Электродвигатель кто создал: История создания электродвигателя

История создания электродвигателя

Электромеханика является относительно молодой, по историческим меркам, отраслью науки и техники.

1800, Вольта

Итальянский физик, химик и физиолог, Алессандро Вольта, первый в мире создал химический источник тока.

1820, Эрстед

Датский ученый, физик, Ханс Кристиан Эрстед, обнаружил на опыте отклоняющее действие тока на магнитную стрелку.

1821, Фарадей

Первый электродвигатель Фарадея, 1821 г.

Британский физик-экспериментатор и химик, Майкл Фарадей, опубликовал трактат «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма», где описал, как заставить намагниченную стрелку непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов. Эта конструкция впервые реализовала непрерывное преобразование электрической энергии в механическую. Принято считать ее первым электродвигателем в истории.

1822, Ампер

Французский физик, Андре Мари Ампер, открыл магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Среди прочего Ампер предложил использовать железный сердечник, помещенный внутрь соленоида, для усиления магнитного поля. В 1820 году им был открыт закон Ампера.

1822, Барлоу

Английский физик и математик, Питер Барлоу, изобрел колесо Барлоу, по сути, униполярный электродвигатель.

1825, Араго

Французский физик и астроном, Доминик Франсуа Жан Араго, опубликовал опыт показывающий, что вращающийся медный диск заставляет вращаться магнитную стрелку, подвешенную над ним.

1825, Стёрджен

Британский физик, электротехник и изобретатель, Уильям Стёрджен, в 1825 изготовил первый электромагнит, который представлял из себя согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки.

Вращающееся устройство Йедлика, 1827/28 гг.

1827, Йедлик

Венгерский физик и электротехник, Аньош Иштван Йедлик, изобрел первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока), однако практически не объявлял о своем изобретении до конца 1850-х годов.

1831, Фарадей

Английский физик, Майкл Фарадей, открыл электромагнитную индукцию, то есть явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Формулировка закона электромагнитной индукции.

1831, Генри

Американский физик, Джозеф Генри, независимо от Фарадея обнаружил взаимоиндукцию, но Фарадей раньше опубликовал свои результаты.

1832, Пикси

Генератор постоянного тока Пикси

Француз, Ипполит Пикси, сконструировал первый генератор переменного тока. Устройство состояло из двух катушек индуктивности с железным сердечником напротив которых располагался вращающийся магнит подковообразной формы, который приводился в движение вращением рычага. Позже для получения постоянного пульсирующего тока к этому устройству был добавлен коммутатор.

Электродвигатель Стёрджена
Strurgejn’s Annals of Electricity, 1836/37, vol. 1

1833, Стёрджен

Британский физик, Уильям Стёрджен, публично продемонстрировал электродвигатель на постоянном токе в Марте 1833 года в Аделаидской галерее практической науки в Лондоне. Данное изобретение считается первым электродвигателем, который можно было использовать.

1833, Ленц

В начале в электромеханике разграничивали магнито-электрические машины (электрические генераторы) и электро-магнитные машины (электрические двигатели). Российский физик (немецкого происхождения), Эмилий Христианович Ленц, опубликовал статью о законе взаимности магнито-электрических явлений, то есть о взаимозаменяемости электрического двигателя и генератора.

Май 1834, Якоби

Первый вращающийся электродвигатель. Якоби, 1834

Немецкий и русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук, Борис Семенович (Мориц Герман фон) Якоби, изобрел первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала. Мощность двигателя составляла около 15 Вт, частота вращения ротора 80-120 оборотов в минуту. До этого изобретения существовали только устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря.

1836 — 1837, Дэвенпорт

Проводя эксперименты с магнитами, американский кузнец и изобретатель, Томас Дэвенпорт, создает свой первый электромотор в июле 1834 года. В декабре этого же года он впервые продемонстрировал свое изобретение. В 1837 году Дэвенпорт получил первый патент (патент США №132) на электрическую машину.

1839, Якоби

Используя электродвигатель питающийся от 69 гальванических элементов Грове и развивающий 1 лошадиную силу, в 1839 г. Якоби построил лодку способную двигаться с 14 пассажирами по Неве против течения. Это было первое практическое применение электродвигателя.

1837 — 1842, Дэвидсон

Шотландский изобретатель, Роберт Дэвидсон, занимался разработкой электродвигателя с 1837 года. Он сделал несколько приводов для токарного станка и моделей транспортного средства. Дэвидсон изобрел первый электрический локомотив.

1856, Сименс

Немецкий инженер, изобретатель, ученый, промышленник, основатель фирмы Siemens, Вернер фон Сименс изобрел электрический генератор с двойным T-образным якорем. Он первый разместил обмотки в пазах.

1861-1864, Максвелл

Британский физик, математик и механик, Джеймс Клерк Максвелл, обобщил знания об электромагнетизме в четырех фундаментальных уравнениях. Вместе с выражением для силы Лоренца уравнения Максвелла образуют полную систему уравнений классической электродинамики.

1871-1873, Грамм

Бельгийский изобретатель, Зеноб Теофил Грамм, устранил недостаток электрических машин с двух-Т-образным якорем Сименса, который заключался в сильных пульсациях вырабатываемого тока и быстром перегреве. Грамм предложил конструкцию генератора с самовозбуждением, который имел кольцевой якорь.

1885, Феррарис

Итальянский физик и инженер, Галилео Феррарис, изобрел первый двухфазный асинхронный электродвигатель. Однако Феррарис думал, что такой двигатель не сможет иметь КПД выше 50%, поэтому он потерял интерес и не продолжал улучшать асинхронный электродвигатель. Считается, что Феррарис первым объяснил явление вращающегося магнитного поля.

1887, Тесла

Американец сербского происхождения, изобретатель, Никола Тесла, работая независимо от Феррариса, изобрел и запатентовал двухфазный асинхронный электродвигатель с явно выраженными полюсами статора (сосредоточенными обмотками). Тесла ошибачно считал что двухфазная система токов оптимальна с экономической точки зрения среди всех многофазных систем.

1889-1891, Доливо-Добровольский

Русский электротехник польского происхождения, Михаил Осипович Доливо-Добровольский, прочитав доклад Феррариса о вращающемся магнитном поле изобрел ротор в виде «беличьей клетки». Дальнейшая работа в этом направлении привела к разработке трехфазной системы переменных токов и трехфазного асинхронного электродвигателя, получившего широкое применение в промышленности и практически не изменившегося до нашего времени.

Широкое внедрение электромеханических устройств в России начинается после Октябрьской революции 1917 г., когда электрификация всей страны стала основой технической политики нового государства. Можно сказать, что XX век стал веком становления и широкого распространения электромеханики.

Выбор между двухфазной и трехфазной системой

Доливо-Добровольский справедливо считал, что увеличение числа фаз в двигателе улучшает распределение намагничивающей силы по окружности статора. Переход к трехфазной системы от двухфазной уже дает большой выигрыш в этом отношении. Дальнейшее увеличение числа фаз нецелесообразно, так как приводит к значительному увеличению расходов металла на провода.

Для Теслы же казалось очевидным, что чем меньше число фаз, тем меньше требуется проводов, и следовательно тем дешевле устройство электропередачи. При этом двухфазная система передачи требовала применения четырех проводов, что представлялось не желательным в сравнении с двух проводными системами постоянного или однофазного переменного токов. Поэтому Тесла предлагал применять трех проводную линию для двухфазной системы, делая один провод общим. Но это не сильно уменьшало количество затрачиваемого на систему металла, так как общий провод должен был быть большего сечения.

Таким образом трехфазная система токов предложенная Доливо-Добровольским была оптимальной для передачи энергии. Она практически сразу нашла широкое применение в промышленности и до наших дней является основной системой передачи электрической энергии во всем мире.

История создания электродвигателя переменного тока

Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током.

Введение

По принципу работы эти двигатели разделяются на синхронные и асинхронные двигатели. Асинхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

Второе название асинхронных машин

В ряде стран к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин — индукционные вследствие того, что ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные машины сегодня составляют большую часть электрических машин. В основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными преобразователями электрической энергии в механическую.

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• Лёгкость в изготовлении.
• Отсутствие механического контакта со статической частью машины.

Недостатки:

• Небольшой пусковой момент.
• Значительный пусковой ток.

История

Приоритет в создании асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесле

Вклад в развитие асинхронных двигателей внес Галилео Феррарис, который в 1885 г. в Италии построил модель асинхронного двигателя мощностью 3 Вт. В 1888 г. Феррарис опубликовал свои исследования в статье для Королевской Академии Наук в Турине (в том же году, Тесла получил патент США 381,968 от 01.05.1888 (U.S. Patent 0 381 968|заявка на изобретение № 252132 от 12.10.1887), в которой изложил теоретические основы асинхронного двигателя. Заслуга Феррариса в том, что сделав ошибочный вывод о небольшом к.п.д. асинхронного двигателя и о нецелесообразности применения систем переменного тока, он привлек внимание многих инженеров к проблеме совершенствования асинхронных машин. Статья Галилео Феррариса, опубликованная в журнале «Атти ди Турино», была перепечатана английским журналом и была прочитана в июле 1888 г. выпускником Дармштадтского Высшего технического училища, выходцем из России Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским.

Доливо-Добровольский установил, что для создания вращающегося магнитного поля — основы работы асинхронного двигателя — технически и экономически целесообразно применение симметричной трехфазной магнитной системы, со сдвигом фаз на 120 электрических градусов. Трехфазный асинхронный электродвигатель, изготовленный Доливо-Добровольским в 1889 г., продемонстрировал высокую эффективность и неоспоримые преимущества перед двухфазными двигателями Феррариса и Тесла. По словам изобретателя: «уже при первом включении выявилось ошеломляющее для представлений того времени действие… попытка остановить его торможением за конец вала от руки блестяще провалилась, и только при особой ловкости было возможно воспрепятствовать таким способом его запуску при включении. Если принять во внимание малые размеры моторчика, это представлялось чудом для всех приглашенных свидетелей». Несмотря на это отношение к переменному току у многих оставалось сдержанным. Корифей электротехники Т. Эдисон отказался даже осмотреть новое изобретение, заявив: «Нет, нет, переменный ток — это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». Вскоре Доливо-Добровольскому удалось решить все основные проблемы, связанные с конструкцией двигателя, устройство которого до настоящего времени принципиально не менялось.

Первая демонстрация

Первой демонстрацией практического применения асинхронного двигателя и трехфазной системы стала Международная электротехническая выставка 1891 г. во Франкфурте-на-Майне. Выставку с гидроэлектростанцией на реке Неккар в городе Лауфен соединила 170-километровая линия электропередачи. А 25 августа на выставке зажглась тысяча электроламп, питаемых током от Лауфенской электростанции. Затем был пущен трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, приводивший в действие декоративный дестиметровый водопад. Разработки Доливо-Добровольского вскоре были внедрены в производство. Простой, экономичный и надежный двигатель переменного тока, получил широкое распространение и послужил стимулом для развития техники переменных токов и электроэнергетики в целом. В России фирма AEG в конце 90-х гг. XIX в. развернула сеть агентств в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове и других городах, занимавшихся реализацией изделий своих германских предприятий. Генеральное представительство этой фирмы располагалось в Москве, в Лубянском проезде, рядом с Политехническим музеем.

Трехфазный асинхронный электродвигатель типа «DR8O» мощностью 6 л.с. (4 кВт) выпуска 90-х гг. XIX в. из собрания Политехнического музея является одним из первых серийных трехфазных двигателей фирмы AEG. Об этом свидетельствует наличие кольцевой обмотки на статоре. Впоследствии от таких обмоток отказались, перейдя на более совершенные — барабанные.

Заключение

Основные элементы двигателя — трехфазная обмотка статора, шихтованный ротор с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка» — предложены и разработаны Доливо-Добровольским. Работа асинхронного двигателя основана на электромагнитном взаимодействии между статором и ротором. Токи статорных обмоток создают вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцируют токи в короткозамкнутой обмотке ротора. В результате взаимодействия токов ротора с магнитным полем статора создается вращающий момент.

Связанное оборудование (products tags):

Появление электродвигателей переменного тока — Control Engineering Russia

АЛЕКСАНДР МИКЕРОВ, д. т. н., проф. каф. систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

В предыдущих статьях [1, 2] описывались первые электрические двигатели с питанием от гальванических батарей. Однако во второй половине XIX века в связи с развитием электрического освещения и дальней передачи электроэнергии появились сети однофазного переменного тока [3]. Это и дало толчок к изобретению электродвигателей переменного тока.

Рис. 1. Двигатель Уитстона

Первый однофазный двигатель был предложен в 1841 г. английским физиком Чарльзом Уитстоном (Charles Wheatstone), известным также своими изобретениями в области электрогенераторов и измерительной техники. Такой двигатель подключается к источнику переменного тока и содержит (рис. 1) статор с шестью электромагнитами (1) и ротор (2) в виде медного диска с тремя подково­образными магнитами (3) полярностью N и S.

Все электромагниты включены последовательно так, что при любой полярности питающего напряжения в промежутках между ними формируются магнитные потоки или полюса чередующейся полярности n и s, показанные на рис. 1 в начальный момент времени t₁ для положительного полупериода питающего напряжения. Предположим, что ротор вращается против часовой стрелки, и рассмотрим силы, действующие на верхний магнит ротора (аналогично работают и остальные магниты). Поскольку разноименные полюса магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются, вращающий момент ротора будет направлен против часовой стрелки, поддерживая его вращение. Если ротор двигателя успеет за полупериод напряжения повернуться на 60°, то в следующий полупериод все полюса статора поменяют полярность и ротор повернется еще на 60°. Таким образом, ротор будет поворачиваться синхронно с частотой перемагничивания электромагнитов (частотой сети), отчего подобные двигатели по предложению Чарльза Штейнмеца и получили название синхронных.

Рис. 2. Векторная диаграмма двигателя

Магнитное поле статора такого двигателя можно изобразить в виде вектора (рис. 2), где Ф₁, Ф₂,… Ф₆ — магнитные потоки статора, взаимодействующие с ротором в последовательные моменты времени t₁, t₂, … t₆, когда питающее напряжение меняет свой знак. Получается, что вектор магнитного потока статора шагает по окружности синхронно с ротором, поэтому такое магнитное поле можно назвать шагающим.

При реальных частотах сети 50–60 Гц такой двигатель, конечно, запуститься не сможет, но если его ротор раскрутить, например, вручную или другим двигателем до синхронной скорости, то он будет устойчиво работать с частотой вращения, пропорциональной частоте сети. При электрификации Лондона посредством однофазного напряжения в 1889 г. в качестве такого «раскруточного» двигателя применили так называемый универсальный двигатель (рис. 3) с обмотками якоря (1) и возбуждения (2). Его конструкция была разработана в 1884–85 гг. независимо друг от друга Вернером Сименсом и соавторами трансформатора, венгерскими инженерами Микша Дери и Отто Блати [4–6].

Рис. 3. Универсальный двигатель

Универсальные двигатели до сих пор широко применяются при мощности до нескольких киловатт, особенно в бытовой технике. Они привлекают производителей легкостью изменения скорости с помощью регулирования напряжения, как в обычном двигателе постоянного тока. Однако для мощных приводов такое регулирование было в то время затруднительным. Поэтому для электрической тяги на железных дорогах и в лифтах с питанием от сети переменного тока стали применять так называемый репульсионный двигатель, изобретенный в 1885 г. знаменитым американским электротехником Илайю Томсоном (Elihu Thomson) и усовершенствованный позднее Микша Дери [3, 5, 6].

Рис. 4. Репульсионный двигатель

Илайю Томсон (1853–1937), родом из Англии, соединял в себе таланты блестящего университетского профессора, крупного инженера, плодовитого изобретателя (696 патентов) и успешного предпринимателя [7]. Он разработал различные системы электрического освещения, высокочастотные генератор и трансформатор, самопишущий ваттметр, один из способов электросварки, а также, например, улучшил рентгеновские трубки. Томсон основал электротехнические компании в Англии, Франции и США. В 1892 г. его компания Thomson–Houston слилась с компанией Эдисона, образовав крупнейшую электротехническую компанию мира — General Electric.

По конструкции репульсионный двигатель, схема которого показана на рис. 4, похож на универсальный двигатель с якорем (1) и возбуждением в виде электромагнита (2). Отличие состоит в том, что щетки двигателя (3) закорочены и могут вручную поворачиваться [8]. При питании переменным напряжением в закороченной обмотке якоря наводится ЭДС и идет ток, направление которого, в соответствии с законом Ленца, таково, что создаваемый им поток противодействует магнитному потоку статора.

Тогда, если в некоторый полупериод питающего напряжения электромагнит (2) имеет полюс N внизу, то якорь (1) — такой же полюс наверху, как показано на рис. 4, что приведет к их взаимному отталкиванию и вращению ротора по часовой стрелке. Это и объясняет название двигателя, которое в дословном переводе означает «отталкивающийся». При этом величина наводимой ЭДС, а значит, и вращающего момента определяются положением щеток. Когда они горизонтальны, ЭДС и момент максимальны (режим пуска). Далее при повороте щеток против часовой стрелки момент будет падать, а скорость нарастать. Таким образом, пуск и скорость репульсионного двигателя легко регулируются разворотом щеток без изменения напряжения питания.

Тем не менее проблемы всех коллекторных двигателей, связанные с искрением, помехами и быстрым износом, были решены лишь после создания асинхронного двигателя. По своему устройству он гораздо проще любого двигателя постоянного тока, поэтому удивительно, что он был изобретен почти на полстолетия позже, несмотря на то, что, как отмечал Илайю Томсон: «Трудно составить такую комбинацию из магнитов переменного тока и кусков меди, которая не имела бы тенденции к вращению» [5].

Рис. 5. Галилео Феррарис (1847–1897)

Асинхронный двигатель базируется на концепции вращающегося магнитного поля, выдвинутой практически одновременно в середине 1880-х гг. двумя выдающимися учеными — Николой Теслой [3] и итальянским профессором физики Галилео Феррарисом (Galileo Ferraris) (рис. 5). Последний родился на севере Италии в семье фармацевта и после окончания Туринского университета стал профессором Музея индустрии, где изучал трансформаторы, многофазные цепи, линии передачи переменного тока, а также оптические приборы. Он прожил короткую жизнь, но успел заслужить в Европе звание «отца трехфазного тока» [5, 9, 10].

Если вернуться к концепции, то во вращающемся магнитном поле вектор магнитного потока статора постоянен по величине, но, в отличие от шагающего поля (рис. 2), непрерывно (равномерно) вращается с синхронной скоростью. Тогда очевидно, что ротор в виде магнита, помещенный внутри такого поля, будет вовлекаться им в синхронное вращение, что и происходит в рассмотренном выше двигателе Уитстона. Однако выяснилось, что аналогично будет вращаться и немагнитный ротор из любого проводящего металла. Еще в 1824 г. известный французский физик академик Доминик Араго (Dominique Arago) продемонстрировал опыт, названный им «магнетизмом вращения» [5] и показанный на рис. 6.

Рис. 6. Опыт Араго

Диск (1) из меди или стали на стеклянной пластине (2) вращался в том же направлении, что и вращающийся магнит (3). Объяснение этому загадочному явлению нашел Майкл Фарадей в 1831 г. после открытия закона электромагнитной индукции (закона Фарадея). Согласно ему, вращающееся магнитное поле магнита индуцирует в диске вихревые токи, создающие собственное магнитное поле, взаимодействующее с вращающимся.

Рис. 7. Опыт Бейли

Этот принцип и лежит в основе современных асинхронных двигателей (в английской литературе — индукционных), имеющих металлический ротор и отличающихся только тем, что в них вращающееся магнитное поле образуется неподвижной обмоткой статора. Первый шаг к созданию такого двигателя был сделан английским физиком Уолтером Бейли (Walter Bailey) в 1879 г., заменившим в опыте Араго вращающийся магнит на четыре электромагнита (2–5), токи в которых переключались последовательно вручную (рис. 7) [5, 10]. Но такое устройство создавало шагающее через 90^o магнитное поле. А как получить непрерывно (равномерно) вращающееся магнитное поле?

На этот вопрос ответил вышеупомянутый Феррарис в 1888 г. в докладе Туринской академии наук, математически сформулировав два условия [5, 10]:

1. Обмотка двигателя должна содержать две независимые части (называемые теперь фазами), магнитные потоки которых геометрически взаимно перпендикулярны.
2. Фазы должны быть запитаны двумя гармоническими напряжениями, сдвинутыми на четверть периода (синус и косинус).

Позднее Михаил Осипович Доливо-Добровольский предложил называть такую систему токов Drehstrom, что в дословном переводе с немецкого означает «вращательный ток» [6].

Рис. 8. Двухфазный двигатель Феррариса

Свою теорию Феррарис блестяще подтвердил макетом двигателя мощностью 3 Вт (рис. 8), имеющего ротор (1) в виде полого медного стаканчика и статор (2) с фазами A и B. Фазы разделены на две секции с разным числом витков, намотанных проводом разного диаметра так, чтобы создавать индуктивный сдвиг фаз токов в 90° при питании от однофазной сети.

В 1890 г. французские инженеры Морис Хитин (Maurice Hutin) и Морис Леблан (Maurice Leblanc) предложили использовать для сдвига фаз токов конденсатор [6]. В таком виде двухфазный двигатель дожил до наших дней под названием конденсаторного двигателя. При этом габариты конденсатора соизмеримы с размерами самого двигателя, поэтому данное техническое решение пригодно только для маломощных двигателей.

Сам Феррарис также заявлял, что «…аппарат, основанный на исследованном нами принципе, не может иметь никакого промышленного значения как двигатель» [10]. Поэтому он его не запатентовал (как, впрочем, и остальные свои открытия) и отклонил, в отличие от Теслы, предложение Вестингауза о сотрудничестве. Тем не менее его работы дали впоследствии повод оспаривать патенты Теслы в некоторых из 25 судебных процессов компании Вестингауза [5, 9]. Пессимистический вывод о перспективах своего двигателя Феррарис сделал, оценив величину его КПД в точке максимума мощности на валу — ниже 50%. Однако в данной точке это справедливо и для двигателей постоянного тока. Поэтому в дальнейшем рабочие точки стали выбирать ближе к скорости холостого хода, где в идеале КПД любого электродвигателя стремится к 100%.

Рис. 9. Двигатель Теслы

Совершенно по другому пути пошел Тесла, предложив в 1887 г. многофазные системы, где сдвинутые напряжения питания фаз вырабатывались питающим генератором, как показано, например, на рис. 9, где: 1 — генератор, 2 — двухфазный двигатель, 3 — контактные кольца генератора, 4 — обмотка ротора (кольца двигателя не показаны) [5, 10].

При положении переключателя ON ротор запитывается постоянным напряжением, и это двухфазный синхронный двигатель с электромагнитным возбуждением. В положении OFF обмотка ротора закорачивается, и получается асинхронный двигатель, названный Теслой индукционным. Эксперт патентного ведомства поначалу не поверил в работоспособность такого странного двигателя, пока Тесла не продемонстрировал ему действующий макет (рис. 10).

Рис. 10. Макет двигателя Теслы

Двигатели Теслы и Феррариса легко запускались от питающей сети, однако с увеличением нагрузки их скорость падала, что подтверждается принципиальным отличием асинхронного двигателя от синхронного. Действительно, асинхронный двигатель развивает вращающий момент лишь при наличии тока, а следовательно, и ЭДС, индуцируемой в роторе. А, по закону Фарадея, это возможно лишь тогда, когда ротор пересекает силовые линии поля статора, т. е. когда скорости их вращения не одинаковы (не синхронны).

Как описано в статье [3], Тесла вместе с Вестингаузом начали активно внедрять асинхронные двигатели в жизнь, однако они были доведены до совершенства и приняли современный вид лишь благодаря трудам нашего соотечественника Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

Что касается многофазных синхронных двигателей, то они нашли широкое применение там, где требуется стабильная скорость вращения, например в компрессорах, приводах генераторов и т. д. Синхронные двигатели с постоянными магнитами входят в состав современных вентильных двигателей, создающих все большую конкуренцию пока еще наиболее распространенным электродвигателям постоянного тока.

• Потребность в двигателях переменного тока возникла при внедрении однофазных осветительных сетей. Первым стал синхронный двигатель Уитстона с постоянными магнитами (1841 г.).

• Однако такие двигатели не имели пускового момента, поэтому на практике применялись универсальные двигатели Сименса и репульсионные двигатели Томсона (1884-5 гг).

• Достаточно мощные двигатели для промышленности были созданы только в середине 1880-х гг., после того как концепция вращающегося магнитного поля была математически сформулирована Феррарисом и реализована в многофазных синхронных и асинхронных двигателях Теслы, запущенных в производство на заводах Вестингауза.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Электродвигатель. Изобретение Б.С. Якоби

• Главная
• Подписка
• Новости партнеров
• Статьи
  • Машиностроение
  • Металлургия/металлообработка
  • Промышленное оборудование
  • Аддитивные технологии
  • Метрология
  • Инструменты
  • Нефть Газ Химия
  • Энергетика
  • Электротехника
  • Электроника
  • Экология
  • Строительство
  • Агропромышленный комплекс
  • Пищевая промышленность
  • Безопасность
  • Логистика
  • IT
  • Финансы
  • Медицина
  • Инновации
  • Услуги
  • Туризм
  • История/TV
• Видео журнал
• Аналитика
  • Россия
  • Казахстан
  • Беларусь
  • Украина
  • Дальнее зарубежье и СНГ
• Выставки
• Фото
• Дипломы
• Отзывы
• Реклама
• Контакты

Архив журналов в PDF

• Журнал №1(55) 2020 год
• Газета №1(8) 2020 год
• Журнал №6(54) 2019 год
• Журнал №5(53) 2019 год
• Журнал №5(53) 2019 год
• Журнал №4(52) 2019 год
• Газета№2(7) 2019 год
• Журнал №3(51) 2019 год
• Журнал №2(50) 2019 год
• Журнал №1(49) 2019 год
• Газета№1(6) 2019 год
• Журнал №5-6(47-48) 2018 год
• Газета №3(5) 2018 год
• Журнал №4(46) 2018 год
• Газета №2(4) 2018 год
• Журнал №3(45) 2018 год
• Журнал №2(44) 2018 год
• Журнал №1(43) 2018 год
• Газета №1(3) 2018 год
• Журнал №5-6 за 2017 год
• Газета №2 за 2017 год
• Журнал №4 (40) за 2017 год
• Газета №1 за 2017 год
• Журнал №3 (39) за 2017 год
• Журнал №2 (38) за 2017 год
• Журнал №1 (37) за 2017 год
• Журнал №6 (36) за 2016/2017 год
• Журнал №5 (35) за 2016 год
• Журнал №4 (34) за 2016 год
• Журнал №3 (33) за 2016 год
• Журнал №2 (32) за 2016 год
• Журнал №1 (31) за 2016 год
• Журнал №6 (30) за 2015 год
• Журнал №5 (29) за 2015 год
• Журнал №4 (28) за 2015 год
• Журнал №3 (27) за 2015 год
• Вкладыш к журналу №3(27)
• Журнал №2 (26) за 2015 год
• Журнал №1 (25) за 2015 год

• Главная
• Подписка
• Новости партнеров
• Статьи
  • Машиностроение
  • Металлургия/металлообработка
  • Промышленное оборудование
  • Аддитивные технологии
  • Метрология
  • Инструменты
  • Нефть Газ Химия
  • Энергетика
  • Электротехника
  • Электроника
  • Экология
  • Строительство
  • Агропромышленный комплекс
  • Пищевая промышленность
  • Безопасность
  • Логистика
  • IT
  • Финансы
  • Медицина
  • Инновации
  • Услуги
  • Туризм
  • История/TV
• Видео журнал
• Аналитика
  • Россия
  • Казахстан
  • Беларусь
  • Украина
  • Дальнее зарубежье и СНГ
• Выставки
• Фото
• Дипломы
• Отзывы
• Реклама
• Контакты

Электрический двигатель

Статья опубликована 26.06.2014 06:06

Последняя правка произведена 27.01.2016 18:29

Определение.

Электрический двигатель – механизм или специальная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, при котором так же выделяется тепло.

Предыстория.

Якоби Борис Семенович

Уже в 1821 году, знаменитый британский ученый Майкл Фарадей продемонстрировал принцип преобразования электромагнитным полем электрической энергии в механическую энергию. Установка состояли из подвешенного провода, которых окунался в ртуть. Магнит устанавливался посередине колбы с ртутью. При замыкании цепи, провод начинал вращение вокруг магнита, демонстрируя то, что вокруг провода, эл. током, образовывалось электрическое поле.

Эту модель двигателя часто демонстрировали в школах и университетах. Данный двигатель считается самым простым видом из всего класса электродвигателей. Впоследствии он получил продолжение в виде Колеса Барлова. Однако новое устройство носило лишь демонстрационный характер, поскольку вырабатываемые им мощности были слишком малы.

Ученые и изобретатели работали над двигателем с целью использования его в производственных нуждах. Все они стремились к тому, чтобы сердечник двигателя двигался в магнитном поле вращательно-поступательно, на манер поршня в цилиндре паровой машины. Русский изобретатель Б.С. Якоби сделал все гораздо проще. Принцип работы его двигателя заключался в попеременном притяжении и отталкивании электромагнитов. Часть электромагнитов были запитаны от гальванической батареи, и направление течения тока в них не менялась, а другая часть подключалась к батарее через коммутатор, благодаря которому изменялось направление течения тока через каждый оборот. Полярность электромагнитов менялась, и каждый из подвижных электромагнитов то притягивался, то отталкивался от соответствующего ему неподвижного электромагнита. Вал приходил в движение.

электродвигатель Бориса Якоби

Изначально мощность двигателя была небольшой и составляла всего 15 Вт, после доработок, Якоби удалось довести мощность до 550 Вт.. 13 сентября 1838 году, лодка, оборудованная этим двигателем, плыла с 12 пассажирами по Неве, против течения, развивая при этом скорость в 3 км/ч. Двигатель был запитан от большой батареи, состоящей из 320 гальванических элементов. Мощность современных электрических двигателей превышает 55 кВт. По вопросом прибретения электрических двигателей смотрите здесь.

Принцип действия.

В основу работы электрической машины заложено явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Явление ЭМИ заключается в том, что при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нем (контуре) образуется индукционный ток.

Сам двигатель состоит из ротора (подвижной части – магнита или катушки) и статора (неподвижной части – катушки). Чаще всего конструкция двигателя представляет собой две катушки. Статор обложен обмоткой, по которой, собственно, и течет ток. Ток порождает магнитное поле, которое воздействует на другую катушку. В ней, по причине ЭМИ, так же образуется ток, который порождает магнитное поле, действующее на первую катушку. И так все повторяется по замкнутому циклу. В итоге, взаимодействие полей ротора и статора создает вращающий момент, приводящий в движение ротор двигателя.
Таким образом, происходит трансформация электрической энергии в механическую, которую можно использовать в различных приборах, механизмах и даже в автомобилях.

Вращающееся магнитное поле

Вращение электромотора

Классификация электрических двигателей.

По способу питания:

• двигатели постоянного тока – запитываются от источников постоянного тока.

• двигатели переменного тока — запитываются от источников переменного тока.

• универсальные двигатели – запитываются как от постоянного, так и переменного тока.

По конструкции:

Коллекторный электродвигатель — электродвигатель, в котором в качестве датчика положения ротора и переключателя тока используется щеточноколлекторный узел.

Бесколлекторый электродвигатель – электродвигатель, состоящий из замкнутой системы, в которой используются: системы управления (преобразователь координат), силовой полупроводниковый преобразователь (инвертор), датчик положения ротора (ДПР).

• С приведением в действие постоянными магнитами;

• С параллельным соединением якоря и обмоток возбуждения;

• С последовательным соединением якоря и обмоток возбуждения;

• Со смешанным соединением якоря и обмоток возбуждения;

трехфазные асинхронные двигатели

По количеству фаз:

• Однофазные – запускаются вручную, либо же имеют пусковую обмотка или фазосдвигающую цепь.

• Двухфазные

• Трехфазные

• Многофазные

По синхронизации:

• Синхронный электродвигатель – электрический двигатель переменного тока с синхронным движением магнитного поля питающего напряжения и ротора.

• Асинхронный электродвигатель – электрический двигатель переменного тока с отличающейся частотой движения ротора и магнитного поля, порождаемого питающим напряжением.

Про асинхронный электродвигатель: alexey_donskoy — LiveJournal

Написав про Теслу, заметил, как мало мы все знаем историю, в том числе и историю техники.
Краткую сводку об изобретении радио в том посте я уже привёл.
Но даже в сугубо техническом вопросе об электродвигателе не всё так ясно, оказывается.

Например, мы (студенты как раз профильной специальности) учили, что асинхронный электродвигатель изобрёл наш человек (в смысле русский) Доливо-Добровольский.
Ну, так мы и про радио тоже учили, что наш человек Попов, а в действительности всё куда интереснее!

Так вот, чтобы понимать происходящее более века назад, надо представлять, как бурлила тогда научная и инженерная жизнь.
Всё было новым, неизвестным, многие одновременно думали об одном и том же, решали одни и те же задачи — и находили различные пути их решения.
Это было золотое время технической цивилизации Земли. Всё лежало на поверхности — не нужны были никакие синхрофазотроны и даже микроскопы (в области электротехники).

К тому времени уже использовался двигатель постоянного тока, но он имел как достоинства (простоту управления), так и недостатки (большие эксплуатационные расходы из-за износа контактных частей, трудности передачи электроэнергии на большие расстояния).
Многим приходила в голову идея использовать вращающееся магнитное поле (которое удобно делать с помощью переменного тока), но не все смогли воплотить эту идею даже в теории.

Из этой картинки очевидно устройство синхронной машины — её ротор (обычный магнит или электромагнит) вращается синхронно с полем, которое создаёт статор.
Но синхронный двигатель также имел ряд недостатков — он был дорог, им трудно управлять и, самое главное, его трудно запустить. Ведь в большинстве механизмов в момент пуска имеет место очень большая нагрузка (поди-ка сдвинь с места стоящий поезд!). При этом поле не в состоянии увлечь магнит ротора за собой, и двигатель не работает, а только чрезмерно греется.

Однако возможен и другой подход — когда ротор всегда отстаёт от вращающегося поля. Чем больше нагрузка, тем больше отставание (скольжение).
По-видимому, первым опубликовал свои исследования итальянец Галилео Феррарис (в 1888 году).
Однако он счёл технологию асинхронного двигателя бесперспективной из-за низкого КПД.
Такое мнение было справедливым: с уменьшением полезной нагрузки КПД действительно сильно падает.
И на инженеров это подействовало, «как красная тряпка на быка». Они наперегонки начали совершенствовать конструкцию, потому что уж очень привлекательной она была.

Проблема была серьёзной. Подумать только, ещё в 1875 году Тесла в своём техническом училище слушал лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях!
Как бы то ни было, Тесла тоже включился в гонку, и, пока Феррерис публиковал теоретические основы асинхронного двигателя и рассуждал о его бесперспективности, Тесла взял и всё это запатентовал. Теперь в США, естественно, считают изобретателем именно его.
На самом деле эти двое и конкурентами не были, они самостоятельно всё придумали (ну, так утверждается, по крайней мере).
Но без бумажки, сами понимаете… У Теслы бумажка уже была.

Однако причём тут упомянутый в самом начале Доливо-Добровольский, «русский изобретатель асинхронного двигателя»?!

Во-первых, русский он только по происхождению. А жил основную часть жизни в Германии, и работал на германский концерн AEG, отчего России никакого проку и не было.

Но своё слово сказал и он. Подстёгнутый статьёй Феррариса, «уже в 1889 году Доливо-Добровольский получает патент на трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличье колесо», а в 1890-м — патенты на фазный ротор с кольцами и пусковыми устройствами. Данные изобретения открыли эру массового промышленного применения электрических машин. В настоящее время асинхронный двигатель является самым распространенным электродвигателем.» (http://ru.wikipedia.org/wiki/Асинхронная_машина)

«Работа в этом направлении, на основе полученного Николой Теслой двухфазного тока, в необычайно короткий срок привела к разработке трёхфазной электрической системы и совершенной, в принципе, не изменившейся до настоящего времени конструкции асинхронного электродвигателя.» (http://ru.wikipedia.org/wiki/Доливо-Добровольский, Михаил Осипович)

Но и у Теслы тоже был трёхфазный двигатель — на втором фото. Кто же из них был первым?!

Вот такая вот непростая, запутанная, азартная история технических открытий и изобретений!

Когда был создан первый электромобиль

Первые электромобили намного старше своих аналогов, работающих от двигателя внутреннего сгорания. Рождение электрокара официально относят к 1841 году. Однако первый экземпляр, который представлял собой небольшую тележку с водруженным на нее электродвигателем, датируется еще 1828 годом. По размеру и виду конструкции он был больше похож на современный скейтборд с моторчиком, нежели на автомобиль. Тем не менее, невзрачный вид данного агрегата совсем не смущал его изобретателя Аньоса Джедлика из Венгрии.

С этого момента началось развитие машин, передвигающихся под воздействием электрического тока. Первый электроэкипаж реального размера был изобретен в период с 1828 по 1839 года Робертом Андерсоном, проживающим в Шотландии. Примерно в то же время, в 1835 году голландские изобретатели Стратин Гронинген и Кристофер Беккер также создали автомобиль на электрической тяге.

К 1841-1842 годам электромобили стали более совершенными. Роберту Андерсону и Томасу Давенпорту пришла идея о том, чтобы питание поступало к двигателю от неперезаряжающихся батарей. 1847 год стал знаменательным для города Питсбург, потому как здесь заработал локомотив, получающий электрическое питание от рельсов, по которым он двигался.

Ближе к 1880-м годам была разработана концепция того, как можно было продлить время и дальность езды на электрокаре без подзарядки батареи. Это стало заслугой французских изобретателей Камиля Форе и Гастона Платье. Примерно в это же время англичанин Ральф Уорд первым запустил в столице Великобритании целую линию так называемых омнибусов, работающих от электродвигателей. Омнибусы являются предшественниками современных автобусов. Данные события привели к тому, что Англия и Франция стали странами, которые первыми начали активно разрабатывать и выпускать электромобили.

История электромобилей в России

Что же касается России и Америки, то здесь вплоть до конца XIX века об электромобилях упоминалось лишь в публикациях журналистов. Только в 1898 году Ипполит Романов, русский инженер-изобретатель, представил на обозрение свой двухместный электромобиль, который мог ехать со скоростью до 37,4 км/ч. В 1899 году им был разработан четырехместный электромобиль, а также омнибусы, рассчитанные на 17 и 24 пассажира.

Легковые машины предоставляли возможность регулирования скорости от 1,5 до 35 километров в час с помощью девятиступенчатого контроллера. Романов уделял значительное внимание снижению веса своих электромобилей и их управляемости. Он решил уменьшить толщину пластин в батареях, а сам аккумулятор расположил горизонтально. Его труды принесли свои плоды. В сравнении, например, с популярным французским электрокаром «Жанто», весившим 1440 кг, разработанный Романовым экземпляр обладал массой всего 720 кг.

История электромобилей в США

Американцы же оказались несколько проворней. Начав с изобретения электровагона на шесть пассажиров в 1891 году и электрического велосипеда в 1895 году, они также пришли к осознанию потенциала электродвигателей. В 1897 году в Нью-Йорке уже действовала целая линия такси из нескольких десятков тысяч электромобилей. А Филадельфия стала известна нововведением в качестве электрического железнодорожного транспорта для перевозки пассажиров.

Наиболее известным изобретателем в США стал Уолтер Бейкер. Его экипажи и автомобили были достаточно удобными, хоть и тяжеловесными. Они могли конкурировать с машинами Паккарда, Форда и Олдеа, которые работали на бензине. Свои электромобили он оснащал мягкой подвеской на четырех рессорах. Благодаря емкому аккумулятору заряда хватало на 6-8 часов езды. К 1901 году электромобили Бейкера выдавали скорость до 30 километров в час, а заряда аккумулятора хватало на расстояние до 80 км.

Электромобиль-рекордсмен

Первый мировой рекорд по скорости передвижения по суше выше 100 км/ч был установлен в 1899 году 1 мая благодаря бельгийцу Камилю Женатце и его электрокару La Jamais Contente, который развил скорость в 68 миль/ч. До этот момента максимальная скорость езды на электрокаре была зафиксирована на отметке 92,78 км/ч. Достиг ее некий граф де Шаслу-Лоб 4 марта 1899 года. Новый электромобиль-рекордсмен был похож на торпеду, сделанную из сплава алюминия, магния и вольфрама, и имел вес примерно 1000 кг.

На нем было установлено два достаточно мощных электродвигателя, общая мощность которых составила 67 лошадиных сил. Установив данный рекорд, компания Женатце, которая выпускала грузовики и легковые автомобили на электродвигателе, доказала свое лидерство в сфере автомобилестроения и привлекла массу клиентов.

Начало XX века

В начале XX века появилась идея о том, чтобы внедрить электродвигатели в сферу пожаротушения. Таким образом, появились автомобили, которые перемещались своим ходом на ограниченные расстояния. Они были достаточно тяжелыми, однако внесли большой вклад в обеспечение безопасности горожан. Первую линию пожарных машин, работающих от аккумуляторов, выпустила компания «Юстус Кристиан Браун» в Германии в 1901 году.

Наиболее крупными компаниями, которые производили электрокары и электроэкипажи, были «Бейкер Мотор Винкл Компани» (США), «Жанго» (Франция), «Берсей» (Великобритания), «Лорнер» (Австралия). На американском рынке соотношение производимых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и работающих на электричестве говорила о широкой популяризации последних. Так в первые годы XX века из 2,5 тысяч выпущенных автомашин 1,5 тысячи были оснащены электродвигателем.

Одним из наиболее известных в США и мире стал экипаж Вуда, который свидетельствовал о немалом прорыве в области электродвигателей. Данный транспорт обеспечивал стабильную скорость в 14 миль/ч с запасом до 18 миль/ч. Его оценивали в 2 тыс. долларов США, что в то время было колоссальной суммой для многих американцев. Со временем к 1916 году появился и также прославился автомобиль Вуда, который был настоящим гибридом и мог работать на электродвигателе и двигателе внутреннего сгорания.

Временный закат электроавтомобилестроения и его причины

На стыке XIX и XX веков конкурировали между собой электромобили, а также автомобили, работающие на пару и от двигателя внутреннего сгорания. Паровые авто были достаточно экономичными с точки зрения капиталовложений, однако несли неудобства в зимний период времени. Чтобы завести такую машину в минусовую температуру, требовалось потратить полчаса, а иногда и целый час времени. К тому же, паровые автомобили не могли вмещать достаточный объем топлива, т.е. воды, чтобы конкурировать по дальности езды. В связи с этим наиболее острая конкуренция началась между автомобилестроителями, которые выпускали авто, работающие на электричестве и горючем топливе.

Средняя стоимость электрокара в начале XX века составляла 1000 американских долларов. Однако, спросом среди богачей пользовались и машины, украшенные дорогими и эксклюзивными элементами. Цена такого электромобиля могла достигать 3000 долларов США.

1912 год можно считать наиболее успешным с точки зрения массового выпуска электромобилей. Однако вскоре мода на них иссякла и в 1920-х годах их производство в мире заметно сократилось. Если в начале 1900-х годов доля электромобилей из всего самоходного транспорта составляла около 50 %, то к 1920-м она уменьшилась до 1 %.

Дело в том, что использующиеся на тот момент электрокары были достаточно медлительны. Это удовлетворяло условия пассажирских перевозок до того момента, пока не были построены более качественные дороги. С улучшением качества дорог появилась возможность ездить на большей скорости, которую тогда не могли выдать электродвигатели. Неудобства доставляло также то, что электромобили начала XX века были тяжелыми и заводились с помощью специальной ручки. Куда проще было завести авто, работающее на бензине и имеющее электростартер. В связи с этим, мир на несколько десятков лет практически забыл о данном виде транспорта.

Другой очень весомой причиной стало давление со стороны владельцев нефтедобывающих установок. Оно стало возможным благодаря открытию нескольких крупных месторождений нефти и резкому падению цен на горючее топливо. К 1912 году Генри Форд, выпускающий линию известных на весь мир автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, сосредоточился на их массовом производстве. Это позволило ему значительно понизить цену своих машин. По стоимости электромобили не шли с ними ни в какое сравнение. Например, родстер с электродвигателем стоил на тот момент 1750 долларов США, а ни в чем не уступающий форд с двигателем внутреннего сгорания можно было приобрести за 650 долларов.

В 1916 году компанию Бейкера поглотила «Оуэн Магнетик», которая занималась созданием автомобилей, работающих на бензине. К этому времени по всему миру с компаниями, выпускающими электрокары, наблюдалась та же тенденция. Они продавались и переоборудовались на производство автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.

Одна из наиболее известных американских компаний Detroit Electric, которая начала производство электромобилей в 1907 году, в лучшие годы выпускала до 2000 экземпляров в год. Однако, со временем количество заказчиков резко сократилось и к 1940-м годам выпуск данных авто стал символическим. Выпуск был остановлен в 1942 году.

Возрождение электромобилей

1960-е годы стали этапов возрождения сферы машиностроения, основанного на электродвигателях. Первой причиной тому явилась сильная загрязненность городов, которая стала заметна, как только спала озабоченность людей Второй Мировой Войной. Здоровье городского населения сильно подрывалось из-за загазованности.

Затем, цены на нефть резко вырасли, что сказалось на стоимости производства автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Это побудило производителей вновь обратиться к электромобилестоению.

Возрождения данной отрасли началось с выпуска автомобиля Henney Kilowatt, которым занималась компания National Union Electric Company. В 1959-1960 годах этот автомобиль был усовершенствован. Его скорость выросла с 64 до 97 км/ч, а дальность пробега на одном заряде аккумулятора с 64 до 97 километров.

Соединенные Штаты стали главным двигателем прогресса в области производства автомобилей с электродвигателем. В 1960-1970-х годах компании Sebrin-Vanguard и Elcar Corporation занимали лидирующие позиции в данной отрасли. Они специализировались на выпуске небольших двухместных электромобилей для передвижений по городу на расстояние в среднем до 80 км.

В 1970-х годах американская фирма Battronic выпустила 20 единиц городских автобусов, работающих на электротяге. А в 1975 году American Motor Company продала 350 электроджипов почтовой компании США.

Электромобили 90-х годов

В 1990-х годах отрасль электромобилестроения стала набирать обороты за счет того, что некоторые из стран ввели жесткие ограничения на использование авто, выделяющих выхлопные газы. Штат Калифорния стал первым в США, где вступило в силу постановление об увеличении количества экологически чистых автомобилей до 2 %, а к 2003-му году их количество должно было составлять не менее 10 % от общего числа автотранспорта штата.

В это время был разработан прекрасный спортивный автомобиль с открытым верхом, который завладел сердцами многих. Renaissance Tropica выдавал до 100 км/ч и мог без подзарядки проехать до 130 километров.

Электромобили XXI века

С этого момента известнейшие автостроительные компании направили и ускорили свои разработки в сфере экологически чистого автотранспорта. В частности к этому прибегли концерны Ford, Toyota, General Motors, Honda и другие. Лидирующую позицию с 1997 года заняла компания Toyota. Ее наиболее популярной моделью стала Prius. На сегодняшний день выпущена не одна сотня этих авто.

Сегодня рынок электромобилей насчитывает несколько десятков моделей различных марок. Лидирующую позицию занимает компания Nissan со своим электромобилем модели Leaf. Этот электрокар имеет долю на общемировом рынке более 25 % и продолжает устанавливать рекорды по продажам в разных странах пятый год подряд.

С Nissan Leaf активно конкурирует Toyota Prius plug-in. Другими популярными моделями являются Renault Twizy, Peugeot 3008 Hybrid4, Honda Insight, Lexus GT200h, Toyota Prius, Opel Ampera, Chevrolet Volt, Smart ForTwo Electric Drive и другие.

Похожее

История электродвигателей

Полное руководство по электродвигателям — ЧАСТЬ 1

В качестве первой части нашего полного руководства по электродвигателям мы рассмотрим сложную и спорную историю изобретения электродвигателя.

История электродвигателей долгая и сложная. Многие элементы вошли в создание того, что мы сегодня знаем как электродвигатели; вы могли бы исследовать это еще в 600 году до нашей эры, когда Фалес Милетский писал о том, что мы теперь знаем как статическое электричество, столь же современное, как новейшие электромобили.Таким образом, сроки обычно немного отличаются, и это ни в коем случае не исчерпывающий список всех соответствующих изобретений; мы только попытались создать максимально точную временную шкалу, относящуюся конкретно к электродвигателям. Сроки еще более запутаны, поскольку многие люди во всем мире независимо работали над одними и теми же проектами, а это означает, что часто изобретатель, получивший патент, считается истинным создателем.

Эндрю Гордон

1740-е годы

Шотландскому монаху по имени Эндрю Гордон приписывают изобретение первого в истории электростатического устройства .Его электрический водоворот был своего рода электростатическим реактивным двигателем и первым в своем роде. Он также провел исследование того, что позже станет электрической конвекцией .

1820

Андре-Мари Ампер открыл теоретические принципы, лежащие в основе производства механической силы в результате взаимодействия магнитного поля и электрического тока. Он изобрел соленоид, спиральную катушку (катушка, которая очень плотно намотана в спираль).

Также в 1820 году Ганс Кристиан Эрстед заметил, что стрелка его компаса двигалась от естественного магнитного севера всякий раз, когда он включал или выключал ток от ближайшей батареи. Это считается самым первым механическим движением, вызванным электрическим током.

Из этого он сделал вывод, что когда провод заряжается электричеством, он излучает магнитные поля со всех сторон, и между электричеством и магнетизмом возникла прочная связь.

1821

Британский изобретатель Майкл Фарадей продемонстрировал преобразование электрической энергии в механическую, выполнив два параллельных эксперимента.В обоих случаях у него была чаша с лужей ртути, проволока, висящая в бассейне, и постоянный магнит, поднимающийся снизу. В левой чашке проволока оставалась неподвижной, а магнит закреплялся небольшой нитью, а в правой он представлял противоположное.

Когда был приложен ток, лужа ртути замкнула свою цепь и создала магнитное поле, которое взаимодействовало с собственным полем магнита. В левой чашке двигался магнит, а в правой — проволока.

1822

Колесо Барлоу

Питер Барлоу создает униполярный двигатель и называет его Колесом Барлоу.Колесо в форме звезды опускает концы, вращаясь в лужу ртути, которая находится между спицами U-магнита. Когда острие колеса находится в ртути, цепь замыкается, и взаимодействие между током и полем U-магнита заставляет колесо вращаться. Между спицами колеса, касающимися ртути, инерция заставляет колесо вращаться на следующей спице. Он также обнаружил, что скорость этого вращения зависит от силы магнитного поля и силы тока.

1824-25

William Sturgeon демонстрирует первый электромагнит , способный поднимать вес в девять фунтов. Это было достигнуто с помощью куска железа весом семь унций, обернутого проволокой, и через него пропускали ток только одной батареи.

1827

Ányos Jedlik экспериментировал с электромагнитным вращающимся устройством, назвав его молниеносным самовращающимся ротором. Для решения задач непрерывного вращения он изобретает коммутатор .

В 1828 году он продемонстрировал устройство, которое имело три основных элемента того, что мы считаем электродвигателем; статор, вращатель и коммутатор. Постоянного магнита не было, поскольку магнитные поля создавались токами, протекающими через обмотки устройства. Все части устройства, как стационарные, так и вращающиеся, управлялись электромагнетизмом.

1831

Фарадей возвращается на сцену, обнаружив электромагнитной индукции при изменении магнитного поля.

Точно в то же время в Америке Джозеф Генри сформулировал закон индукции и создал механический рокер, первого предшественника двигателя постоянного тока. Он был сделан из электромагнита на полюсе, который раскачивался между двумя элементами батареи, что вызывало изменение полярности в коромысле.

Dynamo Ипполита Пиксии

1832

Ипполит Пикси, французский производитель инструментов, создает динамо-машину, которая генерирует переменный ток от своего вращения; ранняя версия того, что мы теперь знаем как генератор переменного тока.Магнит вращали с помощью рукоятки, а магнитные полюса пропускали через катушку с железным сердечником. Он обнаружил, что каждый раз, когда полюс проходит через верх катушки, он испытывает кратковременный ток, но, что более важно, порядок, в котором он проходит через катушки, будет определять направление тока.

Позже он также сделал первый осциллирующий двигатель постоянного тока .

1834

Томас Давенпорт разрабатывает электродвигатель с батарейным питанием , который позволяет ему приводить в действие небольшую модель автомобиля.В 1837 году он стал первым ученым — но уж точно не последним — получившим патент на электрические машины.

1839

Мориц фон Якоби, после своих исследований машин, управляющих электромагнетизмом , конструирует 28-футовую электромоторную лодку. Он питается от аккумуляторных батарей и, хотя и неэффективен, способен перевозить четырнадцать пассажиров со скоростью три мили в час.

1879

Уолтер Бейли обнаруживает, что, включая и выключая аккумулятор, он может создать очень примитивный бесколлекторный асинхронный двигатель .

1886

Электрическая тележка Спрага 1886

Компания Фрэнка Дж. Спага представила неискрящий двигатель с постоянной скоростью и фиксированными щетками. Он также изобретает рекуперативное торможение, которое позже стало важным для электропоездов и лифтов. Двигатель с постоянной скоростью может сохранять ту же скорость при разном весе.

В 87 и 88 годах он также изобрел электрическую тележку , которая была представлена ​​в Ричмонде, Вирджиния

.

1887

Патент Теслы 1888 года

Никола Тесла вместе с Альфредом С. Брауном формирует Tesla Electric Company и разрабатывает асинхронный двигатель, работающий на переменном токе , а не на постоянном.В этом двигателе использовался многофазный ток для создания вращающегося магнитного поля, которое вращало двигатель, идея, над которой он работал с 1882 года. Этот самозапускающийся двигатель не нуждался в коммутаторе, что делало его более безопасным и требовало меньше поддержание.

Работа Теслы над электричеством сыграла важную роль во многих изобретениях, и его часть истории электромоторов часто преуменьшается.

В том же 1887 году Фридрих Август Хазельвандер придумал идею использования трехфазной системы переменного напряжения и тока , создав первый трехфазный синхронный генератор с явными полюсами.К сожалению, его патентная заявка отклоняется.

1889–1891

Майкл Доливо-Добровольский проектирует трехфазный асинхронный двигатель с клеткой , устройство, которое используется до сих пор, а позже изобретает трехфазные асинхронные двигатели с контактным кольцом , имеющие пусковые резисторы. В 1891 году он успешно передал электроэнергию на 176 км с КПД 75%, что было очень впечатляющим достижением для того времени.

Замечание о магнетизме

Многие материалы в определенной степени подвержены воздействию магнитных полей.Обычно мы видим его в виде «постоянных магнитов», которые всегда излучают магнитное поле, хотя большинство материалов не обладают постоянным магнетизмом. Некоторые материалы притягиваются к магнитным полям, некоторые отталкиваются, а другие реагируют очень странным образом, и, что еще больше сбивает с толку, реакция может меняться в зависимости от температуры материала!

Самый простой способ увидеть, как работает магнетизм, — это посмотреть на Землю. Ядро нашей планеты заполнено расплавленным железом, из-за чего магнитное поле распространяется между северным и южным полюсами.Представьте, что между этими полюсами посреди земли проходит гигантская магнитная палочка. Когда вы используете компас, стрелка примерно приближается к северу от полюсов, поэтому вы знаете, какой путь есть! Важно отметить, что северный и южный магнитные полюса не совпадают в точности с географическими полюсами, как показано на этом изображении магнитного поля Земли.

Теперь давайте кратко рассмотрим, как они работают и как используются наиболее распространенные двигатели.

Отправлено: 20 ноября 2014 г.

Об авторе: Том Битсон

Том Битсон — управляющий директор Beatson Fan and Motors, бизнеса, который успешно передавался моей семьей на протяжении четырех поколений. Том поставил перед собой цель развивать бизнес и обслуживать клиентов Beatson, при этом придерживаясь ценностей, которые были заложены в компании за более чем 90 лет работы: честность, доверие, уважение, проактивность и гордость.С 2017 года он работал представителем Северной Англии в Совете Ассоциации Электротехники и Механики.

.Электродвигатель

— Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическое движение. Динамо-машина или электрический генератор делают обратное: они превращают механическое движение в электрическую энергию. Большинство электродвигателей работают за счет силы магнетизма. Также использовались электростатические двигатели.

Машины, в которых используются электродвигатели, включают: вентиляторы, стиральные машины, холодильники, насосы и пылесосы.

Давайте начнем с рассмотрения общего плана простого двухполюсного электродвигателя постоянного тока. Простой мотор состоит из шести частей:
• Якорь или ротор
• Коммутатор
• Кисти
• ось
• Полевой магнит
• Источник питания постоянного тока
Электродвигатель — это все о магнитах и ​​магнетизме: двигатель использует магниты для создания движения. Если вы когда-либо играли с магнитами, вы знаете основной закон всех магнитов: противоположности притягиваются, а любит отталкиваться. Таким образом, если у вас есть два стержневых магнита, концы которых обозначены «север» и «юг», то северный конец одного магнита будет притягивать южный конец другого.С другой стороны, северный конец одного магнита будет отталкивать северный конец другого (и аналогично юг будет отталкивать юг). Внутри электродвигателя эти силы притяжения и отталкивания создают вращательное движение. ^[1]

Чтобы понять, как работают электродвигатели, важно понять, как работают электромагниты. Электромагнит — основа электродвигателя.

Электродвигатели классифицируются по двум категориям: DC (постоянный ток) и AC (переменный ток).В этих категориях существует множество типов, каждый из которых предлагает уникальные возможности, которые подходят им для наилучшего применения.

В 1821 году Майкл Фарадей создал первый электродвигатель. Он работал с помощью силы магнетизма.

Он создал простой электромагнит, взяв гвоздь и проволоку, намотав около 100 петель проволоки вокруг гвоздя и соединив их с батареей. При этом у него был простой электромагнит с северным и южным полюсами. В середине гвоздя он проделал отверстие и вставил в него веретено, чтобы гвоздь мог вращаться.Затем он взял магнит в форме подковы и поместил проволочный гвоздь в середину.

Он подключил провод северного полюса к отрицательному полюсу батареи, а провод южного полюса к положительному полюсу. Основной закон магнетизма сказал ему, что произойдет: северный конец электромагнита будет отталкивать северный конец подковообразного магнита и притягивать южный полюс. То же самое произошло с другой стороной ногтя, в результате чего гвоздь повернулся.

Фарадей не был доволен результатом электромотора, потому что мотор вращался только один раз.Он поменял полярность аккума и проволочный гвоздь снова повернулся только один раз. Если бы он менял полярность каждый раз, когда северный полюс гвоздя, намотанного проволокой, находился напротив южного полюса подковообразного магнита, то он бы получил желаемый результат. Обернутый проволокой гвоздь будет вращаться и вращаться вокруг шпинделя (пока батарея не разряжена).

.

Что такое электродвигатель? Определение и типы

Определение : Электродвигатель — это электромеханическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую. Другими словами, устройство, создающее вращающую силу, называется двигателем. Принцип работы электродвигателя в основном зависит от взаимодействия магнитного и электрического поля. Электродвигатели в основном подразделяются на два типа. Это двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока. Двигатель переменного тока принимает переменный ток в качестве входа, тогда как двигатель постоянного тока принимает постоянный ток.

Типы электродвигателей

Классификация электродвигателя показана на рисунке ниже.

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию. Он подразделяется на три типа; это асинхронный двигатель, синхронный двигатель, линейный двигатель. Подробное описание двигателя приведено ниже.

1. Асинхронный двигатель

Машина, которая никогда не работает с синхронной скоростью, называется асинхронным или асинхронным двигателем.Этот двигатель использует явление электромагнитной индукции для преобразования электроэнергии в механическую. По конструкции ротора различают два типа асинхронных двигателей. А именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и асинхронный двигатель с фазной обмоткой.

• Ротор с короткозамкнутым ротором — Двигатель, который состоит из ротора с короткозамкнутым ротором, известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Ротор с короткозамкнутым ротором снижает гудение и магнитную блокировку ротора.
• Ротор с фазовой обмоткой — Этот ротор также известен как ротор с контактным кольцом, а двигатель, использующий этот тип ротора, известен как ротор с фазовой обмоткой.

По фазам асинхронный двигатель подразделяется на два типа. Это однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель.

• Однофазный асинхронный двигатель — Машина, которая преобразует электрическую мощность однофазного переменного тока в механическую с помощью явления электромагнитной индукции, известна как однофазный асинхронный двигатель.

Трехфазный асинхронный двигатель

• T — Двигатель, который преобразует трехфазную электрическую мощность переменного тока в механическую энергию, такой тип двигателя известен как трехфазный асинхронный двигатель.

2. Линейный двигатель

Двигатель, который создает линейную силу вместо силы вращения, известен как линейный двигатель. Этот двигатель имеет развернутые ротор и статор. Такой тип двигателя используется в раздвижных дверях и в приводах.

3. Синхронный двигатель

Машина, которая преобразует переменный ток в механическую энергию с заданной частотой, известна как синхронный двигатель.В синхронном двигателе скорость двигателя синхронизирована с частотой питающего тока.

Синхронная скорость измеряется относительно вращения магнитного поля и зависит от частоты и полюсов двигателя. Синхронный двигатель подразделяется на два типа: реактивный и гистерезисный.

• Реактивный двигатель — Двигатель, процесс запуска которого аналогичен асинхронному двигателю и который работает как синхронный двигатель, известен как реактивный двигатель.
• Двигатель с гистерезисом — Двигатель с гистерезисом представляет собой тип синхронного двигателя, который имеет равномерный воздушный зазор и не имеет системы возбуждения постоянным током. Крутящий момент в двигателе создается гистерезисом и вихревым током двигателя.

Двигатель постоянного тока

Машина, преобразующая электрическую мощность постоянного тока в механическую, известна как двигатель постоянного тока. Его работа зависит от основного принципа: когда проводник с током помещается в магнитное поле, на него действует сила и возникает крутящий момент.Двигатели постоянного тока подразделяются на два типа: двигатели с самовозбуждением и двигатели с независимым возбуждением.

1. Двигатель с автономным возбуждением

Двигатель, в котором обмотка постоянного тока возбуждается отдельным источником постоянного тока, известен как двигатель постоянного тока с отдельным возбуждением. С помощью отдельного источника обмотка якоря двигателя возбуждается и создает магнитный поток.

2. Двигатель с самовозбуждением

По подключению обмотки возбуждения электродвигатели постоянного тока с самовозбуждением подразделяются на три типа.Это последовательные, параллельные и комбинированные двигатели постоянного тока.

• Шунтирующий двигатель — Двигатель, в котором обмотка возбуждения размещена параллельно якорю, такой тип двигателя известен как параллельный двигатель.
• Двигатель серии — В этом двигателе обмотка возбуждения подключена последовательно с якорем двигателя.
• Двигатель с комбинированной обмоткой — Двигатель постоянного тока, который имеет как параллельное, так и последовательное соединение обмотки возбуждения, известен как комбинированный ротор.Электродвигатели с комбинированной обмоткой также подразделяются на электродвигатели с коротким и длинным шунтом.
  • Короткий шунтирующий двигатель — Если шунтирующая обмотка возбуждения параллельна только якорю двигателя, а не последовательному полю, то это известно как короткое шунтирующее соединение двигателя.
  • Длинный шунтирующий двигатель — Если шунтирующая обмотка возбуждения параллельна как якорю, так и последовательной обмотке возбуждения, то двигатель называется длинным шунтирующим двигателем.

Помимо вышеупомянутых двигателей, существуют различные другие типы специальных машин, которые имеют дополнительные функции, такие как шаговый двигатель, серводвигатель переменного и постоянного тока и т. Д.

.

Электромобиль — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электромобиль, заряжающий свою батарею

Электромобиль — это транспортное средство, которое использует электричество для передвижения. Его колеса приводятся в движение электродвигателями.

Электромобили были одними из первых видов транспортных средств, в которых не использовалась ни лошадь, ни человеческая сила. Электропоезда и автомобили были построены в 1830-х годах, а в начале 1900-х годов электромобилей было больше, чем автомобилей с бензиновым двигателем. Но автомобили, работающие на бензине или дизельном топливе, стали наиболее распространенным видом автомобилей на протяжении большей части последних 100 лет.

Электромобили уже давно используются в некоторых особых случаях, таких как вилочные погрузчики, используемые внутри здания, тележки для гольфа, троллейбусы или некоторые транспортные средства, используемые в самолетах в аэропорту. В начале 21 века люди снова используют больше электрических и гибридных транспортных средств, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды и использовать меньше бензина.

Сельский перевозчик в автомобиле у почтовых ящиков, около 1910 г.

Неизвестно, кто был первым изобретателем, но Аньош Йедлик из Венгрии построил небольшую модель работающего электромобиля в 1828 году.В 1830-х годах Роберт Андерсон из Шотландии, профессор Стрейтинг из Голландии и Томас Дэвенпорт, кузнец из Вермонта, создавали электромобили. ^[1] Давенпорт считается изобретателем электродвигателя постоянного тока. В 1865 году Гастон Планте из Франции сделал батарею получше. В 1886 году изобретатель Фрэнк Спраг из Коннектикута внес важные изменения в электродвигатель. ^[2]

Великобритания и Франция были первыми лидерами в создании более совершенных электромобилей. Интерес к электромобилю в США вырос после 1891 года, когда А.Л. Райкер построил трехколесный электромобиль, а Уильям Моррисон построил фургон с шестью пассажирами.

1899 и 1900 годы были лучшими годами для электромобилей в Америке, поскольку они превосходили по продажам все другие типы автомобилей (паровые, бензиновые и дизельные). Одним из примеров был Phaeton 1902 года, построенный компанией Woods Motor Vehicle Company в Чикаго, который имел запас хода 18 миль, максимальную скорость 14 миль в час и стоил 2000 долларов. ^[1] (В то время между городами было мало хороших дорог, поэтому большая часть езды приходилась на короткие расстояния).Электромобили могли ездить так же далеко, как и паровые, и на запуск не требовалось 30-40 минут. Бензиновые двигатели были вонючими и шумными.

General Motors EV-1 (Электромобиль — 1)

Но затем двигатель внутреннего сгорания (который работал на бензине и дизельном топливе) был значительно улучшен, и автомобили, которые использовали эти двигатели, могли ехать намного дальше и быстрее, чем другие автомобили.

Некоторые люди делали электромобили в своих гаражах, вынимая двигатель и вставляя электродвигатель и батареи, но долгое время ни одна крупная автомобильная компания не производила электромобили.Только в конце 1990-х крупные автомобильные компании снова начали производить электромобили. Самым известным был GM EV-1. Сейчас интерес к автомобилям на альтернативном топливе растет.

Чистые электромобили [изменить | изменить источник]

Эти типы автомобилей не имеют двигателя внутреннего сгорания, но полностью приводятся в движение с помощью электродвигателей, которые получают свою мощность не только от двигателя, но и по-другому.

• Топливный элемент вырабатывает электричество из водорода.Водород очень распространен, но его трудно хранить. Его можно делать из воды, но обычно из природного газа. Эти автомобили очень редки, потому что не так много мест, где можно заправиться водородом, и поэтому их мало. Одной из немногих компаний, производящих автомобили на топливных элементах, является Toyota, у которой есть Mirai.
• Солнечный элемент накапливает энергию солнца в виде электричества, необходимого для движения автомобиля. Но солнечного света, падающего на автомобиль на солнечных батареях, недостаточно, чтобы заставить полноразмерный автомобиль двигаться очень быстро, и он не может работать ночью, если он где-то не хранит энергию.Каждый год проводится конкурс, чтобы узнать, кто сможет сделать автомобиль, который будет работать дольше всего только на солнечной энергии.
• Аккумуляторно-электромобиль (BEV) хранит электроэнергию в большой батарее внутри автомобиля. Батареи получают энергию от источника питания вне автомобиля, обычно от электрической розетки, как в доме. На сегодняшний день это самый распространенный вид электромобилей. Многие правительства по всему миру поощряют общественные места устанавливать зарядные станции с розетками, способными заряжать большинство типов автомобилей с розеткой.Компании, которые производят BEV, включают Nissan, у которой есть Leaf, и Mitsubishi Motors, которая делает i-miEV. Американская компания Tesla известна производством электромобилей, которые заряжаются очень быстро, таких как Roadster (спортивный автомобиль) и, совсем недавно, модель S.

Гибридные автомобили [изменить | изменить источник]

Гибрид — это сочетание двух вещей. В данном случае это электродвигатель и другой тип мощности, например двигатель. Из-за этого гибридные автомобили не являются настоящими электромобилями.

• Гибридный электромобиль (HEV) имеет как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель, приводящий в движение колеса. Обычно электродвигатель используется при движении на малых скоростях, а мощность двигателя внутреннего сгорания используется, когда автомобиль движется быстрее. Двигатель получает энергию от бензина, дизельного топлива или любого другого вида топлива и может вырабатывать электроэнергию, которая накапливается в батареях, чтобы позже использоваться с электродвигателем. Батарея намного меньше, чем у чисто электрического транспортного средства, и хотя транспортное средство может двигаться без запуска газового двигателя, оно не может уйти очень далеко, пока батарея не разрядится и газовый двигатель не придется запускать.Toyota Prius — самый продаваемый HEV всех времен, но многие другие компании по всему миру, такие как Honda (с Clarity), BMW (с i3) и Ford (с Focus), также производят гибридные автомобили, некоторые из которых , такие как Honda Civic и Toyota Camry, выпускаются как в газовой, так и в гибридной версиях. Гибридная версия обычно дороже, потому что в ней больше деталей. ^[3]
• Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV) похож на обычный гибридный электромобиль тем, что он имеет как двигатель внутреннего сгорания, так и электродвигатель.Разница в том, что у PHEV есть батарея большего размера, которую можно заряжать с помощью вилки от розетки, как у электромобиля. Это позволяет автомобилю двигаться дальше только на электроэнергии, чем на HEV, прежде чем потребуется использовать газовый двигатель. Тем не менее, батарея все еще довольно мала, а это означает, что PHEV чаще всего не дойдет до BEV только на электроэнергии. Chevrolet Volt от General Motors и Sonata от Hyundai — всего лишь два примера подключаемых гибридов, и Toyota также производит подключаемую версию своего Prius, как и Honda с его Clarity. ^[4]
• Человек-электромобиль с гибридным двигателем (HEHV) в простейшей форме представляет собой аккумулятор и двигатель, установленные на велосипеде. Twike — это крытая машина, в которой могут разместиться два человека. Его можно крутить педали, работать от аккумулятора или и то, и другое.

Другие автомобили [изменить | изменить источник]

Есть много других типов электромобилей. Троллейбус (также называемый безрельсовым троллейбусом) питается от воздушных линий электропередачи. Многие поезда используют систему электрификации железных дорог для подачи энергии.Некоторые высокоскоростные железнодорожные линии используют на рельсах приводные магниты для перемещения поезда в системе, называемой «mag-lev» (магнитная левитация). Есть электрические велосипеды, мотоциклы и несколько трехколесных мотоциклов, таких как Corbin Motors Sparrow, который также был замечен в фильме Остина Пауэрса «Голдмембер».

Большинство грузовых поездов дизель-электрические. Локомотив оснащен дизельным двигателем, вырабатывающим электричество, и электродвигателем, приводящим в движение колеса. ^[5] Однако в последние годы появились автобусы и поезда, которые хранят свою энергию в батареях или используют какой-либо другой источник, например топливные элементы.Для таких транспортных средств провода не нужны.

Преимущества: В этих автомобилях используется электродвигатель, поэтому они очень тихие, без запаха и загрязнения выхлопными газами. Их можно использовать даже в помещении. Масло для бензина и дизельного топлива — ресурс ограниченный, он не вечен и дорожает. Если электричество для аккумуляторно-электрического транспортного средства поступает из возобновляемых источников энергии, таких как ветряная мельница, солнечные элементы, геотермальная или гидроэлектростанция, то оно не будет производить столько газов, вызывающих глобальное потепление.

Недостатки: Аккумуляторы не накапливают много энергии, они большие и тяжелые, поэтому автомобили обычно не могут уехать очень далеко. Зарядка аккумулятора занимает много времени, иногда много часов. Хорошие батареи могут стоить очень дорого, и все батареи нужно будет заменить через некоторое время. Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается из угля или природного газа, поэтому электромобиль, работающий на электричестве одной из этих станций, по-прежнему будет добавлять газы, вызывающие глобальное потепление. ^[6]

.