Тема производства экономичных двигателей возникла практически сразу после изобретения машин, работающих от электрического тока. В процессе прохождения выставки электротехнических устройств, проведенной в 1891 в г. Франкфурт-на-Майне, Чарльзом Брауном был продемонстрирован электрический генератор, имеющий КПД около 95%. Асинхронный двигатель, который продемонстрировал Михаил Доливо-Добровольский, также выдал КПД 95%. С того времени параметры этих устройств были повышены не более чем на 1-2 процента.

Наиболее востребованными электрические двигатели предлагаемые на сайте ELMO стали в 70х годах, при возникшей нехватке нефтепродуктов. На практике оказалось, что экономия топлива стоила намного меньше, нежели ее добыча. Вложения денежных средств в энергосберегающие программы увеличились в разы. Многие организации и страны начали выдачу специальных грантов, предназначенных для развития программ энергосбережения.

Проанализировав мировое потребление электрической энергии, выяснилось, что более половины всей энергии, производимой в мире, потребляют именно электрические двигатели. По этой причине их доработкой и улучшением занимаются все компании, работающие в этой отрасли.

Двигатели с функцией энергосбережения

Эти модели представляют собой устройства, с КПД на порядок больше, чем у простых двигателей подобного рода. В больших двигателях с функцией энергосбережения, эта разница невелика, в пределах 1-2%. В остальных типах она выше, и держится на уровне 7-10%.

КПД электродвигателей, выпущенных компанией Siemens.

Повышение уровня КПД становится возможным при соблюдении следующих условий:

• Повышение содержания активных материалов, а именно медных и стальных деталей
• Применение специальной стали для производства электротехнических изделий, с уменьшенной толщиной.
• В обмотках роторов ранее применяемый алюминий заменен на медь.
• В статоре уменьшается воздушная прослойка, при помощи предназначенных для этого устройств.
• Установка подшипников с повышенным качеством.
• Установка специальных вентиляторов.

Согласно имеющимся данным, около 2% от затрат за весь период его работы приходится на цену самого двигателя. Например, при работе двигателя на протяжении 4 тысяч часов каждый год в течение 10 лет, затраты на потребляемую электроэнергию составляют около 97% от общего количества. Около 1% процента уходит на техническое обслуживание и монтажные работы. То есть повышение этого параметра на 2% дает возможность покрытия увеличения его стоимости уже через 3 года.

Преимущества перехода к использованию электрического двигателя:

• Увеличение коэффициента полезного действия двигателя от 1 до 10 %.
• Уменьшение количества поломок.
• Уменьшение расходов на техническое обслуживание.
• Повышение уровня устойчивости к нагрузкам, сопровождающихся перегревом.
• Увеличить стойкость к повышенным нагрузками.
• Увеличить стойкость к неблагоприятным условиям.
• Сделать эксплуатацию менее шумной.
• За счет снижения скольжения, увеличить скорость его работы.

Минусами такого двигателя являются:

• Увеличенная стоимость примерно на треть.
• Увеличенный вес.
• Высокий уровень тока, необходимого для запуска.

При работе двигателя в условиях частого отключения и запуска его применение является невыгодным, так как вся сохраненная энергия потратится на повышенное значение токов запуска. Также его не используют при малом количестве часов работы, которое не может обеспечить необходимое количество сохраненной энергии. Двигатели такого рода являются очень востребованными в настоящее время.

Подумываете о приобретении электромобиля? Тогда узнайте всю обстановку нынешнего авто рынка по их преимуществам и недостаткам. Смотрите видео обзоры – авто-тесты.

Современный способ передвижения подразумевает не только скорость, но также удобство, а главное - экологические требования, возможно поэтому, стремление создать автомобиль нового поколения, отвечающий этим качествам, вылилось в такую новинку, как - электромобиль.

Продажи и цены на электромобили

Как не крути, а продажи электромобилей постепенно растут, хотя у многих производителей есть некоторые проблемы с продажами. Такие известные фирмы, как Nissan (электромобиль Leaf) и Tesla (Model S) продают больше всех данных машин: 12000 и 10000 соответственно, а остальные за первые шесть месяцев 2013 года реализовали от силы по сотне этих автомобилей. Хотя проблема плохих продаж по большей степени кроется в цене, - слишком уж высоко автопроизводители её гнут вверх. Больше всего продаж идёт в США (выросло от 7000 до 25 000).Такой же интерес к экологическим авто и в Европе, правда здесь большего успеха достигли машины фирмы Renault ZOE, стоимость которой в Великобритании составляет от?13 650 (€16 000 или $21 000).

Цены на электромобили стали постепенно снижаются, но как можно заметить, это связано, прежде всего, с внедрением новых, более дешёвых аккумуляторов. Например: Nissan Leaf стоит $25 000, а Tesla Model S стоит от $60 000. Некоторые производители делают скидки по акции, чтобы спасти продажи, но они идут на вынужденное временное явление, иначе некоторые машины просто бы не продавались. Некоторые общественные зарядные станции предлагают подзарядку бесплатно, другие стараются содрать побольше денег, объясняя такую плату удобством и высоким сервисом их обслуги. В скором времени обещают организовать встроенные в пол или дорогу пластины индуктивной зарядки.

Видео тесты электромобилей

1. Nissan Leaf

2. Tesla Model S

3. Renault Zoe

Определим минусы электромобилей:

1. не так уж всё гладко получается, а именно - машина требует довольно частой подзарядки, а в нашей транспортной среде это почти никак не продумано;
2. необходимо немалое время на полную зарядку, а именно 8 часов для 100% заряда, хотя за 30 минут может пополнить свой заряд аккумулятора на 80%. А в США существуют специальные электро заправки, которые позволяют зарядить машину за минут 15–20;
3. существует ограничение по времени на запас хода, который определяет лимит между подзарядками - 100–160 км. Tesla Model S может проехать до 460 километров;
4. цены на электромобиле почти, а то и ровно вдвое выше аналогичного бензинового «коня», что тоже говорит совсем не в пользу электромобиля;
5. часть энергии может вхолостую потеряться на стояние в пробках или на светофорах, а также на климат-контроль, использование аудиосистемы и обогрев, всё это может привести к возникновению непредвиденной ситуации;
6. чувство переживания о дальности пробега не оставляют никого в спокойном состоянии;
7. если забыли поставить с вечера машину на подзарядку, то утром придётся совершить пешую прогулку или воспользоваться городским транспортом;
8. батареи часто портятся и выходят неожиданно из строя, а публичные зарядные устройства ломаются или, конкретно, заняты;
9. не продуманы дешёвые способы достаточного получения электроэнергии для машин;
10. электричество дома также не бесплатное - чтобы зарядить электромобиль необходимо в среднем потратить 20–50 киловатт электроэнергии.

Определим плюсы:

1. экономичность топлива;
2. экологичность использования машины;
3. по функциям и своим характеристикам почти не отличаются от обычных автомобилей;
4. возможность подзаряжать машину в домашних условиях;

Какое будущее у этих машин?

Так как огромное множество разработок ведётся в этой сфере, то не за горами время, когда электромобиль станет доступным и весьма манёвренным авто. Стоимость главного дорогого органа может вскоре снизиться в несколько раз (от 500–600 долларов за 1 киловатт-час до 160 долларов к 2025 году). Модернизация технологии производства, разработка нового стандартного оборудования - всё это позволит увеличить количество и качество производимых электромобилей, даст возможность понизить их отпускную стоимость. Удешевление стоимости литиево-ионных батарей приведёт к резкому скачку цен вниз и увеличению продаж, и значит такие модели, как: Nissan Leaf, Tesla Model S, Ford Focus EV, Mitsubshi MiEV, Toyota RAV4 Ev, Honda Fit EV, Smart For Two ED, Chevroet Spark Ev и другие - станут более популярны. Уже стало известно, что Tesla Model E уже в 2015 году будет продаваться в пределах 35 000 долларов, а BMW i3 - первым массовым авто такой категории, потому что решили использовать при производстве углеродное волокно, в разы снижающее вес машины и соответственно потребление электроэнергии.

Есть ещё один вариант, и он также претендует на будущее - это гибридная установка, что довольно-таки активно стало популяризироваться на авторынке производителей. Название само говорит за себя, - это машина имеет сочетание двух двигателей: электрического и бензинового. Всё зависит от нагрузки, могут работать вместе или по отдельности. В данной системе электромотор будет, непосредственно, питаться от аккумуляторной батареи, подзаряжающейся при торможении или движении от самого генератора ДВС.

Необходимо отметить положительные характеристики: меньшее количество вредных выбросов, значительная экономия топлива, отличная динамика. Но и отрицательные стороны тоже присутствуют, они могут обернуться неприятностями при попадании в пробку и движении по шоссе, когда нет необходимости в торможении - отсутствует накопление энергии; постоянные отключения мотора могут приводить их к нестабильной работе и быстрому остыванию нейтрализаторов. Но назад дороги нет, история движется вперёд и даёт зелёный свет новым поколениям автомобиля, потому что с чисто бензиновыми двигателями рано или поздно придётся покончить, ведь не бесконечные резервы горючего и стремительно растущие цены на него, экологические проблемы на Земле - всё это толкает на поиски альтернативы, и другого выбора у нас пока нет! За электромобильями будущее, которое уже не загорами.

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.

С момента появления первого электромобиля прошло 174 года. К слову, электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. На протяжении полутора века машины, заряжающиеся от розетки, становятся быстрее, лучше, доступнее и, как следствие, популярнее. И всё же пока появление такого транспортного средства на дороге скорее исключение, чем правило. В чём заключаются главные достоинства и недостатки электрокаров, и что должно произойти, чтобы они смогли победить своих бензиновых конкурентов.

Действительно ли электромобили в тренде

В 2014 году доля электромобилей в Норвегии достигла впечатляющего показателя в 20,3%. Теперь каждое пятое транспортное средство, зарегистрированное в этой скандинавской стране, имеет электрический двигатель. Произошло это во многом благодаря усилиям государства. Покупка электрокара не облагается налогом, владельцам таких автомобилей предоставляется бесплатный проезд по платным участкам трасс, а также льготная парковка в центрах крупных городов.

Некоторого признания удалось добиться электромобилям и в России. Собственным электрическим транспортным средством уже обзавелся ряд бизнесменов и предпринимателей - от гендиректора Mail.ru Group Дмитрия Гришина до главы "Сбербанка" Германа Грефа и жены министра связи Николая Никифорова. В конце января в Барнауле и вовсе случилось "историческое" событие: местный бизнесмен впервые купил электрокар в лизинг для своего предприятия.

Поддерживает тренд и Украина. В декабре 2014 года стало известно о готовящемся там вводе в эксплуатацию 34 новых станций для подзарядки машин, работающих от электрической энергии. Причем не только дорогих моделей Tesla, но и более доступных, вроде тех, что производят Nissan или Renault. В январе 2015-го в Киеве также запустился экспериментальный сервис такси, автопарк которого состоит из экологичных и экономичных электромобилей. В плане помощи государства там, правда, не всё так хорошо, как в Норвегии - после уплаты НДС и ввозной пошлины, цена на электрокар в стране в среднем увеличивется на 40%.

Одной из наиболее удобных для владельцев электромобилей стран являются США. В особенности комфортно живётся тем, кто отказался от бензина, на западном побережье - в Сан-Диего, Сан-Франциско и Портленде по всему городу "разбросано" по 100 "заправочных" станций для таких машин. Вполне достаточно, чтобы передвигаться по городским улицам и не волноваться о том, чтобы не остаться посреди дороги с разряженным аккумулятором.

И всё же до того, чтобы стать мейнстримом, электромобилям ещё далеко. Для того, чтобы всерьёз побороться с бензиновыми машинами, индустрии предстоит устранить ещё немало минусов в конструкции и эксплуатации электрокаров.

Главные минусы электрокаров

О плюсах электромобилей сказано уже много. Во-первых, они гораздо эффективнее тех, что ездят на бензине. В среднем электрокар преобразует в механическую около 60% электрической энергии. В то же время машина на бензине использует топливо с эффективностью в 17-20%.

Во вторых, такие транспортные средства просто идеальны с точки зрения экологии. Они не загрязняют окружающую среду опасными выхлопными газами, а производство "топлива" для них не требует опустошения природных запасов нефти.

Существует и множество отрицательных моментов, связанных с использованием таких машин. Например, до сих пор они не позволяют совершать длительные поездки на несколько сотен километров и предназначены в основном для передвижения в пределах одного города. Представить себе электрокар, спокойно выдерживающий поездку из Москвы в Санкт-Петербург, пока невозможно.

С одной стороны, от этого минуса легко было бы избавиться, построив развитую сеть станций подзарядки аккумуляторов электрокаров. Но и здесь не всё так гладко. Время полного заряда современного электромобиля может составлять в лучшем случае час, но обычно заряжать транспортное средство приходится по нескольку часов. Даже для быстрой и неполной подзарядки требуется как минимум 30 минут. Что всё это время должен делать водитель, непонятно. Производители электрокаров советуют заряжать свои машины ночью дома.

Наконец, электромобили просто-напросто очень дорого стоят. Цены на модель эконом-класса начинаются от 20 или 30 тысяч долларов. Tesla Model S обойдётся покупателю уже в 100 тысяч. В США за последние два года увеличилось количество программ лизинга и долгосрочной аренды электрокаров, однако и здесь цена для среднестатистического покупателя остаётся довольно высокой. Самые дешевые предложения начинаются от 200 долларов в месяц без учёта налогов и дополнительных сборов. Ту же Model S в 2013 году можно было взять в лизинг за 500 долларов в месяц. Для этого необходимо было внести 10 процентов от общей стоимости машины. В реальности ежемесячные платежи по программе составляли более тысячи долларов, так как рекламное предложение также давало цену без учёта местных и федеральных налогов.

Что сделал для индустрии Элон Маск

Когда речь заходит об электромобилях, имя главы Tesla Motors Элона Маска всплывает само собой. Именно Маск, хоть и не являющийся основателем Tesla, за последние несколько лет сделал всё для массового продвижения и коммерциализации электрокаров.

Предприниматель возглавил компанию в начале 2004 года, поставив перед ней задачу за несколько лет сделать работающие на электричестве машины коммерчески доступными. Сначала для небольшой группы поклонников спорткаров, а затем и для всех остальных.

Главным подходом Маска стал отказ от закрытой модели развития и переход к продаже контрактов на использование своих технологий другим компаниям. Договоры о сотрудничестве с Tesla заключили Daimler и Toyota. Оба концерна проинвестировали в Tesla и применяют системы компании Маска в разработке собственных электрокаров. По мнению предпринимателя, индустрия будет развиваться гораздо быстрее, как только электроавтомобили на рынке станут доступными для рядового покупателя.

В июне 2014 года Элон Маск также объявил: технологические патенты Tesla может теперь использовать любая компания, занимающаяся развитием производства собственных электромобилей. По словам предпринимателя, к сожалению, реальность такова, что пока продажи электрокаров составляют не более одного процента от всех продаж автомобильной индустрии, и изменить это можно только массовым распространением доступных на сегодняшний день технологий прозводства в этой области.

Как связаны популярность электрокаров и цены на нефть

В конце 2014 года перед индустрией электромобилей неожиданно возникла новая проблема - падающие цены на нефть. Традиционно (последние 5-7 лет) считалось, что ограниченность нефтяных ресурсов на планете и их постепенное исчерпание автоматически сделают электромобили господствующим средством передвижения в будущем. Однако, когда стоимость нефти от 100 с лишним долларов опустилась до скромного показателя в 45-50 долларов за баррель, эксперты заговорили, что до счастливого будущего электрокары могут и не дожить.

Американские специалисты в области возобновляемой энергетики полагают: дешёвая нефть начнёт отрицательно сказываться на продажах работающих на электричестве машин уже в 2015 году. Постоянно дорожающее топливо подталкивало людей отказываться от бензина и пересаживаться в электромобили. Точно так же недорогая нефть постепенно вновь повысит популярность больших внедорожников. Особенно это будет заметно в США, где крупные, расходующие много бензина машины традиционно популярнее обычных городских моделей.

Дешёвая нефть тоже не может быть бесконечной, однако и здесь электрокарам придется непросто, считают американские социологи. В первую очередь, спросу на электромобили не даёт расти молодое поколение людей, всё чаще отказывающихся от машины в принципе и предпочитающих ей велосипед.

Вероятно, будущее действительно за электромобилями. Но сможет ли индустрия стабильно развиваться до тех пор, пока это будущее не наступит, всё ещё большой вопрос. На то, чтобы привычные сегодня машины на бензине появились в каждом городе и деревне, ушли десятилетия.

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.