В чём преимущество электродвигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
поделиться знаниями или
запомнить страничку
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,568
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Преимущества электродвигателя
Достоинствами электродвигателя являются: простота конструкции, надежность, низкая себестоимость, высокий срок службы, высокий пусковой момент и перегрузочная способность.
Инна 3 года назад
2. Максимальный момент доступный при 0 об/мин;
3. Нет необходимости в КПП;
5. Возможность рекуперации энергии.
У электродвигателя значительно выше КПД, и он по сравнению с двигателем внутреннего сгорания практически не загрязняет окружающую среду,что очень важно в наше время .
Преимущества и недостатки асинхронного двигателя
Подавляющее большинство электродвигателей, используемых в промышленности – асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В новом оборудовании их доля составляет более 95%, остальное – серводвигатели, шаговые двигатели, щеточные двигатели постоянного тока и некоторые другие специфические виды приводов.
Преимущества асинхронного двигателя
Конструкция. По сравнению с другими типами электродвигателей асинхронный двигатель имеет наиболее простую конструкцию. С одной стороны это объясняется использованием стандартной трехфазной системы электроснабжения, с другой – принципом действия агрегата. Данная особенность обуславливает еще одно важное преимущество — невысокую цену асинхронных приводов. Среди двигателей разных типов одинаковой мощности асинхронный будет самым дешевым.
Подключение. Благодаря тому, что в стандартной трехфазной системе питания фазы сдвинуты на 120°, для формирования вращающегося поля не нужны дополнительные элементы и преобразования. Вращение поля внутри статора и, как следствие, вращение ротора обусловлены самой конструкцией асинхронного двигателя. Достаточно обеспечить подачу напряжения через коммутационный аппарат (контактор или пускатель), и двигатель будет работать.
Эксплуатация. Затраты на эксплуатацию асинхронного электродвигателя крайне малы, а обслуживание не представляет никаких сложностей. Нужно лишь время от время проводить чистку от пыли и по необходимости протягивать контакты подключения. При правильной установке и эксплуатации двигателя замена подшипников производится раз в 15-20 лет.
Недостатки асинхронных двигателей
Скорость вращения ротора. Скорость вращения вала двигателя зависит от частоты питающей сети (стандартные значения в промышленности – 50 и 60 Гц) и от количества полюсов обмоток статора.
Это можно считать недостатком в том случае, когда необходимо в процессе работы менять скорость вращения. Для решения данной проблемы были разработаны многоскоростные асинхронные двигатели, у которых имеется возможность переключения обмоток.
Кроме того, в современном оборудовании управление скоростью реализуется за счет преобразователей частоты.
Скольжение. Эффект скольжения проявляется в том, что частота вращения ротора всегда будет меньше частоты вращения поля внутри статора. Это заложено в принцип работы асинхронного двигателя и отражено в его названии. Скольжение также зависит от механической нагрузки на валу.
При необходимости скольжение можно скомпенсировать, а скорость вращения сделать независимой от нагрузки при помощи преобразователя частоты.
Величина напряжения питания. В сырых и влажных помещениях, где действуют повышенные требования к электробезопасности, применение асинхронного электродвигателя может быть невозможным. Дело в том, что из-за конструктивных особенностей такие двигатели практически не производятся на напряжение питания менее 220 В. В таких случаях применяют приводы постоянного тока, рассчитанные на напряжение 48 В и менее, либо используют гидравлические или пневматические приводы.
Чувствительность к напряжению питания. При отклонении напряжения питания более чем на 5% параметры двигателя могут отличаться от номинальных, а сам агрегат может перегреваться. Кроме того, при понижении напряжения падает момент электродвигателя, который квадратически зависит от напряжения.
При использовании преобразователя частоты скорость вращения меняется путем изменения величины и частоты питающего напряжения. Принципиально, что отношение напряжения к частоте должно быть константой.
Пусковой ток. Большой пусковой ток – проблема асинхронных двигателей мощностью более 10 кВт. При пуске ток может превышать номинальный в 5-8 раз и длиться несколько секунд. Из-за этого негативного эффекта мощные двигатели нежелательно подключать напрямую.
Чаще всего для понижения пускового тока применяют схему «Звезда-Треугольник», устройства плавного пуска и преобразователи частоты. Также можно использовать асинхронные двигатели с фазным ротором.
Пусковой момент. В силу электрических и механических переходных процессов в момент пуска двигатель обладает крайне низким КПД и большой реактивностью. Из-за низкого пускового момента привод может не справиться с началом вращения тяжелых механизмов. Этот же недостаток приводит к нагреву двигателя при пуске. Отсюда возникает другая проблема – ограничение количества пусков в единицу времени.
При использовании частотного преобразователя момент при пуске и на низких частотах может быть увеличен за счет повышения напряжения.
Вывод
Плюсы асинхронных двигателей значительно перевешивают минусы. В большинстве случаев недостатки компенсируются путем применения преобразователей частоты и других устройств пуска.
Бензин, дизель, гибрид или электродвигатель? Что лучше?
Бензин, дизель, гибрид или электродвигатель? Что лучше? 06.11.2020 15:13
Определиться с маркой, моделью и уж тем более типом силового агрегата — для многих большая проблема. Помимо привычных дизеля и бензина, на рынке появились неизвестные гибридные и полностью электрические авто, которые выглядят как обычные, но по своей природе сильно отличаются.
Чтобы помочь разобраться рядовому потребителю, разберем современные моторы по следующим критериям:
- Эффективность (КПД);
- Надежность (стойкость к поломкам);
- Экономичность (расход топлива, содержание);
- Ремонтопригодность (возможность ремонта в случае поломки);
- Ну и, конечно же, экологичность (степень загрязнения окружающей среды).
Бензиновый двигатель
Начнем с самого древнего — бензинового двигателя внутреннего сгорания. Наиболее популярный в Мире мотор, работающий от энергии, полученной в результате воспламенения топливной смеси и преобразованной во вращательно-поступательное движение.
Преимущества
- Надежность и приличный ресурс. Некоторые агрегаты служат своим владельцам десятилетиями, а пробег порой достигает миллиона км.
- Мощность. ДВС всегда считались самыми мощными, однако уже сегодня есть электрокары, способные составить им достойную конкуренцию.
- Простое обслуживание. При том, что бензиновые моторы серьезно эволюционировали, их по-прежнему несложно обслуживать, даже у себя в гараже.
- Экономичность. «Аппетит» нового поколения моторов все время снижается и некоторые экземпляры могут похвастаться невероятной экономичностью (3-4 л. топлива на 100 км).
Основные недостатки
- КПД. У бензинового «движка» низкий коэффициент полезного действия, примерно 20-25%. То есть, польза от сгорания топлива, которая конвертируется в энергию, необходимую для движения всего 20-25%, остальные 80-75% — это просто потери, бесцельно сгоревшее топливо. Энергия уходит на обогрев, трение и многое другое, что нельзя исключить из-за конструктивных особенностей ДВС.
- Расход топлива. Небольшой расход — редкость для бензиновых моторов. На дорогах по-прежнему много тех, кто «ест» топливо в больших количествах. Внедорожники, микроавтобусы и большие премиум-седаны, все еще имеют расход выше 10 л. на 100 км.
- Экологичность. С этим у современные ДВС есть некоторые проблемы. Автопроизводители зажаты в жесткие «эко-рамки», при этом выхлопные газы все еще остаются одним из главных источников загрязнения атмосферы.
Дизельный двигатель
Относится к классу двигателей внутреннего сгорания, имеет ряд преимуществ перед бензиновым собратом, широко применяется на большегрузной технике. Изначально дизеля создавались для большой техники и тяжелой работы. Но спустя около ста лет, они приглянулись автогигантам.
Преимущества дизельных моторов
- Высокий КПД. Он гораздо выше по сравнению с бензиновым мотором и составляет от 30 до 50%.
- Недорогое топливо. Солярка всегда была дешевле бензина и когда дизельные моторы только появлялись на легковых авто, их обладатели, по сути, ездили «бесплатно. Но, после начала массового производства двигателей на тяжелом топливе по всему Миру, появился неслыханный спрос на ДТ, что привело к повышению его стоимости. Но при всех прочих, он по-прежнему дешевле бензина.
- Низкий расход топлива. Помимо того, что дизельные моторы «кушают» дешевое топливо, при равных объемах, (дизельный 2.0 и бензиновый 2.0), у первого будет расход ниже, чем у второго. Выходит, двойная выгода: в стоимости за литр, а также в расходе на 100 км.
- Мощность. Дизеля имеют прекрасную «тяговитость», со старта они могут оставить позади бензиновых собратьев за счет крутящего момента.
Минусы дизелей
- Качество топлива. Форсунки — «Ахиллесова пята», причем в наших широтах эта проблема очень актуальна из-за низкого качества топлива.
- Дорогое обслуживание и ремонт. Неисправность ТНВД или форсунок — самое плохое, что может случиться с дизелями. Стоимость ремонта будет высокой, а если это премиум бренд, то речь о тысячах и даже десятках тысяч у. е.
- Дорогое производство. Дизеля за счет конструктивных особенностей требуют больше производственных мощностей, поэтому их себестоимость выше, что сказывается на итоговом ценнике.
- Зимние проблемы. В климатах, где зимы суровые, дизеля — не лучший выбор. По своей природе ДТ содержит большое количество парафинов, которые зимой замерзают, доставляя массу неприятностей. Еще один «камень в огород» — длительный прогрев салона, без «систем-помощников», сам по себе дизель зимой очень долго греется.
- Загрязнение ОС. Как и бензиновые моторы, дизеля загрязняют окружающую среду. Особенно это касается старых моделей, которые не имеют систем очистки выхлопа. Но, прогресс не стоит на месте и новые моторы демонстрируют отличные показатели.
Гибридный мотор
Когда эко-нормы ужесточились, а экологи массово забили тревогу, по всему Миру стали появляться альтернативы ДВС. Гибридная установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания и электромотора сама по себе не нова. Еще в 30-х годах подобные решения применялись на железных дорогах и на большегрузном транспорте. Технология непроста, но понятна. На ЖД, дизельный мотор работает как генератор, вырабатывая ток, электродвигатель преобразует эту энергию в крутящий момент и передает колесам. В серийных авто все несколько иначе. ДВС и электротяга работают по очереди, или одновременно. Например, до 40 км/час авто двигается исключительно на электротяге, а после этой отметки переходит на работу от ДВС, попутно заряжая батарею.
Преимущества гибридов
- Экономичность. На малых и средних скоростях гибриды демонстрируют неплохие показатели экономии. Они в два, а иногда даже в три раза экономичнее бензиновых моторов.
- Хороший КПД и отдача. Новые разработки и различные инновации позволяют гибридам обеспечивать хорошую производительность и при этом экономить топливо.
- Экологичность. Не сложно догадаться, что частичное использование электродвигателя существенно снижает уровень вредных выбросов. Поэтому гибрид обычно экологичнее бензиновых и дизельных моторов.
Минусы
- Сложное устройство. Гибриды все еще остаются чем-то неизведанным для большинства «сервисменов». Найти хорошего мастера, способного выполнить качественное ТО или диагностику, очень непросто.
- Стоимость обслуживания. Из-за дефицита знаний и кадров, способных выполнить обслуживание и ремонт, содержать гибрид выходит дорого. Мастера, которые берутся за работу знают об этом, поэтому не стесняются ставить «космические» ценники за работу.
- Высокая себестоимость. Супер-технологии требуют больших затрат на производство, поэтому купить гибрид намного дороже по сравнению с аналогичным авто с дизельной или бензиновой установкой.
Электродвигатель (электромобиль)
В это трудно поверить, но 120 лет назад количество электромобилей составляло порядка 40% от всех авто, еще 40% транспорта имело паровой двигатель и только 20% от общего количества техники имели ДВС. Уже тогда электрокары без труда разгонялись до 100 км/час и проезжали на одном заряде более 100 км. Возникает вопрос: «Почему первые электромобили вымерли как динозавры?». Ответ, на самом деле прост — слишком дорого, слишком сложно и немного не ко времени!
Во времена, когда нефти было как воды в реках, никто подумать не мог, что когда-нибудь она начнет заканчиваться, и какие-то электромобили, со сложной конструкцией, требующие больших затрат при производстве, станут будущим автопрома. Тогда никто не хотел развивать убыточное направление, оставив это потомкам.
Преимущества электромоторов
- КПД порядка 90%. Здесь что-либо добавить сложно, по сравнению с ДВС, такой КПД — просто фантастика.
- Недорогое ТО. По большому счету обслуживать нечего, это как мотор в «стиралке» — либо работает, либо нет. Если выходит из строя, то только из-за неправильной эксплуатации или перебоев в сети.
- Солидный ресурс. При условии бережной эксплуатации электромоторы служат долго и могут похвастаться приличным ресурсом.
- Экономия. Зарядить батарею выходит дешевле, нежели заправить полный бак, по итогу получаем экономию.
- Экология. Очевидно, что данный агрегат наиболее экологичен из всех, но есть нюансы. Например, электроэнергию, которая питает эти авто нередко получают путем сжигания угля, мазута, газа и т. д., поэтому абсолютно чистой эту энергию не назовешь. Выходит, что ОС загрязняется пусть и не самими электрокарами, но теми, кто обеспечивает их питанием. Также следует учесть процесс создания и утилизации батарей для них. При создании батарей в атмосферу попадает много вредных выбросов, а распад старых источников питания будет длиться тысячи лет, серьезно отравляя при этом окружающую среду.
Недостатки
- Стоимость. Цена электрокаров все еще высока и для многих неподъемная.
- Масса батареи. Вес батарей достаточно большой, а срок их службы оставляет желать лучшего.
- На одном заряде, автомобили по-прежнему могут проехать не так много (200-400 км в среднем).
- Долгая зарядка. Для частичной подзарядки нужно около 40 минут, для полноценной зарядки — 7-10 часов.
- Дорогой ремонт. Если из строя выйдет электромотор или батарея, ремонт может оказаться настолько дорогим, что владелец скорее откажется от авто или продаст его вместо того, чтобы чинить.
Что в итоге?
Будущее, безусловно, за электрокарами, все больше производителей отказываются от ДВС в пользу электротяги. Но сегодня, цена авто с таким мотором достаточно велика, поэтому выгодной альтернативой по-прежнему остаются гибриды, а также дизели.
Дополнительная информация: