Які бувають електродвигуни – сьогодні варто знати кожному автомобілісту. Адже електромотори є на борту не тільки електромобілів.

Отже, які бувають електродвигуни? Один зі стереотипів полягає в тому, що всі вони прості. Якщо порівнювати з двигунами внутрішнього згоряння, це можна вважати правдою. Хоча б тому, що електродвигун має набагато менше рухомих деталей, і вимоги до матеріалів, технологій і точності їх виготовлення набагато нижчі.

Так працює найпростіший двигун постійного струму – полюси ротора (якоря) і статора відштовхуються один від одного, обертаючи вал

Принцип дії

Якщо у звичному нам ДВС колінвал обертається завдяки енергії газів, які розширюються і штовхають поршень, то вал електродвигуна обертається завдяки явищу магнітної індукції – силових полів, які виникають біля провідників зі струмом. Щоб зробити ці поля сильними і керованими, провідники зібрані в обмотки, розміщені на статорі (нерухома частина електромотора) і роторі (він же якір, рухома, обертова частина).

Читайте також: Що краще – клімат чи кондиционер

Простіше кажучи, при подачі напруги на клеми двигуна на його статорі і роторі виникають магнітні поля. Вони відштовхуються один від одного, змушуючи ротор зміщуватися відносно статора – провертатися. Завдяки наявності колектора (про це нижче) або змінному струмові (і про це нижче), поле однієї з обмоток – ротора або статора – також починає обертатися, “наздоганяючи” друге з полів. Тому ротор обертається доти, поки не буде відключена одна з обмоток і навколо неї не зникне магнітне поле.

Двигун змінного струму влаштований дуже схоже. Але в автомобілях "змінка" використовується тільки в тягових електродвигунах

AC/DC

Як ДВЗ поділяються на бензинові та дизельні, так і електромотори поділяються на двигуни змінного та постійного струму. Відмінності досить істотні, хоча суть одна: вал ротора, з якого знімається навантаження, обертається завдяки взаємодії магнітних полів ротора і статора. Вид струму (постійний чи змінний) впливає на спосіб керування обертами, зміну напряму обертання, експлуатаційні та тягово-швидкісні характеристики електромотора.

Такі мініатюрні моторчики постійного струму застосовуються не лише в іграшках, але й в сервоприводах справжніх автомобілів. Природно, з редуктором і відповідної якості

Оскільки в 12-вольтній мережі звичайного автомобіля використовується постійний струм, то і двигуни на його борту – постійного струму. Це в першу чергу потужний (інколи більше 1 к. с.) електродвигун стартера, привід електропідсилювача керма, двигуни, що приводять в обертання вентилятори радіатора і кліматичної установки, склоочисники. Маленькі моторчики заховані в актуаторах центрального замка, в приводах дзеркал, сервомеханизмах регулювання сидінь і керма, в насосі омивача.

Читайте також: Чи вигідні гібридні автомобмобілі та у чому їхні недоліки

Переваги електродвигунів постійного струму автомобільного призначення – в компактності і великому крутному моменті з найменших оборотів, недоліки – в обмеженій потужності і моменті, а також в наявності колекторно-щіткового вузла, який має обмежений ресурс.

Більш потужні електродвигуни постійного струму приводять в дію склоочисники, вентилятори клімату і радіаторів

Двигуни змінного струму зазвичай застосовуються там, де потрібна велика потужність і висока надійність. Ці електричні машини зазвичай конструктивно простіші та довговічніші за агрегати постійного струму. Саме такі двигуни використовуються як тягові в більшості електромобілів і гібридах. Правда, щоб живити двигун змінного струму від батареї, на борту потрібен спеціальний перетворювач струму – непростий і недешевий інвертор, але його застосування виправдане.

За принципом роботи мотори змінного струму бувають синхронними і асинхронними. Для рядового користувача це вже високі матерії, скажемо тільки, що синхронні двигуни на електромобілях застосовують через простоту управління його обертами.

Тягові мотори електромобілів зазвичай працюють на "змінці", мають збудження від постійного магніту і відносяться до синхронного типу

Крім того, одна електрична машина змінного струму є і в кожному звичайному автомобілі – це генератор. За конструкцією він аналогічний до трьохфазного електродвигуна, тільки перетворює енергію, образно кажучи, у зворотний бік – механічну перетворює в електричну, а не навпаки, як це робить електродвигун. Щоб узгодити струм такого генератора з автомобільною бортовою мережею, застосовується вбудований випрямитель.

На практиці: що, де, як

Незважаючи на імідж простих і невибагливих, електромотори можна віднести до вузлів, які дещо турбують автовласників. Вимагає уваги стартер – як мінімум очищення колектора і заміни щіток, рідше – заміни підшипників. Поширена несправність – відмова моторчика пічки, на старих машинах часто підводить і електродвигун вентилятора радіатора. Електродвигун склоочисника, що часто має постійні магніти, боїться перегріву (наприклад, якщо двірники примерзли до скла) – через це магніт втрачає свої властивості і двірники стають “повільними”.

Дверні приводи замків, особливо не штатні, а встановлені разом з сигналізацією, теж з часом “перегорають”. На жаль, більшість використовуваних в автомобілі електродвигунів постійного струму не прийнято ремонтувати, їх просто замінюють новими. Виняток становить стартер, який є дуже недешевим.

Шток актуатора дверного замка приводиться в дію невеликим двигуном постійного струму – через редуктор і електронний блок

Генератор змінного струму також вимагає обслуговування. У нього є щітки, які подають струм на обмотку збудження, але оскільки вони працюють не по колектору, а по гладких контактних кільцях, проблем з цим вузлом менше. Підшипники генератора зазвичай підлягають заміні. Поширена проблема – падіння напруги в бортовій мережі, через перегорілий діод випрямителя генератора. Тягові електромотори гібридів і “електричок” обслуговують і ремонтують в умовах фірмових СТО. Причому потрібно бути готовим до того, що через пов'язані з високою напругою ризики електромеханіки запросять високий гонорар.

Читайте також: Що краще – бензин чи дизель: який вибрати двигун