An elektrik motoruElektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır ve Faraday'ın ilk elektrik motorunu icat etmesinden bu yana, bu cihaz olmadan her yerde hayatımızı sürdürebiliyoruz.
Günümüzde otomobiller, ağırlıklı olarak mekanik cihazlardan elektrikle çalışan cihazlara doğru hızla değişiyor ve otomobillerde motor kullanımı giderek yaygınlaşıyor. Birçok kişi arabalarında kaç motor olduğunu tahmin edemeyebilir ve aşağıdaki giriş, arabanızdaki motorları keşfetmenize yardımcı olacaktır.
Otomobillerde motor uygulamaları
Aracınızdaki motorun nerede olduğunu bulmak için, elektrikli koltuğun bulunduğu yer ideal bir noktadır. Ekonomik araçlarda, motorlar genellikle ileri geri ayar ve sırtlık eğimi sağlar. Lüks araçlarda ise,elektrik motorlarıÖrneğin, yükseklik ayarı, koltuk minderinin yatırılması, bel desteği, baş desteği ayarı ve minder sertliği gibi elektrik motoru kullanılmadan da kontrol edilebilen özellikler mevcuttur. Elektrik motoru kullanan diğer koltuk özellikleri arasında elektrikli koltuk katlama ve arka koltukların elektrikli olarak yüklenmesi yer almaktadır.
Ön cam silecekleri bunun en yaygın örneğidir.elektrik motoruModern otomobillerdeki uygulamalar. Tipik olarak, her otomobilde ön silecekler için en az bir silecek motoru bulunur. Arka cam silecekleri, SUV'lerde ve arka kısmı büyük olan otomobillerde giderek daha popüler hale geliyor; bu da çoğu otomobilde arka sileceklerin ve ilgili motorların bulunduğu anlamına geliyor. Başka bir motor ise ön cama ve bazı otomobillerde kendi küçük sileceklerine sahip olabilen farlara yıkama sıvısı pompalar.
Hemen hemen her otomobilde, ısıtma ve soğutma sisteminde havayı dolaştıran bir fan bulunur; birçok araçta kabinde iki veya daha fazla fan vardır. Daha üst düzey araçlarda ayrıca koltukların havalandırılması ve ısı dağıtımı için koltuklarda da fanlar bulunur.
Geçmişte pencereler genellikle elle açılıp kapatılırdı, ancak şimdi elektrikli pencereler yaygınlaştı. Açılır tavanlar ve arka camlar da dahil olmak üzere her pencerede gizli motorlar bulunur. Bu pencereler için kullanılan aktüatörler röleler kadar basit olabilir, ancak güvenlik gereksinimleri (engelleri veya sıkıştıran nesneleri algılama gibi) hareket izleme ve tahrik kuvveti sınırlaması olan daha akıllı aktüatörlerin kullanımına yol açar.
Manuelden elektriğe geçişle birlikte, araç kilitleri daha kullanışlı hale geliyor. Motorlu kontrolün avantajları arasında uzaktan çalıştırma gibi kullanışlı özellikler ve çarpışma sonrası otomatik kilit açma gibi gelişmiş güvenlik ve zeka yer alıyor. Elektrikli camların aksine, elektrikli kapı kilitlerinin manuel çalıştırma seçeneğini koruması gerektiğinden, bu durum motorun tasarımını ve elektrikli kapı kilidinin yapısını etkiliyor.
Gösterge panellerindeki veya gösterge kümelerindeki göstergeler zamanla ışık yayan diyotlara (LED'ler) veya diğer ekran türlerine dönüşmüş olabilir, ancak artık her kadran ve gösterge küçük elektrik motorları kullanıyor. Konfor sağlayan kategorideki diğer motorlar arasında yan aynaların katlanması ve konum ayarı gibi yaygın özelliklerin yanı sıra, açılır tavanlar, geri çekilebilir pedallar ve sürücü ile yolcu arasında bulunan cam bölmeler gibi daha gösterişli uygulamalar da yer alıyor.
Motor kaputunun altında, elektrik motorları birçok başka yerde de giderek daha yaygın hale geliyor. Birçok durumda, elektrik motorları kayış tahrikli mekanik bileşenlerin yerini alıyor. Örnekler arasında radyatör fanları, yakıt pompaları, su pompaları ve kompresörler yer alıyor. Bu işlevleri kayış tahrikinden elektrik tahrikine dönüştürmenin çeşitli avantajları vardır. Bunlardan biri, modern elektronik ekipmanlarda tahrik motorlarının kullanılmasının, kayış ve kasnak kullanımına göre daha enerji verimli olması ve bunun sonucunda yakıt verimliliğinin artması, ağırlığın azalması ve emisyonların düşmesi gibi faydalar sağlamasıdır. Bir diğer avantaj ise, kayış yerine elektrik motorlarının kullanılmasının, pompaların ve fanların montaj yerlerinin her kasnağa takılması gereken serpantin kayışla sınırlandırılmaması nedeniyle mekanik tasarımda daha fazla özgürlük sağlamasıdır.
Araç içi motor teknolojisindeki trendler
Yukarıdaki şemada işaretlenen yerlerde elektrik motorları vazgeçilmezdir ve daha sonra, otomobil daha elektronik hale geldikçe ve otonom sürüş ve zekâ alanında ilerleme kaydedildikçe, otomobillerde elektrik motorları daha da fazla kullanılacak ve tahrik için kullanılan motor türleri de değişecektir.
Daha önce otomobillerdeki motorların çoğu standart 12V otomotiv sistemleri kullanırken, artık çift voltajlı 12V ve 48V sistemler yaygınlaşıyor; çift voltajlı sistem, yüksek akım yüklerinin bir kısmının 12V aküden çıkarılmasına olanak tanıyor. 48V besleme kullanmanın avantajı, aynı güç için akımda dört kat azalma ve buna bağlı olarak kabloların ve motor sargılarının ağırlığında azalmadır. 48V güce yükseltilebilecek yüksek akım yüklerine sahip uygulamalar arasında marş motorları, turboşarjlar, yakıt pompaları, su pompaları ve soğutma fanları yer almaktadır. Bu bileşenler için 48V elektrik sistemi kullanmak, yakıt tüketiminde yaklaşık %10 tasarruf sağlayabilir.
Motor Tiplerini Anlamak
Farklı uygulamalar farklı motorlar gerektirir ve motorlar çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir.
1. Çalışma güç kaynağına göre sınıflandırma - Motorun çalışma güç kaynağına bağlı olarak, doğru akım (DC) motorları ve alternatif akım (AC) motorları olarak sınıflandırılabilir. Bunlar arasında AC motorlar da tek fazlı motorlar ve üç fazlı motorlar olarak ayrılır.
2. Çalışma prensibine göre - farklı yapı ve çalışma prensiplerine göre motorlar DC motor, asenkron motor ve senkron motor olarak sınıflandırılabilir. Senkron motorlar ayrıca kalıcı mıknatıslı senkron motorlar, relüktans senkron motorlar ve histerezis motorları olarak da sınıflandırılabilir. Asenkron motorlar ise indüksiyon motoru ve AC komütatörlü motor olarak sınıflandırılabilir.
3. Başlangıç ve çalışma moduna göre sınıflandırma - Motorlar, başlangıç ve çalışma moduna göre kondansatörle başlatılan tek fazlı asenkron motor, kondansatörle çalışan tek fazlı asenkron motor, kondansatörle başlatılan ve çalışan tek fazlı asenkron motor ve bölünmüş fazlı tek fazlı asenkron motor olarak sınıflandırılabilir.
4. Kullanım amacına göre sınıflandırma - elektrik motorları kullanım amacına göre tahrik motorları ve kontrol motorları olarak ikiye ayrılabilir. Tahrik motorları; elektrik motorlu el aletleri (delme, parlatma, taşlama, kanal açma, kesme, raybalama ve diğer aletler dahil), elektrik motorlu ev aletleri (çamaşır makineleri, elektrikli vantilatörler, buzdolapları, klimalar, teyp kaydediciler, VCR'ler, video kaydediciler, DVD oynatıcılar, elektrikli süpürgeler, kameralar, saç kurutma makineleri, elektrikli tıraş makineleri vb.) ve diğer genel amaçlı küçük makineler ve ekipmanlar (çeşitli küçük takım tezgahları, küçük makineler, tıbbi ekipmanlar, elektronik aletler vb.) olarak sınıflandırılır. Kontrol motorları ise step motorlar ve servo motorlar olarak ikiye ayrılır.
5. Rotor yapısına göre sınıflandırma - Rotor yapısına göre motorlar, kafesli indüksiyon motoru (eski standartta sincap kafesli asenkron motor olarak adlandırılır) ve tel sargılı rotorlu indüksiyon motoru (eski standartta tel sargılı asenkron motor olarak adlandırılır) olmak üzere ikiye ayrılabilir.
6. Çalışma hızına göre sınıflandırma - Motorlar çalışma hızlarına göre yüksek hızlı motorlar, düşük hızlı motorlar, sabit hızlı motorlar ve yüksek hızlı motorlar olarak sınıflandırılabilir.
Günümüzde otomotiv gövde uygulamalarında kullanılan motorların çoğu, geleneksel bir çözüm olan fırçalı DC motorlar kullanmaktadır. Bu motorlar, fırçaların sağladığı komütasyon fonksiyonu sayesinde sürülmesi kolay ve nispeten ucuzdur. Bazı uygulamalarda, fırçasız DC (BLDC) motorlar güç yoğunluğu açısından önemli avantajlar sunar; bu da ağırlığı azaltır, daha iyi yakıt ekonomisi ve daha düşük emisyon sağlar. Üreticiler, ön cam sileceklerinde, kabin ısıtma, havalandırma ve klima (HVAC) fanlarında ve pompalarında BLDC motorları kullanmayı tercih etmektedir. Bu uygulamalarda, motorlar elektrikli camlar veya elektrikli koltuklar gibi geçici çalışma durumlarından ziyade uzun süreler boyunca çalışır; bu nedenle fırçalı motorların basitliği ve maliyet etkinliği avantajlı olmaya devam etmektedir.
Elektrikli araçlar için uygun elektrik motorları
Yakıt tasarruflu araçlardan tamamen elektrikli araçlara geçiş, otomobilin kalbinde motorların yer almasına yol açacaktır.
Elektrikli araçların kalbi olan motor tahrik sistemi, bir motor, bir güç dönüştürücü, çeşitli algılama sensörleri ve bir güç kaynağından oluşur. Elektrikli araçlar için uygun motorlar şunlardır: DC motorlar, fırçasız DC motorlar, asenkron motorlar, kalıcı mıknatıslı senkron motorlar ve anahtarlamalı relüktans motorları.
DC motor, doğru akım elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir motordur ve iyi hız düzenleme performansı nedeniyle elektrik enerjisiyle çalışan makinelerde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca yüksek başlangıç torku ve nispeten basit kontrol özelliklerine sahiptir; bu nedenle, büyük tersinir haddehaneler, vinçler, elektrikli lokomotifler, tramvaylar vb. gibi ağır yük altında çalışan veya düzgün hız düzenlemesi gerektiren her türlü makine DC motor kullanımı için uygundur.
Fırçasız DC motor, düşük hızda yüksek tork özelliğiyle elektrikli araçların yük karakteristikleriyle oldukça uyumludur; elektrikli araçların hızlanma gereksinimlerini karşılamak için yüksek bir başlangıç torku sağlayabilir. Aynı zamanda düşük, orta ve yüksek geniş hız aralığında çalışabilir ve yüksek verimlilik özelliklerine sahiptir; düşük yük koşullarında yüksek verimlilik gösterir. Dezavantajı ise motorun kendisinin AC motordan daha karmaşık olması ve kontrol ünitesinin fırçalı DC motordan daha karmaşık olmasıdır.
Asenkron motor, yani indüksiyon motoru, rotorun dönen bir manyetik alana yerleştirildiği ve dönen manyetik alanın etkisi altında dönme torku elde edilerek rotorun döndüğü bir cihazdır. Asenkron motorun yapısı basittir, üretimi ve bakımı kolaydır, sabit hız yük karakteristiklerine yakındır ve çoğu endüstriyel ve tarımsal üretim makinesinin çekme kuvveti gereksinimlerini karşılayabilir. Bununla birlikte, asenkron motorun hızı ve dönen manyetik alan senkron hızı sabit bir dönüş hızına sahiptir, bu nedenle hız regülasyonu zayıftır ve DC motor kadar ekonomik ve esnek değildir. Ayrıca, yüksek güç, düşük hız uygulamalarında asenkron motorlar senkron motorlar kadar mantıklı değildir.
Kalıcı mıknatıslı senkron motor, rotor görevi gören kalıcı mıknatısların uyarılmasıyla senkronize dönen bir manyetik alan üreten ve bu manyetik alanın etkisi altında armatür aracılığıyla üç fazlı stator sargılarının tepki vererek üç fazlı simetrik akımlar indüklediği bir senkron motordur. Kalıcı mıknatıslı motor, küçük boyutu, hafifliği, düşük dönme ataleti ve yüksek güç yoğunluğu ile sınırlı alana sahip elektrikli araçlar için uygundur. Ayrıca, özellikle düşük dönüş hızlarında yüksek tork-atalet oranı, güçlü aşırı yük kapasitesi ve yüksek çıkış torku ile bilgisayarlı araçların kalkış ivmelenmesi için uygundur. Bu nedenle, kalıcı mıknatıslı motorlar yerli ve yabancı elektrikli araç çevrelerinde genel olarak kabul görmüş ve birçok elektrikli araçta kullanılmıştır. Örneğin, Japonya'daki elektrikli araçların çoğu, Toyota Prius hibritinde kullanılan kalıcı mıknatıslı motorlarla çalışmaktadır.
Yayın tarihi: 31 Ocak 2024