ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
| Двигатели и органи за управление за електрически превозни средства и индустриални приложения е въведение в двигателите и устройствата за управление на мотори с фокус върху приложенията на електрически превозни средства. Обхванатите теми включват DC двигатели и органи за управление, AC двигатели и контроли, важни параметри на двигателя и специфични приложения в хибридни, акумулаторни и електрически превозни средства с горивни клетки. |
Преобразуване между английски и метрични единици
Преобразувайте между английски и метрични единици.
Използването както на метрични, така и на английски единици, както и възможността да преобразувате между тях, е от решаващо значение за работата ви в електрически и хибридни превозни средства – както академично във вашите курсове по автомобилизъм, електроника и математика, така и по време на работа като основно умение. Този урок прави преглед на двете системи и предоставя полезна практика при работа с тях.
Урок метрика
ПРИМЕР
Можете да използвате съотношението на две различни единици, за да направите „коефициент на единство“. Този коефициент на единство ще ви позволи да получите желаните единици. Например:
- 1 конска сила = 746 вата, така че:
- 1 = 1 к.с./746 W
- Така, ако разполагате с количество от 4 к.с
- 4 конски сили x 746 W/конски сили = 2984 W
Метрични/английски коефициенти на преобразуване
| Дължина (приблизителна) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Площ (приблизителна) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Маса – Тегло (приблизително) | ||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
| Обем (приблизителен) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Температура (точна) | ||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
Обясняване на връзката на електромагнитното поле
Този урок предоставя основно разбиране на теорията на електромагнетизма и нейното приложение в технологията на електрическите превозни средства.
В електромагнитното поле се образуват магнитни силови линии около проводник, който се създава от електрически ток в проводника. Електрическите двигатели, като стартерни двигатели на превозни средства, използват това взаимодействие с магнитно поле, за да преобразуват електрическата енергия в механична енергия. Механичният резултат е работата, която се извършва като двигател с висок въртящ момент. Всички системи за запалване използват електромагнитна индукция, за да произведат искра с високо напрежение от запалителната бобина.Нека преминем през тези понятия едно по едно. Ще започнем на атомно ниво, като разгледаме електрическите заряди в атомите, които изграждат материята.
Атомите са съставени от три вида субатомни частици:
- Electron: Има заряд отрицателен (д – ) и орбити ядрото, което съдържа протона и неутрона.
- Протон: Има положителен заряд (p + ) и е привлечен от електрона поради отрицателния заряд на електрона.
- Неутрон: Няма заряд, но може да се разглежда като и двете (+/-) заедно. Той е електрически неутрален.
Фигура 1. Диаграма на атома. Електроните обикалят около протоните и неутроните, съдържащи се в централното ядроВиждаме, че електроните и протоните се привличат един друг поради своите допълнителни заряди: единият е отрицателен, другият е положителен. Сега нека разгледаме магнитите. Както си спомняте, магнитът има северен полюс и южен полюс. Магнитното поле е силово поле, излъчваща от северния полюс на магнит към южния полюс. Линиите на магнитния поток представляват тези невидими силови линии и се изтеглят от северния до южния полюс на магнита. Два магнита, разположени от северния полюс към северния полюс (или от южния полюс към южния полюс), ще се отблъскват един друг, както е на фигура 2. Обратно, два магнита, разположени от северния полюс към южния полюс, ще се привличат един друг, както е на фигура 3 Друг начин да се опише това е „както зарядите се отблъскват, за разлика от зарядите, които се привличат“ – точно както в атома.
- Фигура 2. Снимка на магнитното поле на два лентови магнита с подобни полюси, близки един до друг и по този начин отблъскващи се. Магнитното поле става видимо от слой железни стърготини върху лист хартия, положен върху магнитите. Железните стърготини са оформени като дълги тънки игли и се ориентират успоредно на линиите на магнитното поле във всяка точка
- Снимка на магнитното поле на същите два магнита с различни полюси, близки един до друг и по този начин привличащи се.Сега нека комбинираме понятията за електрически заряд и магнитно поле, за да обсъдим електромагнита . Електромагнитът е магнит, който използва (и зависи от) електрически ток, за да създаде своето магнитно поле. За разлика от постоянния магнит, електромагнитът губи магнитното си поле, когато токът се изключи; по този начин той изисква непрекъснато захранване с ток. Друг начин да мислим за електромагнита е като проводник, поставен в магнитно поле. Електромагнитите имат важно предимство пред постоянните магнити: увеличаването на електрическия ток увеличава тяхното магнитно поле. Електромагнитното поле е образуване на магнитни силови линии, обграждащи проводника. Тези линии на потока се създават от потока на тока и са пропорционални на количеството ток във веригата. С увеличаване на тока се създават повече линии на потока и магнитното поле се разширява. Размерът на токовия поток (измерен в ампери) определя колко линии на потока ще има и колко далеч се простират от повърхността на проводника.
- Фигура 4. Прост електромагнит, състоящ се от изолиран проводник, навит около желязна сърцевина. Когато електрически ток преминава през жицата, желязната сърцевина се превръща в магнит, със северен полюс в единия край и южен полюс в другияФигура 4 изобразява електромагнит. Неговият проводник е съставен от навита тел, която провежда протичащия ток. Ядрото му е феромагнитен (лесно магнетизиран) материал като желязо, никел или кобалт. Не забравяйте, че електроните, като са отрицателно заредени, търсят положителен потенциал. В проводник се движат само електроните; атомите не се движат. Електрическата сила е необходима, за да измести валентния електрон от неговия атом и да го накара да се движи през проводника от най-отрицателната точка до най-положителната точка. Когато електроните се движат през проводника по този начин, това се нарича ток . За да протича токът (електроните), трябва да има източник на електродвижеща сила (emf) или напрежение .Напрежението може да се генерира по различни методи, един от които е индукция. Електромагнитната индукция използва линии на потока (силовите линии в магнита) във връзка с проводник за генериране на напрежение. Това е способността на магнитните силови линии да създават напрежение върху метална жица или повърхност (т.е. проводника) поради движение на магнитното поле или на проводника. Ако и двете са неподвижни, тогава нищо не се случва; само когато магнитното поле е променено, силовите линии се движат. Количеството на индуцирано напрежение зависи от скоростта на ток / областта. Амплитудата на индуцирано напрежение зависи от броя на положителните върхове. Посоката на индуцираното напрежение и посоката, в която тече токът, се нарича полярност.
Приложения на електромагнетизма
Научихте за теорията на електромагнетизма; сега нека разгледаме някои от приложенията му към технологията на електрическите превозни средства. Знаете, че напрежението може да бъде електромагнитно индуцирано и може да бъде измерено. Индуцираното напрежение създава ток.
Първо, принципът на електромагнитната индукция се използва при захранването на генератори . Между полюсите на магнит или електромагнит, механично захранван източник кара намотка да се върти, превръщайки механичната енергия в електрическа . Генераторът може да бъде проектиран да произвежда променлив ток (AC) или постоянен ток (DC) електричество. Автомобилите използват AC генератори, наречени алтернатори , като основен източник на напрежение, когато двигателят работи. Генерираният AC се променя или коригира в постоянен за използване в превозното средство ток.
Второ, принципът на електромагнитната индукция се използва при захранването на AC индукционни двигатели . Двигателите, за разлика от генераторите, преобразуват електрическата енергия в механична . Електрическите двигатели са идеални за превозни средства поради AC индукция, която произвежда максимален въртящ момент при ниски скорости. Те са идеалният източник на енергия, за да накарате автомобила да се движи. Асинхронният двигател с променлив ток съдържа електромагнити, които са навити на рамка; електромагнитите се състоят от токопроводящи намотки от тел, поставени в магнитно поле. Електромагнетизмът произвежда въртящ момент на двигателя . Променливият ток се състои от променливо напрежение и обръщане на полярността. Взаимодействието между двете магнитни полета причинява огъване на силовите линии. Привличането и отблъскването на тези магнитни полюси, причинени от обръщането на полярността, произвеждат желаното въртеливо движение. В електрически двигател въртящата се част, обикновено от вътрешната страна, се нарича ротор. Роторните пръти носят големи количества индуциран електрически ток. Магнитните полета около телени намотки образуват полюси на статора, които взаимодействат магнитно с ротора, за да генерират движение и въртящ момент на ротора.
И накрая, принципът на електромагнетизма се използва при регенеративно спиране . Когато AC двигател се използва за регенеративно спиране, той действа като генератор и произвежда променлив ток. Променливият ток трябва да се преобразува чрез изправяне в постоянен ток, за да отиде в батериите. Рекуперативното спиране варира според скоростта, подобно на педала на газта, използван за регулиране на скоростта. Тъй като цилиндрите нямат какво да компресират, двигателят не предизвиква спиране на двигателя и следователно позволява по-голяма част от инерцията на движещото се превозно средство да се преобразува в електрическа енергия чрез регенеративно спиране.