מהם הסוגים של מנועים חדשים לרכבי אנרגיה

מהם סוגי המנועים של רכבי אנרגיה חדשים בעידן רכבי האנרגיה החדשים? מה היתרונות והחסרונות של כל אחד מהם?
עידן רכבי האנרגיה החדשים הגיע, והפופולריות זינקה. היום אציג בקצרה את סוגי המנועים לרכבי אנרגיה חדשים, כמו גם את היתרונות והחסרונות שלהם.
הסוג הראשון הוא מנוע DC.
מנוע DC מעביר זרם ישר מסולל רכב דרך "מברשת" פחמן או עופרת עמוסת קפיצים אל פיתול הרוטור, המספק אנרגיה למגעים המסתובבים המחוברים לליפוף החוט. בכל פעם שהיא מסתובבת כמה מעלות, המברשת מספקת כוח למערכת מגעים חדשה. כאשר ציר המנוע של מכונית מסתובב, זה יגרום לקוטביות של האלקטרומגנט על הרוטור להתהפך.
למעטפת המקיפה את הפיתול האלקטרומגנטי של הרוטור יש מגנט קבוע. היתרונות הם עלות ראשונית נמוכה, אמינות גבוהה ושליטה קלה על המנוע. שינוי המתח יכול להתאים את מהירות המנוע וגם לשנות את הזרם, ובכך לשלוט במומנט שלו. החסרונות כוללים חיי שירות נמוכים יותר, כמו גם עלות אחזקת מברשות ומגעים. לכן, למעט כמה קטרי רכבת הודיים, סוג זה של מנוע משמש רק לעתים רחוקות בתחבורה.
הסוג השני הוא מנוע DC ללא מברשות.
סוג זה של מנוע מעביר את המגנט הקבוע אל הרוטור, ולאחר מכן מניח את האלקטרומגנט על הסטטור (הקליפה). כמו כן, הוא משתמש בבקר המנוע החיצוני כדי להעביר לסירוגין פיתולי עירור שונים מהפיתול החיובי לליפוף השלילי, ומבטל את המברשת ואת תחזוקה שלה, ובכך מייצר שדה מגנטי מסתובב.
היתרונות הם חיי שירות ארוכים, יעילות גבוהה ועלויות תחזוקה נמוכות. החיסרון הוא שהעלות הראשונית גבוהה יותר, ובקר מהירות המנוע מורכב יותר. בדרך כלל, נדרשים שלושה חיישני אפקט הול כדי לקבוע נכון את השלב של זרם מתפתל הסטטור. מיתוג פיתול הסטטור גורם לפעימת מומנט, ומחזוריות המומנט המשודרת עולה ויורדת. סוג זה של מנוע פופולרי מאוד בשוק המכוניות הקטנות כגון אופניים חשמליים וקטנועים, והוא משמש ביישומי רכב עזר מסוימים, כגון סיוע בהיגוי כוח חשמלי.
הסוג השלישי הוא מנועים סינכרוניים מגנט קבוע.
מבחינה פיזית, מנועי BLDC ו-PMSM נראים אותו הדבר. לשניהם מגנטים קבועים על הרוטור ופיתולי עירור בסטטור. ההבדל הוא ש-PMSM אינו משתמש בזרם ישר ופותח וסגור מעת לעת פיתולים שונים, ובכך גורם למגנט הקבוע להסתובב ולפעול תחת זרם חילופין סינוסואידי מתמשך. זה מייצג שאין תנודת מומנט ודורש רק חיישן אפקט הול כדי לקבוע את מהירות ומיקום הרוטור, מה שהופך אותו ליעיל יותר.
היתרון טמון בצפיפות ההספק שלו ובמומנט ההתנעה החזק שלו. החיסרון הוא שכאשר אספקת החשמל אינה במהירות גבוהה, היא תייצר כוח אלקטרו-מוטורי בחזרה, מה שיגרום להתנגדות ולחום לבטל את המגנטיות של המנוע. סוג זה של מנוע ממלא תפקיד חלקי במערכות ההיגוי והבלימה של מכוניות, והפך לעיצוב המנוע המועדף עבור רוב כלי הרכב החשמליים הסוללות וכלי הרכב החשמליים ההיברידיים.