المحركات الكهربائية جزءًا أساسيًا من عمل المركبات الكهربائية . وتعمل هذه المحركات على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لدفع السيارة إلى الأمام دون الانبعاثات المرتبطة بالمحركات التقليدية، وتسود ثلاثة أنواع جديرة بالملاحظة من ELECTRIC MOTORS في المركبات الكهربائية. وقد شهدت السيارات الكهربائية ارتفاعا سريعا في شعبيتها في السنوات الأخيرة، مما يشير إلى تحول كبير في سعي صناعة السيارات إلى إيجاد بدائل صديقة للبيئة لمحركات الاحتراق الداخلي التي تستهلك كميات كبيرة من الغاز.
لقد جاءت هذه البدائل الخضراء بسبب المخاطر المتزايدة لانبعاثات الكربون وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، خاصة وأن الابتكارات في تكنولوجيا السيارات الكهربائية أصبحت أكثر سهولة وجاذبية للمستهلكين .
أنواع المحركات الكهربائية
تسود ثلاثة أنواع من ELECTRIC MOTORS في المركبات الكهربائية: محرك المغناطيس الدائم المتزامن، والمحرك المتزامن المثار كهربائيًا، والمحرك التعريفي غير المتزامن، ويتميز كل منها بخصائص فريدة تلبي الاحتياجات المختلفة للسيارات الكهربائية.
يتمتع كل خيار من هذه الخيارات بخصائص وفوائد ومبادئ عمل فريدة تلبي احتياجات ومواصفات السيارات الكهربائية المتعددة. إن استكشاف التفاصيل المعقدة لهذه ELECTRIC MOTORS يوفر نظرة ثاقبة لمساهمتها في الجودة التشغيلية والاستدامة البيئية للسيارات الكهربائية، مما يؤكد دورها الحاسم في مشهد السيارات المتطور.
محرك المغناطيس الدائم المتزامن
يعد محرك المغناطيس الدائم المتزامن مكونًا مهمًا في السيارات الكهربائية الحديثة ويشتهر بكفاءته وتصميمه المدمج. يتم تضمين الدوار في هذه المحركات مع مغناطيس دائم يعمل على مزامنة سرعة الدوار مع المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت ، مما يضمن دورانها بنفس التردد.
عندما يتم توفير تيار متناوب إلى الجزء الثابت في السيارة الكهربائية، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي مع المغناطيس الدائم الموجود في الدوار، مما يخلق دورانًا متزامنًا، وبالتالي ينتج عزم الدوران لدفع عجلات السيارة.
المحرك الكهربائي والتحكم بسرعة السيارة
يضمن الدوران المتزامن تحويل الطاقة الأمثل، مما يزيد من الكفاءة والأداء، و يتم تعديل سرعة السيارة عن طريق تغيير تردد التيار المتردد المزود للمحرك. تعمل أنظمة التحكم المتقدمة في السيارات الكهربائية على تسهيل التحكم الدقيق في تشغيل المحرك، مما يسمح بإجراء تعديلات دقيقة على السرعة وعزم الدوران بناءً على ظروف القيادة، مما يعزز قدرة السيارة على التكيف والاستجابة.
تشتهر المحركات المغناطيسية الدائمة المتزامنة بكثافة الطاقة العالية وكفاءتها، مما يجعلها الخيار الأمثل للسيارات الكهربائية حيث يكون الحفاظ على المساحة والطاقة أمرًا بالغ الأهمية. إن استخدام تقنيات المغناطيس الدائم ، يقلل من التآكل والتلف واحتياجات الصيانة، مما يزيد من طول عمر المحرك وموثوقيته. تُستخدم هذه ELECTRIC MOTORS بشكل شائع على المحاور الخلفية لمجموعة فولكس فاجن وتيسلا EVs .
المحرك الكهربائي في سيارات BMW
يعمل المحرك المتزامن المثار كهربائيًا، والمستخدم حاليًا في معظم خيارات BMW الكهربائية ، كوقود دافع حاسم في السيارات الكهربائية. فهو يعمل على تنسيق التزامن المغناطيسي مع الإثارة الكهربائية لتوفير تجارب قيادة محكمة وفعالة. يستخدم هذا المحرك مصدر طاقة خارجي لإنتاج مجال مغناطيسي في الدوار، مما يميزه عن نظيره ذو المغناطيس الدائم. يتلقى EESM تيارًا مترددًا إلى الجزء الثابت الخاص به، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي دوار.
انتاج عزم دوران الدفع
يؤدي هذا التفاعل المتزامن بين المجالين المغناطيسيين للعضو الدوار والجزء الثابت إلى إنتاج عزم دوران لدفع السيارة، حيث يتم التحكم بدقة في سرعة السيارة وعزم دورانها عن طريق ضبط تردد وسعة التيار المتردد المصاحب، مما يتيح التحكم الدقيق في خرج المحرك ليناسب ظروف القيادة المتنوعة. تعمل وحدات التحكم الإلكترونية المتقدمة على تفسير مدخلات السائق، وتعديل عمليات المحرك لضمان ديناميكيات القيادة سريعة الاستجابة والسلاسة.
مزايا المحرك الكهربائي المتزامن
يتم الإشادة بالمحركات المتزامنة المثارة كهربائيًا لمرونتها وقدرتها على التكيف، مما يسمح بإجراء تعديلات على قوة المجال المغناطيسي، وبالتالي خصائص المحرك، وتحسين الأداء والكفاءة. تعمل هذه المحركات بشكل جيد في السيناريوهات التي تتطلب عزم دوران وقوة عاليين، مما يوفر دفعًا قويًا وموثوقًا للسيارات الكهربائية ويضمن أعلى مستوى من الأداء عبر بيئات القيادة المتنوعة.
تعمل المحركات المتزامنة المثارة كهربائيًا على دمج التفاعلات المغناطيسية المتزامنة مع التعديلات الكهربائية الدقيقة لتوفير الدفع الأمثل في المركبات الكهربائية. وهي تجسد القدرة على التكيف والقوة، وتكيف خصائصها التشغيلية مع متطلبات السيارة لضمان الأداء الأمثل، والمساهمة في تطوير تقنيات السيارات الكهربائية الفعالة والمستدامة. ويمثل تكامل هذه المحركات خطوة نحو حلول التنقل الكهربائي متعددة الاستخدامات وعالية الأداء، والتي تلبي المتطلبات المتطورة لوسائل النقل الحديثة.
المحرك الكهربائي التعريفي غير المتزامن
يعمل المحرك التعريفي غير المتزامن على أساس المبادئ التي وضعها نيكولا تيسلا. يعتمد هذا النوع من المحركات على التيار المتردد ويتميز بغياب المبدلات، مما يقلل من متطلبات الصيانة ويطيل عمر المحرك . تبدأ العملية بتطبيق التيار المتردد على ملفات الجزء الثابت، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي دوار. يولد هذا المجال الدوار تيارًا في العضو الدوار بسبب الحث الكهرومغناطيسي، ومن هنا جاء وصف المحرك التعريفي.
نظرًا لأن الجزء المتحرك لا يصل مطلقًا إلى السرعة المتزامنة للمجال المغناطيسي للجزء الثابت، فقد تم تعريفه على أنه وظيفة غير متزامنة. يولد التيار المستحث في الجزء الدوار مجاله المغناطيسي في السيارات الكهربائية، ويتفاعل مع مجال الجزء الثابت لإنتاج عزم الدوران، مما يدفع السيارة إلى الأمام.
فولكس وتسلا ومحركات المحاور الأمامية
يستخدم المصنعون مثل مجموعة فولكس فاجن وتيسلا هذه المحركات للمحاور الأمامية لسياراتهم الكهربائية. عزم دوران كبير عند السرعات المنخفضة، وهو أمر مفيد لبدء المناورات والسرعات المنخفضة، والحفاظ على الكفاءة عند السرعات العالية. إن قدرتها على العمل في ظل ظروف تحميل متنوعة مع الحد الأدنى من التآكل تجعلها خيارًا سائدًا للسيارات الكهربائية، لأنها تجمع بين الأداء والموثوقية.
تستخدم المحركات الحثية غير المتزامنة في السيارات الكهربائية مبادئ الحث الكهرومغناطيسي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية بكفاءة، مما يوفر توازن الطاقة والموثوقية والمرونة التشغيلية، وهو أمر بالغ الأهمية في البيئة الديناميكية لتطبيقات السيارات. ولا تزال تشكل عنصرا حاسما في تقدم تكنولوجيا السيارات الكهربائية،.
محركات DC ذات العمر الأطول
تستخدم محركات DC المصقولة بنية وتحكمًا بسيطًا، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب آليات تحكم منخفضة التكلفة ومباشرة. يستفيد محرك DC بدون فرش من الكفاءة المحسنة والصيانة المنخفضة، وهو مثالي للمركبات الكهربائية عالية الأداء التي تخضع لفترات تشغيل طويلة دون تآكل كبير. يعد المحرك الحثي AC متعدد الاستخدامات والقوي مثاليًا للتطبيقات عالية السرعة وعزم الدوران العالي، مما يوفر المتانة والأداء الديناميكي.
يعد فهم الفروق الدقيقة في هذه ELECTRIC MOTORS أمرًا بالغ الأهمية حيث يميل العالم بشكل متزايد نحو حلول السيارات المستدامة والصديقة للبيئة. ويقدم كل منها مزايا وتحديات مميزة، حيث يتكيف مع المتطلبات والتطورات المتنوعة في تكنولوجيا السيارات الكهربائية، ويشكل مسار صناعة السيارات بطرق فريدة.