсидій та податкових пільг придбання електромобіля поки що не може бути економічно обґрунтовано, навіть з урахуванням економії під час експлуатації.

Динаміка цін на акумуляторні осередки дозволяє прогнозувати паритет вартості електромобілів та автомобілів з ДВС не раніше, ніж до початку 2020-х років.

Запас ходу

на Наразі, електромобілі все ще відстають від бензинових та дизельних автомобілів за запасом ходу. Лише деякі моделі здатні проїхати на одному заряді понад 500 км. Більше того, в умовах низьких температурефективність батарей падає, на обігрів салону потрібно додаткова енергія, тому запас ходу може зменшитися на 20%.

Дослідження, проведене в Массачусетському технологічному інституті, показало, що запас ходу сучасних бюджетних електромобілів достатній, щоб покрити щоденні потреби 87% американців без додаткової підзарядки протягом дня.

З розвитком акумуляторних технологій відставання від бензинових та дизельних автомобілів вдасться скоротити, а будівництво швидкісних зарядних станційвздовж автомагістралей дозволить використовувати електромобілі для далеких поїздок (див. 7).

Швидкість та безпека

Електродвигуни не вимагають коробки передач і здатні миттєво передавати максимальний момент, що крутить, на колеса, завдяки чому електромобілі дуже динамічні і дозволяють безпечно проводити обгони.

Електричний седан Tesla Model S P100D є одним із найшвидших серійних автомобілівпланети з розгоном 0-100 км/год за 2,5 секунди.

Електрична силова установкає ефективнішою (ККД>90%), ніж ДВС і дозволяє моментально змінювати зусилля кожному з провідних коліс. Це дає електромобілям високу курсову стійкістьі знижує ризик занесення.

Низьке розташування акумуляторної батареї знижує центр ваги та підвищує жорсткість кузова, що позитивно позначається на керованості.

Відсутність масивного двигуна в передній частині електромобіля створює своєрідну «буферну зону», що пом'якшує наслідки фронтального зіткнення. А наявність батареї під підлогою захищає пасажирів від бічних ударів.

Технологічність

У електричний транспортпростіше інтегрувати технології автономного керування (автопілот).

Нещодавно американська компанія Waymo (підрозділ Google, що входить до холдингу Alphabet), оголосила про закупівлю 20 тисяч електромобілів. Jaguar I-Paceдля організації власного сервісу безпілотного таксі США.

Ще однією технологією, доступною тільки для електромобілів, є Vehicle-to-Grid (V2G), яка дозволяє зробити їх частиною енергетичної системи. Електричні авто при цьому допомагають збалансувати навантаження на енергомережу і також дають можливість своїм власникам трохи підзаробити на різниці нічних та денних тарифів.

Зручність зарядки/заправки

Одним із факторів, що стримують поширення електромобілів, є повільна швидкість заряджання та недостатня кількість зарядних станцій.

Кількість публічно доступних зарядних станцій збільшується, їх уже близько 500 тисяч, а ставлення до кількості електромобілів на дорогах наразі становить 1:6. Проте, потужність більшості громадських зарядних станцій вбирається у 50кВт. Це означає, що для повної зарядки електромобіля потрібно більше години, тоді як на заправку паливного баказвичайного автомобіля йде трохи більше 10 хвилин.

Ситуація посилюється великою кількістю стандартів зарядних роз'ємів, що призводить до несумісності деяких моделей електромобілів із зарядними станціями певного типу. Але завдяки міжнародному співробітництву автовиробників у 2011 році вдалося розробити універсальний зарядний стандарт ССS. Він дозволяє поєднувати зарядку з використанням постійного та змінного струму, А його останні модифікації мають максимальну потужність 350 кВт, яка дозволяє зарядити електромобіль за 15 хвилин. На даний момент будівництво зарядних станцій даного типуактивно ведеться в ЄС, США, Японії та Китаї, однак поки що жоден електромобіль не підтримує зарядку такої потужності.

Екологічність та низький рівеньшуму

Виробництво електромобілів завдає більшої екологічної шкоди, ніж виробництво автомобілів із ДВЗ. Причина - енергоємність та ресурсомісткість виробництва батарей, що містять рідкісноземельні метали.

На етапи виробництва припадає близько половини всіх викидів парникових газів за весь життєвий цикл електромобілів.

Тим не менш, більшість наукових досліджень сходяться на тому, що електромобілі повністю компенсують більший екологічний вплив на виробничому етапіменшими викидами у процесі експлуатації. Швидкість, з якою вони «виходять у плюс», безпосередньо залежить від рівня розвитку ВДЕ та інших низьковуглецевих джерел енергії.

У Норвегії, яка більше 95% електроенергії отримує від електростанцій - це 25000 км пробігу, для Москви (ТЕС на природному газі) - приблизно 70000 км.

Не слід забувати, що в місці експлуатації електромобілів викиди відсутні. Це дозволяє винести забруднення за межі міст до районів розташування електростанцій, де відносно низька щільністьнаселення.

Також для електромобілів, порівняно з традиційними автомобілямихарактерно низьке шумове забруднення.

Узагальнюючи все вищесказане, можна дійти невтішного висновку, що у поточної стадії розвитку технологій, електричні авто вже мають низку безперечних переваг проти бензиновими і дизельними автомобілями, а майбутньому вони лише посилюватися.

Перегляди: 1 852

Tagged

Своїми враженнями поділився власник 2015 випуску, який проїздив на електрокарі рівно рік.

Після року експлуатації електромобіля я зрозумів, що їзда на ньому набагато приємніша, ніж керування бензиновою машиною. Як і у більшості людей, перед покупкою електрокара я мав сумніви. Я міркував про ємність акумулятора, дальність пробігу, можливості зарядки, вартість машини, її роботу в холодну і спекотну погоду, амортизації та інших факторах.

Після року їзди на "Ліфі" я відкинув усі сумніви. Щоранку я сідаю в автомобіль і їду на роботу. Щовечора я роблю те саме, щоб повернутися додому. Це ж я робив роками на бензинових машинах. Єдина різниця полягає в 10 секундах - 5 на те, щоб вимкнути автомобіль від зарядки вранці, і 5 на те, щоб підключити його ввечері.

В експлуатації Leaf набагато краще, ніж Toyota Corolla 2004 року, на якій я їздив раніше. Звичайно, багато переваг з'явилися за рахунок загального прогресу. Про камеру заднього виду, центральний екран з навігацією, підігріваються сидіння і рульове колесо, дзеркала з затемненням, Bluetooth і USB-підключення раніше було можна тільки мріяти. Однак Leaf гарний і з погляду водіння.

Він неймовірно тихий. Ви не чуєте ні шуму стартера, ні звуків двигуна при наборі або скиданні обертів. Електромотор видає приємний тихий гомін. При прискоренні чи скиданні оборотів тон його трохи підвищується чи знижується, але набагато тихіше, ніж у бензинових чи гібридних авто.

Проте є й розчарування. Незважаючи на те, що ви купуєте нову сучасну машину, ви не отримаєте сучасних помічників на кшталт круїз-контролю з радаром, системи автоматичного екстреного гальмуванняабо контролю руху смугою.

Утруднене користування багажником. Спочатку для того, щоб зняти його кришку, мені доводилося виймати її через задні двері. Потім мені підказали, що є трохи більше. зручний спосібАле все одно використання багажного відсіку залишається проблемою.

Додаток для керування автомобілем можна навіть не вмикати. Наприклад, для того, щоб включити з його допомогою клімат-контроль, потрібна ціла хвилина.

Тим не менш, я радий покупці. Мені заздрить дружина, яка їздить на бензинової машинина заправку щонайменше раз на тиждень, тоді як я просто підключаю зарядну станцію. Придбана мною ChargePoint Home 25 за годину заряджає машину на 40 км пробігу, чого вистачає для поїздки на роботу і назад. На магістральних трасах є станції швидкої зарядкиАле після дальньої поїздки (1 600 км) я зрозумів, що «Нісан Ліф» все ж таки краще підходить для їзди містом. Для далеких поїздок потрібно вибрати гібрид із гарною дальністю.

Гарний був би з його дальністю 380 кілометрів, але для нього поки що недостатньо станцій швидкої зарядки.

Щодо енергоефективності останньої моделі Nissan Leaf, то вона коливається від 6,76 кілометрів на кіловат/год у червні до 4,67 кілометра на кіловат/год у грудні. Річна експлуатація показала, що економічність на 27% вища, ніж заявлені 5,31 кілометра на кіловат/годину.

Аналіз оплат за моєю картою показав, що на бензиновій машині я витрачав на пальне в середньому 68 доларів на місяць. Рахунки на електрику після покупки електромобіля збільшились на 47 доларів на місяць. Так що, незважаючи на задоволену високу вартістьелектрики в нашій місцевості тут спостерігається певна економія, яку слід додати до економії на вартості автомобіля. Завдяки субсидіям різного рівня я купив машину лише за 16 000 доларів.

І якби не обмеження!... Через брак станцій зарядки я досі не можу поїхати на Nissan Leaf 2015 до сестри в Нью-Гемпширі. Шлях туди потрібно прокласти так, щоб зарядитися на станції, що з'явилася тільки в південній частині штату. Отже, на далекі відстані ми змушені пересуватися на автомобілі дружини.

Е електромобіль - це модно та економічно, наприклад, у сонячній Каліфорнії чи свідомій Європі. Чи є майбутнє у авто на електротязі в Росії, знаємося на прикладі Mitsubishi i-MiEV.

Ваш спекотний літній ранок починається не з читання новин і не з чашки кави. Ви даєте команду вашому електромобілю, припаркованому під вікном, остудити салон до 23 градусів. Тому що так економічніше: адже він зараз підключений до міської зарядки, і поки є час виставити температуру за нічним тарифом. Коли ви сядете в машину, вона буде повністю заряджена, а температура – ​​налаштована. Поповнити заряд можна буде на стоянці біля офісу під час робочого дня або біля кафе в обідню перерву: машина заряджається там, де вам зручно. І це вже відбувається у Москві.

Таку футуристичну картинку з упевненістю в голосі малює Сергій Черненко, керівник зв'язків з громадськістю Mitsubishi Motors. Японський електромобіль i-MiEV – поки що єдиний електрокар, який офіційно продається у Росії. Інші виробники електрокарів не поспішають виходити на російський ринок. Навіть домовленість Renault із "Поштою Росії" про оренду 12 електрокарів була розірвана.

Основна вигода від переходу на електромобілі – екологічна, відчути яку городяни зможуть не за десятки років, а вже зараз. У містах Росії на транспорт припадає до 90% шкідливих викидів, а електрокари цього недоліку повністю позбавлені. Повітря, яким ми дихаємо, буде набагато чистішим, якщо автовласники обиратимуть екологічні машини. До того ж електромобіль рухається дуже тихо: немає звуку двигуна, так що ці машини можуть знизити шумове забруднення.

Зі своїм електромобілем на російський ринок Mitsubishi вийшла два роки тому. За словами Сергія Черненка, на той момент у Росії мало хто цікавився цим видом транспорту: "Ми виступали на всіх форумах, де могла бути порушена тема екологічного транспорту, розповідали про електромобілі та про i-MiEV, влаштовували тест-драйви. Ринок не просто був порожній -його мало був " . Першим великим соратником Mitsubishi на шляху впровадження в Росії екологічних машин стала компанія Моес, яка почала будувати перші зарядні станції. Енергетики підключилися до проекту, щоб вирішити свої проблеми із перепадами споживання електрики. Як пояснює Сергій Черненко, якщо 1,5% усіх автомобілів ночами заряджатимуться від розетки, енергетики зможуть вирівняти ці перепади до прийнятного для себе рівня. До того ж збільшення електромобілів підстьобує інноваційний розвитокмереж.

Головне, що турбує екологів – це утилізація акумуляторів. Батареї містять літій-іон та інші небезпечні хімічні речовини. Поки що у світі утилізація акумуляторів, що відпрацювали, хоч і існує, проте не поставлена ​​на потік. Просто тому, що у випущених машинах батареї не виробили свій термін придатності. Але в Mitsubishi вважають, що впровадження таких технологій – завдання найближчих років, а не сьогодення. "Виробники готові викуповувати відпрацьовані батареї, переоснащувати їх новими технологіями і ставити в нові машини. А енергетики пропонують використовувати старі акумулятори як сховища для зайвої електроенергії, яка виробляється в час спаду споживання", - коментує Сергій Черненко.

Інша головний більвиробників електрокарів – безпека пасажирів. У батареї може статися спалах, при попаданні автомобіля у воду - замикання. Але в Mitsubishi запевняють, що чотири десятки років розробок не пройшли даремно: "У наших електрокарах стоїть ціла низка захисних механізмів - посилений металевий кожух для батареї, повітряна система охолодження акумулятора. У машині є детектори, які відключать електроніку, якщо всередину потрапить волога або виникне якісь неполадки, так що спалах або удар струмом повністю виключені.

Все з тими ж батареями пов'язаний головний недолікелектрокарів з погляду водія: обмежений запас ходу Акумулятор i-MiEV важить 300 кілограмів. Щоб проїхати на ньому обіцяні Mitsubishi 150 кілометрів, машину від звичайної розетки 220 вольт потрібно заряджати всю ніч - від 6 до 7 годин. Якщо включити по дорозі грубку або кондиціонер, запасу енергії не вистачить навіть на цю відстань. Тому вдосконалення батарей – завдання номер один для всіх виробників електромобілів та, звичайно, для Mitsubishi. "Можна поставити в машину дві батареї, і тоді вона зможе проїжджати не 150 кілометрів, а 300, – розповідає Сергій Черненко. – Але й важити такий автомобіль буде ще на 300 кілограмів більше, а заряджатися – 12 годин". Зараз наші інженери працюють над тим, щоб збільшити потужність батареї, але залишити її тієї ж ваги та розміру. До того ж батарея – сама дорога частинаелектромобіля, її частка доходить до 50%, і збільшення запасу за рахунок числа акумуляторів сильно позначиться на ціні, яка і так немаленька: i-MiEV у Росії компанія "ММС Рус" продає за 1,8 мільйона рублів.

Звичайно, для пересування містом заявленого кілометражу має вистачити з надлишком, а i-MiEV і позиціонується як міський автомобіль. Зарядні станції - муніципальні та компанії МОЕСК - у Москві поки близько 50 в різних районах міста, не тільки в центрі. До 2020 уряд столиці планує побудувати ще 2 тисячі, з них три сотні - станції швидкої зарядки з прямою напругою 500 вольт, де можна повністю зарядити електрокар за 20 хвилин. Сергій Черненко пояснює: "Розвиток інфраструктури відіграє ще й роль підстрахування, тому що філософія використання електромобілів відрізняється від використання бензинових авто. Електрокар можна заряджати, як мобільний телефонприїхали додому, поставили на ніч на зарядку. Вдень приїхали до торговий центр, 3 години погуляли - отримали 30-40% заряду і вирушили далі". У Mitsubishi запевняють, що ефекту пам'яті у їх i-MiEV немає: згідно з проведеними в Японії тестами, за 10 років батарея зберігає 80 і більше відсотків своєї ємності. Коштує повна зарядка батареї близько 30 рублів за денним тарифом і 10-15 рублів за нічним.

Отже, окрім додаткових очок за екологічну відповідальність, потенційний покупець i-MiEV може ще суттєво заощадити на бензині. За ті ж 150 кілометрів замість 15 рублів власник авто із двигуном внутрішнього згоряннязаплатить мінімум 500 рублів, а на місяць набіжить пристойна сума.

На цьому плюси не закінчуються. Вже зараз у центрі Москви електромобіль можна припаркувати безкоштовно, обговорюється можливість проїзду виділеними смугами - за аналогією з більшістю великих європейських міст.

Сергій Черненко з особливим ентузіазмом розповідає про ще одну перевагу електромобілів – відчуття від водіння: "У салоні абсолютна тиша, тільки на швидкості понад 100 км/год з'являється шум покришок. Таке почуття, що ведеш маленький тролейбус".

i-MiEV для Mitsubishi – пробна куля, а не продукт, що приносить прибуток. Вже цього року компанія планує представити на російському ринку електропозашляховик із збільшеним запасом ходу Outlander PHEV. До електричному двигунуу ньому може підключатись бензиновий, збільшуючи проїзд без підзарядки зі 180 до 880 кілометрів. При цьому Outlander PHEV можна використовувати як 100-відсотковий електромобіль, адже запас ходу чистою електрикою перевищує 60 км.

Чи є майбутнє у електромобілів

Поки що єдиний представлений у Росії електрокар Mitsubishi i-MiEV – товар штучний та ексклюзивний. За вартістю майже 2 мільйони рублів за півтора роки в країні було продано більше 100 машин, до кінця 2013-го компанія планує продати ще стільки ж. Ціни мають знизитися, якщо держава підтримає виробників, упевнений Сергій Черненко. Обнулення ввізного мита на електрокари - це зниження ціни мінімум на 20%. Машини купуватимуть частіше, вироблятимуть більше, будуватимуться більше зарядних станцій, розвиватиметься інфраструктура, а також запрацює ефект масштабу.

Зробити електромобіль більш доступним допоможе зниження інших податків. У Калузької області для стимулювання переходу на екологічні автомобілі для їх власників було скасовано транспортний податок. Щоправда, i-MiEV під транспортний податок і так не потрапляє. У Москві, наприклад, їм обкладаються машини від 70 кінських сил, А в електрокарі Mitsubishi їх всього 67.

У багатьох країнах Європи уряди надають серйозну підтримку свідомим автовласникам, які вирішили пересісти на електрокар. Так, у Норвегії покупець автомобіля на електротязі за рахунок усіх пільг може заощадити до 20 тисяч євро, а у Лондоні безкоштовно пересуватися можуть лише електромобілі, за в'їзд у місто на звичайному автодоводиться платити по 9 фунтів на день (450 рублів).

У Mitsubishi вважають, що підтримувати електрокари потрібно не весь час, а лише найближчими кількома роками: до 2020 року частка електромобілів серед усього автотранспорту в Росії має досягти 7-10%, і тоді допомога держави вже не знадобиться. До цього часу Mitsubishi планує ставити електродвигун у кожну п'яту машину, що випускається, і всі моделі будуть доступні в електромодифікації. У Росії ці авто будуть мати попит багато в чому завдяки зусиллям Mitsubishi зі створення ринку.

Олександра Латишева

Електродвигун представляє електромашину, що перебудовує електричну енергію на механічну. Зазвичай електрична машина реалізує механічну роботузавдяки споживанню прикладеної до неї електроенергії, що перетворюється на обертальний рух. Ще в техніці є лінійні двигуни, здатні створювати одночасно поступальний рух робочого органу.

Особливості конструкції та принцип дії

Не важливо яке конструктивне виконанняАле пристрій будь-яких електродвигунів однотипний. Ротор і статор знаходяться усередині циліндричної проточки. Обертання ротора збуджують магнітне поле, що відштовхує його полюси від статора (нерухомої обмотки). Зберігати постійне відштовхування можна шляхом перекомутації обмоток ротора, або утворивши магнітне поле, що обертається, безпосередньо в статорі. Перший спосіб властивий колекторним електродвигунам, а другий - асинхронним трифазним.

Корпус будь-яких електродвигунів зазвичай чавунний або виготовлений зі сплаву алюмінію. Однотипні двигуни, не дивлячись на конструкцію корпусу, виробляються з однаковими. настановними розмірамита електричними параметрами.

Робота електродвигуна виходить з принципах електромагнітної індукції. Магнітна та електрична енергіястворюють електрорушійну силу в замкнутому контурі, що проводить струм. Ця властивість закладена в роботу будь-якої електромашини.

На електрострум, що рухається, в середині магнітного поля постійно впливає механічна сила, що стрімко намагається відхилити напрямок зарядів у перпендикулярній силовим магнітним лініям площині. Під час проходження електроструму по металевому провіднику або котушці, механічна сила намагається посунути або розгорнути всю обмотку і кожен провідник струму.

Призначення та застосування електродвигунів

Електричні машини мають багато функцій, вони здатні посилювати потужність електричних сигналів, перетворювати величини напруги або змінний струм у постійний та ін. різних дійІснують різноманітні типи електромашин. Двигун представлятиме тип електричних машин, розрахованих для перетворення енергії. А саме, цей вид пристроїв перетворює електроенергію на рухову силу або механічну роботу.

Він має великий попит у багатьох галузях. Їх широко використовують у промисловості, на верстатах різного призначення та інших установках. У машинобудуванні, наприклад, землерийних, вантажопідйомних машин. Також вони поширені у сферах народного господарствата побутових приладах.

Класифікація електродвигунів

Електродвигун, є різновидом електромашин по:

• Специфіці, що створюється обертального моменту:
  гістерезисні;
  магнітоелектричні.
• Будівлі кріплення:
  з горизонтальним розташуванням валу;
  з вертикальним розміщенням валу.
• Захист від дій зовнішнього середовища:
  захищені;
  закриті;
  вибухонепроникні.

У гістерезисних пристроях крутний момент утворюється шляхом перемагнічування ротора або гістерези (насичення). Ці двигуни мало експлуатуються в промисловості та не вважаються традиційними. Затребуваними є магнітоелектричні двигуни. Існує багато модифікацій цих двигунів.

Їх поділяють на великі групи за типом струму, що протікає:

• Постійного струму.
• Змінного струму.
• Універсальні двигуни (працюють на постійному змінному струмі).

Особливості магнітоелектричних двигунів постійного струму

За допомогою двигунів постійного струмустворюють регульовані електричні приводиз високими експлуатаційними та динамічними показниками.

Типи електродвигунів:

• З електромагнітами.
• Із постійними магнітами.

Група електродвигунів, живлення яких виконується постійним струмом, поділяється на підвиди:

• Колекторні . У цих електроприладах є щітково-колекторний вузол, що забезпечує електричне з'єднаннянерухомої і обертової частини двигуна. Пристрої бувають із самозбудженням та незалежним збудженням від постійних магнітівта електромагнітів.
• Вирізняють такі види самозбудження двигунів:
  паралельне;
  послідовне;
  змішане.
• Колекторні пристрої мають кілька мінусів:
  Низька надійність приладів.
  Щітково-колекторний вузол досить складна в обслуговуванні складова частина магнітоелектричного двигуна.
• Безколекторні (вентильні) . Це двигуни із замкнутою системою, що працюють за аналогічним принципом роботи синхронних пристроїв. Оснащені датчиком положення ротора, перетворювачем координат, а також інвертором силовим напівпровідниковим перетворювачем.

Ці машини випускаються різних розмірів від найменших низьковольтних до величезних розмірів (переважно до мегавата). Мініатюрні електродвигуни оснащені комп'ютерами, телефонами, іграшками, акумуляторними електроінструментами тощо.

Застосування, плюси та мінуси електродвигунів постійного струму

Електромашини постійного струму застосовують у різних галузях. Ними комплектують підйомно-транспортні, фарбово-оздоблювальні виробничі машини, а також полімерне, паперове виробниче обладнання тощо. Часто електричний двигун цього типу вбудовують у бурові установки, допоміжні агрегатиекскаваторів та інші види електротранспорту.

Переваги електричних двигунів:

• Легкість в керуванні та регулюванні частоти обертання.
• Простота конструкції.
• Відмінні пускові властивості.
• Компактність.
• Можливість експлуатації в різних режимах (руховому та генераторному).

Мінуси двигунів:

• Колекторні двигуни вимагають скрутне профілактичне обслуговуваннящітково-колекторних вузлів.
• Дорожнеча виробництва.
• Колекторні пристрої мають не великий термінслужби через зношування самого колектора.

Електродвигун змінного струму

У електродвигунах змінного струму електрострум описується за синусоїдальним гармонійним законом, що періодично змінює свій знак (напрямок).

Статор цих пристроїв виготовляють з феромагнітних пластинок, що мають пази для розміщення в них витків обмотки з конфігурацією котушки.

Електродвигуни за принципом роботи бувають синхронними та асинхронними . Головною їх відмінністю і те, що швидкість магнитодвижущей сили статора у синхронних приладах дорівнює швидкості обертання ротора, а асинхронних двигунах ці швидкості не збігаються, зазвичай ротор обертається повільніше поля.

Синхронний електродвигун

Через однакове (синхронне) обертання ротора з магнітним полем, апарати називають синхронними електродвигунами. Їх поділяють на підвиди:

• Реактивний.
• Кроковий.
• Реактивно-гістерезисний.
• Із постійними магнітами.
• З обмотками збудження.
• Вентильний реактивний.
• Гібридно-реактивний синхронний двигун.

Більша частина комп'ютерної технікиоснащена кроковими електродвигунами. Перетворення енергії у цих пристроях засноване на дискретно кутовому пересуванні ротора. Кроковий електродвигунмає високу продуктивність, незалежну від своїх мізерних розмірів.

Переваги синхронних двигунів:

• Стабільність частоти обертання, що залежить від механічних навантажень на валу.
• Низька чутливість до стрибків напруги.
• Можуть виступати у ролі генератора потужності.
• Знижують споживання потужності, що надається електростанціями.

Недоліки в синхронних пристроях:

• Складнощі із запуском.
• Складність конструкції.
• Труднощі регулювання частоти обертання.

Недоліки синхронного двигуна роблять більш вигідним для використання електродвигун асинхронного типу. Тим не менш, більшість синхронних двигунів через їх роботу з постійною швидкістю затребувані для установок у компресори, генератори, насоси, а також великі вентилятори та інше обладнання.

Асинхронний електродвигун

Статор асинхронних двигунівпредставляє розподілену двофазну, трифазну, рідше багатофазну обмотку. Ротор виконують як циліндра, використовуючи мідь, алюміній чи метал. У його пази залиті чи запресовані струмопровідні жили до осі обертання під певним кутом. Вони поєднуються в одне ціле на торцях ротора. Протиток збуджується в роторі від змінного магнітного поля статора.

За конструктивними особливостями виділяють два види асинхронних двигунів:

• З фазним ротором.
• З короткозамкненим ротором.

В іншому конструкція приладів немає відмінностей, статор у них абсолютно однаковий. За кількістю обмоток виділяють такі електродвигуни:

• Однофазні. Цей тип двигунів самостійно не запускається, йому потрібний стартовий поштовх. Для цього застосовується пускова обмотка або фазозсувний ланцюг. Також прилади запускаються вручну.
• Двофазні. У цих пристроях є дві обмотки зі зміщеними на кут фазами. У приладі виникає магнітне поле, що обертається, напруженість якого в полюсах однієї обмотки наростає і синхронно спадає в інший.
  Двофазний електродвигун може самостійно запускатися, але з реверсом є складнощі. Часто цей тип пристроїв підключають до однофазних мереж, включаючи другу фазу через конденсатор.
• Трифазні. Перевагою цих типів електродвигунів є легкий реверс. Основні частини двигуна – це статор із трьома обмотками та ротор. Дозволяє плавно регулювати швидкість ротора. Ці прилади досить потрібні в промисловості та техніці.
• Багатофазні . Складаються ці пристрої з вбудованої багатофазної обмотки в статорних пазах на його внутрішньої поверхні. Ці двигуни гарантують високу надійністьпри експлуатації та вважаються удосконаленими моделями двигунів.

Асинхронні електричні двигуни значно полегшують роботу людей, тому незамінні в багатьох сферах.

Достоїнствами цих приладів, які відіграли роль їх популярності, є такі моменты:

• Простота виробництва.
• Висока надійність.
• Не потребують перетворювачів для включення в мережу.
• Невеликі витрати під час експлуатації.

До того ж, можна додати відносну вартість асинхронних приладів. Але вони також мають недоліки:

• Низький коефіцієнт потужності.
• Трудність у точному регулюванні швидкості.
• Невеликий пусковий момент.
• Залежність від напруги мережі.

Але завдяки живленню електродвигуна за допомогою частотного перетворювача деякі недоліки пристроїв усуваються. Тому потреба асинхронних двигунів не падає. Їх застосовують у приводах різних верстатів у галузях металообробки, деревообробки та ін. Вони потребують ткацькі, швейні, землерийні, вантажопідйомні та інші види машин, а також вентилятори, насоси, центрифуги, різні електроінструменти та побутові прилади.

Багато недосвідчених громадян вважають, що електромобілі з'явилися зовсім недавно, максимум 10-20 років тому. Але це дуже далеке від істини. Як тільки людство винайшло електрику, одразу ж знайшлися прогресивні інженери та механіки, які намагалися застосувати його для завдання створення економічного та швидкого транспорту. Пристрій електромобіля ще не був представлений на огляд широкої публіки, але вже виношувався в головах механіків та вчених.

Перші спогади про машину, що рухається завдяки електричному двигуну, точаться з 1841 року. Це була не машина у повному розумінніцього слова, а візок із електромотором. Вона не набула широкої популярності та поширення, але ентузіасти продовжили роботи з удосконалення конструкції.

У 1899 році російський інженер Іполит Романов розробив електромобіль, який міг проїхати без підзарядки майже 60 кілометрів, причому борт машини був розрахований на 17 пасажирів. Його швидкість сягала 40 км/год.

Чимало успішних спроб створення таких авто робилися в Європі, Америці, Японії після 2-ї Світової війни. Наприклад, у США відзначилася компанія General Motors, яка почала випускати серійні моделі EV1. В останні роки на весь світ гримить компанія Tesla, яка змогла звести електромобілі зі сфери нецікавої екзотики до рангу стильних та бажаних транспортних засобів.

Пристрій електромобіля та принцип його роботи

Пристрій електромобіля не містить у собі жодних таємниць та складнощів, оскільки ґрунтується на загальновідомих фізичних та технічні принципи. В цілому, конструкція такої машини в області ходової частини, кузова, керування може зовсім не відрізнятись від класичного транспорту. Головна відмінність полягає саме в моторі, який працює не на рідкому дизельне паливоабо бензині, а на електричному струмі, що генерується.

Принцип роботи електромобіля ось у чому. У ньому задіяний механізм електромагнітної індукції, який полягає в тому, що за наявності змінного електричного струму у провіднику виникає магнітне поле, яке за законом Ампера виконує дію, що відхиляє. У моторі існують два основні компоненти: ротор і статор. Статор залишається постійно нерухомим і ним пропускається електричний струм певної частоти. Магнітне поле, що генерується в статорі, діє на ротор і той починає обертатися. Отримувана механічна енергія використовується для руху транспортного засобу. Швидкість двигуна прямо пропорційна частоті струму та кількості встановлених магнітних полюсів.

В цілому, пристрій електромобіля досить простий, але вимагає дуже акуратного та точного виконання. Струм для живлення статора генерується встановленими на борту батареями. Залежно від моделі машини, батареї можуть мати різну ємність, конструкцію, особливості механізмів роботи, що використовуються.

Цікавий факт! багато перспективні розробкистаровини відкидалися суспільством чи просто були помічені.

Типи пристроїв електромобіля

Залежно від цього, як влаштований електромобіль і яких завдань він розроблений, можна провести деяку класифікацію цих ТС. Вона досить умовна і звертає більше увагу на особливості експлуатації, так як по конструкції всі розробки повторюють один одного.

Вирізняють такі машини на електриці:

• Внутрішньоміські. Мають невисоку потужність і швидкість пересування, на них встановлені спеціальні обмеження щодо максимальної потужності. Невеликий діаметр колеса і мала вага дозволяють рухатися в нормальному міському режимі;
• Мікроелектромобілі. Створені з урахуванням щільного міського транспортного потоку, що мають батарею невеликої ємності. Використовуються для невеликих переїздів, поїздок у магазин, на роботу і тому подібне;
• Різні креативні варіанти типу трицикли;
• Звичайні авто. Звичні легковики, типу деяких популярних моделейвід Tesla;
• Вантажні. Поки що не надто поширені, але в перспективі можуть використовуватися у великих містах для внутрішніх перевезень та зменшення викидів в атмосферу;
• Тролейбуси, трамваї, автобуси на електродвигунах є досить популярним видом транспорту в будь-якому великому місті.

Також варто згадати гібриди – транспорт, на якому встановлений як електричний, так і бензиновий двигун. Подібні ТЗ дуже популярні у всьому світі, зокрема, в Японії, США, Європі. Напруга електромобіля у всіх розглянутих випадках різна, тому що в них потрібна неоднакова робоча потужність силового агрегату.

Особливості влаштування електромобіля-гібрида

Гібриди набули широкого поширення та популярності в силу своєї універсальності та зручності використання практично в будь-яких умовах. Високий рівеньекономії, відмінні робочі характеристики, суміщення кращих властивостейагрегатів на рідкому паливі та струмі роблять гібриди популярними не лише серед індивідуальних покупців, а й серед держслужбовців, поліцейських тощо. Після тривалого простою таке авто не потрібно прогрівати і втрачати час. Достатньо використовувати електродвигун і буквально миттєво рушити в дорогу. Коли ж потрібна велика швидкість, потужність та додатковий ресурс на відстань пересування, то миттєво відбувається перемикання на бензин чи дизель.

Існують різні схеми реалізації гібридів, але найбільш популярним є варіант від компанії «Honda», в якому обидва двигуни працюють у паралельному режимі. За необхідності будь-який з них може включатися або вимикатися без будь-яких складнощів. Робота електромобіля в цьому випадку відрізняється надійністю, безпекою та високою ефективністю.

Цікавий факт! Переваги гібридів добре підходять для патрулів ДПС, тому в цій структурі їх використовують повсюдно по всьому світу.

Багатьох людей, які вагаються у виборі транспортного засобу для особистого використання, турбує питання: які існують плюси та мінуси електромобілів і чи варто зараз розглядати їх як серйозний варіант для покупки.

Плюси електромобілів виглядають так:

• Найважливіше – мінімальні витрати на . Добре, що електрика в нашій країні має досить низьку вартість і повна зарядка для того, щоб проїхати 100 км, коштуватиме близько 15-20 рублів. У той же час з бензином ситуація буде сумнішою (див. Найдорожчий і в регіонах Росії);
• Простота сервісного обслуговування. Не потрібно купувати та міняти жодних свічок запалювання, олії, фільтрів, інших витратних матеріалів. Немає необхідності регулярно відвідувати сервіс та витрачатися на нього;
• Тиха робота двигуна також багатьма відноситься до плюсів. Працюючого агрегату майже не чути під час їзди, досить згадати рух на новому тролейбусі;
• Відсутність небезпечних вихлопних газів, що отруюють міське повітря;
• Покупка на перспективу. Очевидно, у найближчі роки чи десятиліття людство масово пересяде на електричні машини. Купуючи її зараз, Ви стаєте на чолі цього процесу.

Щодо негативних моментів, то вони також є і виглядають так:

• Невеликий вибір авто та дорожнеча. Ціна, яку просять за середню Теслу, цілком порівнянна з вартістю гарного Мерседеса останніх роківвипуску. Тому багато хто воліє другий варіант;
• Обмежена кількість необхідних заправок. Навіть у столиці країни її дуже мало місць, де можна зарядити машину. Тому доведеться ретельно стежити, щоб заряду вистачало на заплановані денні відстані;
• Мінус електрокарів ще й у тому, що батареї на них коштують дуже дорого, тому їх треба берегти. Також в салоні не можна буде повноцінно використовувати всю електроніку, наприклад, кондиціонер, тому що це швидко поглинатиме заряд АКБ.

Це головне, що варто враховувати людині, яка обирає транспортний засіб.

Після того, як ми побачили плюси та мінуси електрокарів, варто звернути увагу на перспективи цього транспорту. Чи варто купувати даний видМС, витрачати чималі гроші і чи це буде правильним кроком? Відповідь тут не така однозначна.

Якщо Ви хочете просто хорошу перевірену машину для вирішення повсякденних завдань, розвинену систему сервісу та ремонту, передбачувані проблеми та їхнє легке вирішення – то найкраще купувати класичний бензиновий або дизельний агрегат. Це все ще актуально і несе лише переваги.

Якщо Ви ставитеся до сміливих людей, які намагаються йти в ногу з часом і дивляться наперед, то така покупка буде виправданою, хоча потрібно бути готовим до деяких згаданих мінусів і незручностей.

Щодо перспектив аналізованого транспорту, то вони дуже великі. Очікується, що у найближчі 10 років людство масово пересяде саме на електрокари.

Масштаби розповсюдження

Останні кілька років ринок електричних машин розширився і поширився попри всі розвинені країни світу. Якщо ще недавно подібна покупка була екстравагантним кроком для любителів нового та незвичайного, то сьогодні це вже перевірений та вигідний крок для комфортної їзди та економії коштів.

За наявною статистикою, в 2017 році ринок авто виріс відразу на 60%! На даний момент динаміка зберігається і в перспективі цей процес стане більш масовим. По всьому світу в 2017 році було продано близько 750 000 нових авто, з них на гібриди припадає приблизно 290 000. Всі, бачачи такі тенденції ринку, активно почали розробляти свої варіанти і представляти їх на автовиставці по всьому світу. Свої твори вже показали Мерседес, Фольксваген, Порше, Астон Мартін та багато інших виробників. У Росії також спостерігається підвищений інтерес до цієї тематики.

Нашумевший підприємець мільярдер із США, родом із ПАР, на ім'я зробив справжню революцію у світі електромобілів. Він один із перших у новий часвирішив поставити процес виробництва цього транспорту на потік та зробити їх частиною повсякденної реальності. Такі починання не залишилися поза увагою, тому ім'я цієї людини стало відоме на весь світ.

Як працює електромобіль Tesla? Так само, як і будь-які інші подібні продукти. Пристрій електромобіля наступний: кузов тут практично цілком повторює такий у бізнесових класах Мерседесах. Батарея та двигун розроблений для максимально ефективної, економічної та тривалої роботи. Мінусом ТЗ від Tesla сьогодні вважається надто слабо розвинена сервісна система, яка часто кидає власника такої дорогої машини напризволяще долі з його проблемами.

Як вибрати машину та особливості її сервісу

Пристрій електромобіля обов'язково має хоч загалом знати кожна людина, яка збирається його купувати. Щоб купити хороше ТЗ, потрібно дотримуватися таких порад:

• Найперше – запас ходу від повністю заряджених АКБ. Для бюджетних моделей запас ходу становить близько 150 км.;
• Особливості механіки. Ходова частина, трансмісія, підвіска та інші елементи повинні бути в повному порядку і складатися з їх надійних комплектуючих. При покупці краще залучити на допомогу людину, яка добре розуміє пристрій електромобіля;
• Ціна. Не варто переплачувати, тому що за великі гроші можна взяти і розкішний бензиновий або дизельний варіант.

Щодо сервісу, то тут не повинно бути жодних проблем. Електродвигуни добре відомі будь-якому інженеру та механіку, вся решта авто повністю повторює конструкцію класичного транспортного засобу. Єдина порада з сервісу – варто звертатися до просунутих СТО, в яких здатні проводити точну діагностику.