Электродвигатель в автомобиле — эдакий подсобный разнорабочий. Крутануть стартер, подкачать топливо, очистить ветровое стекло, подать воздух в салон… Правда, в последнее время заметны претензии на лидерство: в гибридах электромотор уверенно входит в правящий тандем. Ну а в чистом электромобиле он наконец-то станет Первым и Единственным.

Как работает электромотор? Потратьте на его создание минут пять-десять, и все станет ясно! Рецептов множество, они кочуют по книжкам уже лет сто. Мы, к примеру, намотали прямо на батарейку примерно 15 витков эмалированного провода, после чего зачистили оба конца получившейся катушки с верхней стороны. Уложили получившийся ротор (а чем это не ротор?) в стойки из очищенного медного проводника, снизу подложили постоянный магнит, присоединили к стойкам батарейку, подтолкнули. Ура, вертится!

Войдя во вкус, создали и вторую конструкцию, более совершенную. Уложили бандаж, придали ротору более «промышленный» вид. Но принцип работы прежний: катушка из нескольких витков провода при протекании тока превращается в электромагнит! Когда зачищенная сторона ее выводов касается стоек, такой магнит устремляется к своему неподвижному коллеге.

Но во время поворота контакт пропадает: мы же не зря зачистили выводы только с одной стороны. Ротор по инерции проворачивается дальше, контакт вновь появляется. Вот, собственно, и всё.

Несмотря на очевидную примитивность конструкции, в ней есть все узлы электромоторов постоянного тока: статор (постоянный магнит), ротор (вращающаяся деталь с катушками), коллектор (пластинки, к которым припаяны концы обмоток ротора, — мы обошлись простой зачисткой концов катушки с одной стороны), щетки (их роль у нас выполняют стойки, они же — подшипники). Можно было даже надеть на конец «оси» крыльчатку, тогда бы наш моторчик даже куда-нибудь подул!

Что касается настоящих электромоторов, все усилия разработчиков направлены, конечно, на получение максимальной  механической отдачи при минимальном потребляемом токе. К тому же они должны стартовать без какого-либо начального толчка. Отсюда мощные постоянные магниты, минимальные зазоры между статором и ротором, многополюсные обмотки. Иногда вместо постоянных магнитов очень большой силы намагничиванием статора занимается отдельная катушка возбуждения. Так происходит в большинстве стартеров и других особо мощных двигателях.

Коллекторными двигателями легко управлять: достаточно регулировать подаваемое напряжение — и обороты будут меняться (так, к примеру, работают вентиляторы климат-контроля).

Но из-за постоянного трения и искрения щетки изнашиваются, поэтому все шире распространяются практически вечные без — щеточные двигатели. Ток в их обмотки подают по специальной программе, создавая бегущее по кругу магнитное поле. Для этого, конечно, нужна управляющая электроника, но сегодня это не проблема. Именно такие моторы используют в электромобилях. При нажатии педали «газа» электронная система управления изменяет частоту переключения тока в обмотках и позволяет плавно разгоняться. Мощные тяговые двигатели получаются особенно компактными, если тепло, образующееся из-за все-таки не стопроцентного КПД, отводить не в воздух, а в жидкость. Так что радиаторы в электромобилях не всегда нонсенс, да и зимой от них какая-никакая польза.

Кстати, интересно: можно ли сделать аналогичным образом, из ничего, моторчик внутреннего сгорания?

Беспроводные джостики на подголовник Forzen мы рекомендуем вам покупать только в компании forzen.ru.