Электромобили автомобили будущего плюсы и минусы. Плюсы и минусы электрических автомобилей

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

Надежность и долговечность

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

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

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

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

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

Стоимость обслуживания и эксплуатации

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

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

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

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

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

Стоимость покупки

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

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

Запас хода

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

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

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

Скорость и безопасность

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

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

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

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

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

Технологичность

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

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

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

Удобство зарядки/заправки

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

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

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

Экологичность и низкий уровень шума

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

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

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

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

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

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

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

Просмотры: 1 852

Tagged

Электромобиль является относительно новой концепцией в мире серийного автомобилестроения. Несмотря на то, что несколько образцов было разработано еще в конце 19 века, эта технология не получила распространения. В современных условиях прорыва технологий и высокой стоимости горючего, преимущества электромобилей сделают их транспортом будущего. И, может, очень скорого.

Последние модели электромобилей выглядят очень привлекательно и во многом не уступают традиционным "собратьям". Вспомним, например, удивительный спортивный электромобиль от Tesla.

Теперь электромобили - это не только симпатичные прототипы. Уже появились весьма успешные коммерческие модели, например, гибрид Toyota Prius, который продается в 40 различных странах в объеме больше 1 миллиона в год. Самый же продаваемый электромобиль на данный момент - это Nissan Leaf, о котором я писала в этой статье .

Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат вредные и токсичные вещества, которые загрязняют нашу атмосферу, попадают в грунт, отравляя людей и окружающую среду. Вы об этом не задумываетесь каждый раз, когда садитесь за руль?

Электромобили снижают вредное воздействие транспорта на природу и их использование является шагом к зеленому образу жизни. Однако при приобретении электромобиля надо, прежде всего, рассмотреть все его достоинства и недостатки.

Скриншот видеоролика youtube.com/BMW i3 - is this the world’s most desirable affordable electric car?

Преимущества электромобилей

Сокращаются расходы

Электрический автомобиль является отличным способом сэкономить на топливе. Стоимость бензина постепенно растет, и зачастую, топливные расходы забирают немалую часть семейного бюджета, а счет за электроэнергию на подзарядку аккумуляторов должен оказаться значительно меньше этих расходов.

Снижается загрязнение окружающей среды

Работающий двигатель не выделяет никаких вредных газов или других веществ, так что сам по себе он не загрязняет окружающую среду. Конечно, тут надо еще учитывать то, каким образом производится электроэнергия. В идеале, чтобы максимально снизить воздействие на окружающую среду, ее надо производить из чистых, возобновляемых источников энергии. К сожалению, пока это еще кажется фантастикой, особенно в России. Так что вредные вещества при работе электромобиля все же выделяются, только может не там, где непосредственно ездит электромобиль.

Снижается шум

Электродвигатели вполне способны обеспечить тихий и плавный разгон, при этом могут давать большое ускорение. Кого-то может даже удивит, с какой резвостью трогаются небольшие электромобили.

Безопасность прежде всего

Безопасность на дороге является главным приоритетом любого здравомыслящего водителя. Электромобили довольно безопасны на дороге. Они проходят те же процедуры тестирования, что и их «коллеги» с двигателями внутреннего сгорания. Таким образом, в случае столкновения сработают подушки безопасности, датчики столкновения отключат аккумуляторы, благодаря чему автомобиль остановится. Это снижает вероятность получения тяжелых травм в случае автомобильной аварии не только у водителя и пассажиров электромобиля, но у пассажиров транспортного средства, с которым произошло столкновение.

Стоимость

Прошли те времена, когда покупка электромобиля означала траты целого состояния. Современный электромобиль можно даже сделать своими руками , в то же время это транспортное средство имеет более низкую стоимость обслуживания. Был момент, когда батареи были очень дорогими, но при массовом производстве их цена снижается. Электрический двигатель не требует смазки и с ним нет необходимости посещать станции техобслуживания так часто, как с двигателем внутреннего сгорания.

Недостатки электромобилей

Несмотря на то, что электромобили обладают несомненными достоинствами, у них, конечно же, имеются и недостатки. Так что, перед тем как вкладывать существенную сумму в приобретение электромобиля, нужно подумать: а стоит ли оно того?

Станции для подзарядки

Электрические заправочные станции постепенно появляются в Европе, в 2015 году собираются открыть сеть станций в Москве. Но пока инфраструктура находится в зачаточном состоянии. И это действительно серьезная проблема в эксплуатации: остаться стоять на дороге с разрядившимся аккумулятором - не самое желанное событие.

Электричество не бесплатно

Стоит тщательно подходить к выбору электромобиля, поскольку для нормального функционирования разным моделям необходимы разные заряды. Так что выбор не той модели может привести к значительным счетам за электроэнергию.

Короткий пробег и ограниченная скорость

В связи с недостаточностью технического прогресса в области аккумуляторных батарей, большинство электромобилей могут проходить примерно от 160 до 240 км без подзарядки. Поэтому пока их трудно считать пригодными для длительных поездок, особенно с учетом отсутствия станций подзарядки. Хотя некоторые модели обещают пройти до 480 км. Однако в будущем эта проблему обещают решить.

Время перезарядки

Обычно для полной зарядки электромобиля требуется около 8 - 10 часов. Следовательно, может потребоваться специальная станция для подзарядки, на которой электромобиль сможет находиться в течение этого времени. А что делать все это время водителю и пассажирам? Как вариант: оставлять заряжаться аккумулятор на ночь или на время пребывания на работе?

Отсутствие шума

Тихая работа двигателя может быть не только достоинством. Некоторым людям нравится слушать, как урчит мотор. А в некоторых ситуациях бесшумная езда может привести к несчастному случаю.

Обычно 2-х местные

Многие электромобили, которые доступны на сегодняшний день, рассчитаны на 2-х человек. Они не предназначены для перевозки всей семьи. Поездка втроем может оказаться уже неудобной. Но в последнее время семейные электромобили все-таки стали появляться.

Замена батареи

В зависимости от типа используемых батарей, их необходимо менять каждые 3-10 лет.

Все еще дорого

Многие базовые модели электромобилей все еще очень дороги, поскольку в них применяются самые последние технологии, которые требуют значительных инвестиций на разработку.

Несмотря на то, что здесь перечислено довольно много проблем, связанных с эксплуатацией электромобилей, есть надежда, что в будущем они будут решены.

В первую очередь, нужно помнить, что электромобили позволяют снизить вредное воздействие на окружающую среду - это основное их достоинство. А пока, может, стоит обратить более пристальное внимание на гибриды, которые позволяют минимизировать недостатки чисто электрических моделей.

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.

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.

Стоит ли покупать электромобиль и какая выгода будет. Сравним и рассмотрим экономию денежных средств, при езде на электромобиле и на обычном автомобиле. В конце статьи видео-обзор самых продаваемых электрокаров.

Одним из первых серийных электромобилей, о котором знают все, конечно же Tesla. Среди других электромобилей, данная марка показала максимально эффективные результаты по мощности и запасу хода. Помимо характеристик, компания Tesla заложила фундамент в сфере разработки и строительства электромобилей. На сегодня многие производители стараются сделать хотя бы одну электрическую модель в своем арсенале.

На автодорогах разных стран все чаще можно встретить Nissan Leaf, Volkswagen e-Golf, BMW i3 или Tesla. Власти разных стран так же идут навстречу производителям, снимая акцизы, уменьшая налоги или вовсе компенсируя половину финансовых расходов на электромобили. В некоторых странах, вам могут вернуть половину суммы от полной цены электромобиля. Все это делается для уменьшения использования автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и переход на полностью экологические электромобили.

Особенности современных электромобилей

Как уже говорили, электромобили есть почти у каждого производителя, а те производители, у которых нет – попросту их еще разрабатывают. Казалось бы, электромобиль должен быть экономным, и никакой речи о мощности быть не может. Но в действительности это вовсе не так, производители самых мощных гиперкаров так же поставили себе цель, разработать хотя бы одну модель электромобиля. Пример тому испытания нового электрокара McLaren, с запасом хода более 500 километров.

В связи с резким ростом цен на топливо, популярность электромобилей стремительно стала расти. Как сэкономить на топливе и передвигаться с максимальной выгодой придумывали еще глубоко до появления электромобилей. Одни водители стали переделывать автомобили с бензиновыми двигателями, добавляя газовые установки, другие водители пересели на дизельные агрегаты. Но как показала статистика и испытания, самым экономным стал электромобиль.

Учитывая политику и законы разных стран, в скором времени будет дешевле купить электромобиль, нежели новый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Сравнивая качество сборки или комфорт, то нечем не хуже, нежели в обычных автомобилей, даже на порядок выше. Во-первых, это полное отсутствие шума из-под капота, так как там попросту нечему шуметь кроме электродвигателя, во-вторых, электромобиль включает в свой набор множество систем комфорта и безопасности, начиная с базовой комплектации.

В странах Европы все чаще стали покупать электромобили, причин на то много. Первая и конечно же главная, это значительная экономия финансовых расходов, второе – расходы на техническое обслуживание так же значительно меньше, нежели для обычных автомобилей, к тому же сервис для новых автомобилей нужно проходить намного реже, что так же сказывается на финансовом положении.

Чтоб не говорили поклонники классических автомобилей, но век электроники и прогресс делают свое дело. Современные электромобили становятся максимально похожи и удобны, а в некоторых случаях превосходят автомобили, к тому же по цене становятся дешевле.

Какой запас хода в электромобилей?

Главный вопрос, интересующий каждого водителя или покупателя электромобиля – сколько сможет проехать такой аппарат на одном полном заряде. Первые электромобили были примитивными, а запаса хода хватало максимум на 50 километров при идеальных условиях. Инженеры учли этот минус и по сегодня дорабатывают, увеличивая запас хода до максимально возможного.

Средний запас хода современного электромобиля составляет порядка 100-150 километров, последние генерации обычных серийных моделей электромобилей имеют запас хода около 300 км. Прогресс и работа инженеров существенно заметны. Более дорогие гиперкары могут проехать на одном заряде до 500 км.

Что касается мощности, то электромобили многих марок не уступают обычным авто, хотя дорабатывать стоит, в особенности полноприводные варианты электронных машин, где системы требуют более мощные агрегаты. Зарядка электромобиля является скорей минусом и во многом проигрывает по скорости, относительно двигателей внутреннего сгорания. Даже с учетом экспресс зарядки, потребуется минимум 15-30 минут для подзарядки до 50% в случае полной разрядки батареи. Для заправки автомобиля с обычным двигателем понадобится несколько минут, к тому же заправки на каждом шагу, чего не скажешь о станциях подзарядки.

По случаю заправки можно спорить долго. Владельцы электромобилей, которые ездят на короткие дистанции в переделах города, скажут, что лучшего и не надо, особенно если живете в частном доме. Приехал домой подключился к обычной электросети и можно идти отдыхать, для полной подзарядки понадобится порядка 6-8 часов, полной ночи для этого вполне достаточно. К тому же каждый производитель электромобилей поставляет в комплекте специальный переходник и зарядное устройство, преобразующее 220V в необходимое.

Вывод достаточно прост, если вам подходит езда на короткие дистанции, а подзарядить электромобиль не составит труда, то выгода будет однозначная. Экономия денежных средства будет минимум в 5 раз, сравнивая с заправкой бензином, дизелем или газом.

Плюсы и минусы электромобилей

Без негативной стороны не бывает, такая ситуация касается и электромобилей. Как уже говорили, проехать с пункта А в пункт Б на одном заряде батарей без подзарядки, очень тяжело, а то по факту и невозможно. Отсутствие станций подзарядки, а их очень мало и эта сеть только начинает развиваться, ставит водителей в неприятную ситуацию.

Подзаряжать электромобиль приходится самыми необычными способами, одни умудряются возить с собой небольшой генератор, другие же просят подзарядиться в обычном магазине или кафе. Но все же сеть понемногу развивается и через 5 лет планируют установить не меньше станций подзарядки, нежели автозаправочных станций, к тому же сами АЗС подумывают о наличии такой услуги.

Еще один минус, который чаще всего не указывают производители – это паспортные данные электромобиля. Как правило, в паспорте указываются фактические данные, запас хода и емкость аккумуляторов, но все это рассчитано при идеальных условиях. Многие водители понимают, что в реальных условиях такого быть не может и чаще приходятся неидеальные условия.

Пример тому использование электроприборов, осветительных приборов и систем безопасности. Чем дольше будет нагрузка на них, тем меньше запаса хода будет в электромобиле. Еще один нюанс – погодные условия, как правило, электромобили тестируются в идеальных условиях, а жаркая погода или куда хуже мороз сразу же изменят емкость аккумулятора в худшую сторону. Поэтому чаще всего не нужно рассчитывать на паспортные данные, а оставлять небольшой запас хода во время поездки.

С плюсов электромобилей естественно комфорт, экономия и набор различных систем. Множество из них превосходят безопасность топовых производителей автомобилей. Пример тому автопилот на электромобиле Tesla, производитель первым заявил и начал испытания в этом направлении. На сегодня инженеры компании Tesla добились многих позитивных результатов, а сама система отлично зарекомендовала себя на практике. Немало разработок внесли и другие электромобили, например ассистент автоматической парковки, система контроля и прогрева двигателя, а так же автономные системы комфорта в салоне.

Экономно ли ездить на электромобиле?

Вопрос экономно ли ездить на электромобиле интересует практически каждого, а те, кто не слышал или не задумывался о таком, обязательно начнут вести финансовые подсчеты. Зачастую автовладельцы покупают машины со средним расходом топлива 6-8 литров. Немного меньшим расход будет для дизельных агрегатов 5-7 литров или же 4-6 для современных дизелей. Автомобили с газовой установкой потребуют на пару литров больше, чем бензиновый режим.

Подсчитать экономию денежных средств, для передвижения на электромобиле достаточно не сложно. На сегодня средняя цена литры бензина марки АИ92 составляет около 35 рублей, на 100 км пути смешанного цикла понадобится заправить порядка 8 литров, итого 280 рублей. Если заправлять газом, то необходимо где-то 10 литров, на сегодня цена пропана в среднем 17 рублей, суммарно нужно будет выложить 170 рубля.

Дизелька выйдет на порядок дешевле, средний расход топлива на сотню около 6 литров, по 37 рублей за литр, в итоге нужно будет заправить минимум на 222 рубля. Учитывая скачки цен на топливо, конечная расчетная сумма может меняться.

Куда проще рассчитать и дешевле будет обходиться подзарядка от электросети. В зависимости от региона России, цена за 1 кВт электроэнергии может меняется, средний показатель где-то 3,5 рубля. К примеру для полной 100% подзарядки батарей электромобиля Nissan Leaf на каждые 100 км необходимо 10,5 кВт*ч. Если потребление ниже предусмотренной граничной нормы компанией электроэнергии получается 10,5 кВт*3,5 р выходит 36,75 рублей одна заправка. Выходит, что заправка электромобиля Nissan Leaf на 100 км пути обходится дешевле, нежели купить 1 литру бензина. Аккумулятор емкостью 24 кВт*час до полной зарядки обойдется 84 рубля, а этого достаточно на 200 км пути.

Всем известный электромобиль Tesla S немного прожорливей, но и комфортней. Полная зарядка аккумулятора на 75 кВт*час обойдется порядка 262,5 рублей. Этого заряда минимум хватить на пробег в 350 км. На каждые 100 километров пробега Tesla S потребляет 6,5 кВт, что равно 22,75 р.

Что ж, как не крути, а содержать электромобиль выходит куда дешевле, нежели заправлять обычный автомобиль топливом. По словам специалистов и владельцев электромобилей, себя он окупит от 3 до 5-ти лет, при этом техобслуживание самое элементарное: замена масла, замена покрышек и мелких расходников. Особенно выгодным электромобиль будет для водителей, дистанция поездки которых составляет не более 5-10 километров. Можно сказать, это будет идеальный вариант сочетания комфорта, качества и экономии.

Видео-обзор самых продаваемых электромобилей в Европе: