Het hart van het elektrische voertuig: Wat is een tractiemotor?

Het geheim achter elk elektrisch voertuig (EV), van een hogesnelheidstrein tot je gezinswagen, is de elektrische tractiemotor. Dit artikel legt uit wat een tractiemotor is, hoe hij werkt en waarom hij zo belangrijk is. Je leert over de verschillende motortypen en ziet waarom deze verbazingwekkende machine onze manier van reizen verandert. Dit is de moeite van het lezen waard omdat inzicht in de tractiemotor je helpt de toekomst van transport te begrijpen.

Wat is een tractiemotor precies?

Mensen zien een elektrisch voertuig en vragen zich af wat het doet bewegen. Het eenvoudige antwoord is een tractiemotor. Een tractiemotor is een elektrische motor die wordt gebruikt om het voertuig voort te bewegen. Zie het als de motor van een elektrische auto of trein. Zijn enige taak is het draaien van de wielen. Deze speciale elektromotor is ontworpen om draaikracht te creëren, wat we koppel noemen.

De motor is een elektromotor die elektrische energie omzet in beweging. Hij zet elektrische energie om in mechanische energie. Deze energie wordt dan naar de wielen gestuurd, meestal via een as. Dus wanneer je in een EV op het pedaal trapt, zeg je tegen de tractiemotor dat hij moet beginnen draaien. Deze motoren worden gebruikt om het voertuig vooruit of achteruit te laten rijden. Het is het hart van elke machine die elektrische tractie gebruikt.

Hoe werkt een elektrische basis-tractiemotor?

Om een tractiemotor te begrijpen, moeten we even binnenin kijken. Stel je voor dat hij uit twee hoofdonderdelen bestaat. Er is een stilstaand deel aan de buitenkant dat de stator wordt genoemd. In de stator bevindt zich een ronddraaiend deel dat de rotor wordt genoemd. De stator heeft spoelen van draad die een wikkeling worden genoemd. Wanneer er een elektrische stroom door deze wikkeling wordt gestuurd, wordt er een magnetisch veld gecreëerd.

Dit magnetische veld zorgt ervoor dat de rotor wil draaien om op één lijn te komen. Om de rotor te laten draaien, creëert het systeem een roterend magnetisch veld. Dit constant ronddraaien van de rotor creëert het koppel dat nodig is om het voertuig te laten bewegen. Het hele proces draait om het omzetten van elektrische energie in mechanische beweging. Dit basisidee van een stator en rotor wordt gebruikt in bijna elke tractiemotor, van een eenvoudige tot een zeer geavanceerde. De motor werkt soepel en stil.

Waar worden tractiemotoren naast gebruikt in een EV?

Tractiemotoren worden in veel grote machines gebruikt. De grootste gebruiker is de spoorwegindustrie. Elke moderne locomotief en alle elektrische treinen maken gebruik van een krachtige tractiemotor om zware lasten te trekken. In feite maakt het spoorwegvervoer al meer dan honderd jaar gebruik van deze technologie.

Je vindt ze ook in trams, trolleys en zelfs in enorme mijnbouwtrucks. Dit zijn geen kleine industriële motoren die je in een fabriek ziet. Een tractiemotor is gebouwd voor zwaar werk. Hij moet tegen een stootje kunnen, vuil en allerlei weersomstandigheden. De tractiemotor in een locomotief is een goed voorbeeld van een machine die gebouwd is voor kracht en een lange levensduur. De volgende keer dat je een trein ziet, denk er dan aan dat er een sterke tractiemotor is die al het werk doet.

Zijn alle tractiemotoren in EV's hetzelfde?

Dit is een goede vraag. Nee, niet alle tractiemotoren in EV's zijn hetzelfde. Net zoals gasmotoren verschillend zijn, zijn er vele soorten tractiemotoren. Het motorontwerp hangt af van het type elektrisch voertuig. Een kleine EV voor in de stad zal een andere motor hebben dan een grote elektrische vrachtwagen of een sportwagen. Het vermogen van de tractiemotor zal heel verschillend zijn.

Ingenieurs kiezen een tractiemotor op basis van veel factoren. Ze kijken naar kosten, grootte, gewicht en hoge efficiëntie. Goede motorprestaties zijn essentieel. Sommige autofabrikanten kiezen voor een inductiemotor, terwijl anderen een motor met permanente magneet gebruiken. Het doel is altijd om de beste prestaties te krijgen voor die specifieke EV. De classificatie van het tractiesysteem wordt afgestemd op de behoeften van het voertuig. Daarom is er zoveel nieuw onderzoek naar de ev-tractiemotor.

Wat zijn de belangrijkste motortypen voor elektrische tractie?

Laten we het eens hebben over de belangrijkste motortypen. Lange tijd was de gelijkstroommotor heel gewoon. De oude geborstelde gelijkstroommotoren waren eenvoudig, maar hadden veel zorg nodig. Tegenwoordig gebruiken de meeste voertuigen een wisselstroommotor. De twee populairste soorten zijn de inductiemotor en de synchrone motor. De inductiemotor, ook wel asynchrone motor genoemd, is sterk en betrouwbaar.

Het andere populaire type is de permanente magneet synchrone motor, of PMSM. Deze motoren gebruiken sterke magneten en staan bekend om hun hoge efficiëntie. Er zijn ook andere types, zoals reluctantiemotoren. Een geschakelde reluctantiemotor is erg sterk, maar kan lawaaierig zijn. Als je naar moderne elektrische auto's kijkt, zie je vaak een inductiemotor of een tractiemotor van het PMSM-type. Deze motoren en synchrone ontwerpen zijn toonaangevend.

Waarom is koppel zo belangrijk voor een tractiemotor?

Koppel is het belangrijkste voor een tractiemotor. Koppel is de draaiende kracht die de wielen doet draaien. Als je voor een stoplicht staat en het wordt groen, dan wil je dat je auto meteen gaat rijden. Dat onmiddellijke "sta op en ga" gevoel komt van een hoog koppel bij lage snelheid. Een tractiemotor is hier geweldig in. Hij kan zijn volledige koppel genereren vanuit stilstand.

Een gasmotor moet hoogtoerig zijn om het beste vermogen te leveren, maar een tractiemotor niet. Daarom voelen elektrische auto's zo snel aan. De tractiemotor moet veel koppel kunnen produceren om een zwaar voertuig in beweging te krijgen. Deze kracht wordt via de as naar de wielen gestuurd. Of het nu gaat om een kleine auto of een gigantische locomotief, het vermogen om een sterk koppel te leveren is wat de tractiemotor zo speciaal maakt. De motor moet deze hoge belastingen aankunnen. Een locomotief heeft een enorm koppel nodig om een lange trein vanuit stilstand te kunnen trekken.

Hoe gebruikt een hogesnelheidstrein een tractiemotor?

Een hogesnelheidstrein is een verbazingwekkend stukje techniek. Om zulke hoge snelheden te bereiken, is een heel speciaal tractiemotorsysteem nodig. Deze treinen rijden op wisselstroom van bovenleidingen. Deze hoogspanning gaat door een tractieomvormer op de locomotief om het juiste vermogen voor de motoren te krijgen. De motoren worden gebruikt om elke as of set assen aan te drijven.

Het besturingssysteem voor een hogesnelheidstrein is zeer geavanceerd. Het moet het vermogen dat naar elke tractiemotor gaat perfect beheren. Dit zorgt voor een soepele rit en een veilige werking. De rails en het aandrijfsysteem zijn allemaal ontworpen om samen te werken. De tractiemotor in een moderne locomotief is een prachtig voorbeeld van hoogvermogentechnologie. Dit is een belangrijk onderdeel van moderne elektrische tractiesystemen.

Wat is het verschil tussen AC- en DC-tractiemotoren?

Het grote verschil is hoe ze worden gebouwd en aangestuurd. Een gelijkstroommotor was de eerste keuze voor elektrische tractie. Een eenvoudige geborstelde gelijkstroommotor gebruikt borstels om vermogen naar het draaiende deel, het anker, te sturen. Deze borstels slijten en moeten worden vervangen. Moderne systemen gebruiken wisselstroommotoren, zoals de AC-inductiemotor. Deze motoren hebben geen borstels, gaan dus langer mee en hoeven minder vaak te worden vervangen.

Met een AC-tractiesysteem kan de snelheid van de motor zeer nauwkeurig worden geregeld. De motor wordt bestuurd door de frequentie van de wisselstroom die ernaartoe wordt gestuurd te veranderen. Dit wordt gedaan door geavanceerde elektronica, motorcontrollers genaamd. Hoewel een gelijkstroommotor eenvoudiger van ontwerp is, biedt een AC-tractiemotor betere prestaties en betrouwbaarheid. Het inductieprincipe in een AC-inductiemotor maakt hem zeer robuust.

Waarin verschillen hybride elektrische voertuigen van elkaar?

Een standaard elektrisch voertuig heeft alleen een tractiemotor. Maar hybride elektrische voertuigen hebben zowel een gasmotor als een elektromotor. In een hybride helpt de tractiemotor de gasmotor. Dit bespaart brandstof, vooral in de stad. Het EV-gedeelte van de auto kan rijden met lage snelheden aan en de gasmotor springt bij voor meer vermogen of hogere snelheden.

Sommige hybrides hebben een inductiemotor, terwijl andere verschillende types gebruiken. Tractiemotoren zorgen voor het onmiddellijke koppel waardoor hybrides snel uit stilstand komen. Deze motoren werken ook als generatoren. Als je remt, helpt de tractiemotor de auto af te remmen en gebruikt die energie om de accu op te laden. Vaak zijn er twee motoren, de ene werkt als generator en de andere als hoofdaandrijfmotor. Dit maakt het hele elektrische voertuigsysteem efficiënter.

Wat heeft de toekomst in petto voor de tractiemotor?

Ik denk dat de toekomst van de tractiemotor heel rooskleurig is. Nieuwe motortechnologieën maken ze nog beter. De grootste trend is de verschuiving naar motoren met een nog hoger rendement. De permanente magneet synchrone motor, of PMSM, is een geweldig voorbeeld. Deze motoren gebruiken een permanente magneet van zeldzame aardmetalen om een sterk magnetisch veld te creëren. Dit maakt de PMSM zeer efficiënt en krachtig voor zijn grootte.

Ingenieurs werken ook aan nieuwe ontwerpen die geen zeldzame aardmagneten nodig hebben. Het doel is om de tractiemotor goedkoper en beter voor de planeet te maken. We zullen ook betere besturingsmogelijkheden zien. Dit betekent dat het besturingssysteem de elektrische energie nog slimmer zal beheren. Nu de wereld evolueert naar een toekomst met elektrische voertuigen, wordt de tractiemotor belangrijker dan ooit. De efficiëntie van tractiemotoren zal blijven verbeteren.

Dingen om te onthouden

• A tractiemotor is een speciale elektromotor Wordt gebruikt om een voertuig te verplaatsen door de wielen te laten draaien.
• Het werkt met een stationair deel (stator) en een draaiend deel (rotor) om een magnetisch veld en koppel.
• Tractiemotoren zijn ontworpen voor zware klussen en worden gebruikt in van alles en nog wat, van een EV naar een reus locomotief op de spoor.
• De belangrijkste soorten zijn AC motoren, zoals de inductiemotor en de synchrone motor met permanente magneet (PMSM).
• Koppelof draaikracht, is erg belangrijk. A tractiemotor kan direct koppelwaardoor elektrische voertuigen snel aanvoelen.
• Toekomstige motoren zullen nog efficiënter en krachtiger zijn en gemaakt zijn van duurzamere materialen.