Электромобиль своими руками

Конец XIX и начало XX веков - первые самодвижущиеся экипажи с паровыми двигателями внутреннего сгорания и (ну, ну же) электрическими! Кстати, первыми рубеж скорости в 100км/ч преодолел именно электромобиль. Однако, тогда автомоили развивались быстрее и к началу 30-х годов электромобили были забыты.

Посмотрим в день сегодняшний. С 1988 года фирма Тойота выпускает авто-электромобиль (модель Приус). Суть такова: Вы садитесь машину, поворачиваете ключ, переводите рычаг управления в положение "Drive" и сразу (!) начинаете движение. На чем вы едете - вы не знаете. Обычно небольшие поездки происходят на электротяге. Когда машина "понимает", что аккумуляторы сели, она сама заводит бензиновый двигатель и заряжает АКБ. Предусмотрен и аварийный случай - если аккумуляторы сели, бензина нет - вы дергаете красную ручку в багажнике и (о, чудо!) аккумуляторы заряжены, можно ехать.

Подобную ситуацию мне описали в НАМИ, где уже 4 года такой гибридный мобиль изучают. Попадалась данная модель и на вторичном рынке авто (ориентировочно 8,5 тыс $ за 98 ? 99г.в.). Подобные разработки есть у GM , да и Европа имеет массу мелких (1-2-х местных) электро- гибридо- мобилей, используемых в зеленых зонах или, просто, на полях для гольфа.

Вернемся все же к доминирующей черте личности автора сайта - желание съэкономить.

Платить 8,5 тыс $за праворукое японское чудо - рука не поднимается, да и кошелек не позволяет, а сколько времени, сил и денег обойдется собрать самостоятельно ТС на электротяге в самом простом варианте:

Смета: 1.Кузов (на мостах, пластиковый, самодельный, с документами) - 1000 $. - обратите внимание на вес конструкции. Моя без двигателя и АКБ весит 350кг. Это важно. - Самодельный пластиковый автомобиль не такая большая редкость, как может показаться в начале. Совсем недавно - в начале августа в газете "Из рук в руки" в разделе "другие", продавался. Кто ищет, тот всегда найдет! (В конце концов - склеит).

2.Салон. Два передних сидения от автомобиля Порше-924, подушка заднего сидения от Тойоты Супра, 4м2 ковролина из магазина и все это пропущено через мастерскую по пошиву чехлов (все сидения б.у.) - 400 $. - Ваша фантазия может быть безгранична: в стране масса ценных пород дерева, прекрасных кож и очень дорогих акустических тканей.

3.Силовой агрегат (б.у.). Двигатель от списанного и почти полностью разоренного болгарского погрузчика (3,6 кВт, 84 В, 1400 об/мин, 24 Н·м) - 200 $. - Предпочел бы использовать двигатель 10 кВт, 120 В - 650 $ - новый, на гарантии. (любая контора, поставляющая запчасти для погрузчиков).

4.АКБ. Семь штук (12 В ? 200 Ач), стартерные, итальянские. В оптовой фирме - 2600 руб/шт, в магазине - 4000 руб/шт. - Не пытайтесь использовать отечественные АКБ - номинальную емкость вы получите только несколько первых раз ( свинец для АКБ должен быть из свежей руды, а не иэ переплавленных старых АКБ, а в нашей стране свинцовых руд нет, во всяком случае для производителей АКБ). - В идеале нужно использовать тяговые АКБ для погрузчиков, но цена выше в 3 раза! Почему для автомобиля АКБ стоит 80 $, а для погрузчика (равной емкости) - 250$, догадайтесь сами (не сложно).

5.Разное. Колеса шириной поменьше (трение качения надо сводить к min) впрочем, на колесе указана его стандартная нагрузочная спосбность, посчитайте, выберете с небольшим запасом. Блок управления двигателем. Варианты: 1)От погрузчика новый, релейный, на 6 скоростей - 400$. 2)Тиристорный с плавным регулированием - 1100$. 3)Огромный реостат - у дедушек на Митинском радиорнке (вы будете единственный, кому он понадобится) - несколько бутылок универсальной валюты.

5)Лично я, при 110% содействии друзей электронщиков, пытаюсь построить электронный блок управления. Получится - расскажу.

Фланец, соедняющий двигатель и трансмиссию (в моем случае - КПП ВАЗ 2101). Изготовил в правильном месте - фирма "Кардан-Баланс" - 70$. Эту штуку лучше делать у профессионалов, знающих автомобильную специфику - подскажут, можно ли обойтись резиновой муфтой или вставить крестовину или еще как…

План-шайба - соединение двигателя и КПП. Мне удалось изготовить ее самостоятельно, но соостность должна быть не хуже 0,2 мм, или устанете менять подшипник первичного вала КПП и подшипники двигателя.

Итого: Приблизительно потрачено 3000$.

300 часов рабочего времени одного средней квалификации инженера. Он же сварщик, он же слесарь, он же электрик. За эти деньги и время я имею: Машина 850 кг весом (4х местная), АКБ 84 В x 200 А·ч, Пробег 200 км. Скорость: 60 - 75 км/ч по прямой, до 90 км/ч кратковременно (для обгона) или под горку. 35 км/ч трогается и разгоняется до этой скорости в гору 12%.

Технико - Экономическое обоснование. Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании - 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.

(200 А x 84 В)/(1000 n ) x С = 25 рублей n - КПД заряда = 60% (0,6) С - стоимость 1 кВт · ч (90 коп)

Итак: 12,5 коп/км. Стоимость АКБ, приведенная к 1 км пути. (2600 руб · 7 шт)/ 160 000 км = 11,4 коп/км. Всего 24 коп/км.

Прообраз ВАЗ 2101 с расходом 8 л/ 100 км, АИ 92 (10 руб/л) 80 руб/100 км = 80 коп/км.

Добавьте сюда регулярную замену масла, фильтров, регулировку карбюратора, зажигания клапанов, кап. ремонт двигателя, наконец … Сколько получилось? 1,2 руб/км и 24 коп/км.

В 5 (пять) раз дешевле, господа! В 5 раз!!!

Вопросы есть?

Один вопрос предвижу: "Куда девать съэкономленные деньги?"

Еще один прогмотический вопрос: что скажет ГАИ?

Ответ: Пока не знаю. Но в НАМИ электромобили есть, они ездили по дорогам. На АЗЛК электромобили также имеются (2 модели). ВАЗы как-то, лет 20 назад, катались по Москве аккумуляторные. УАЗы для военных госпиталей существовали с электромоторами. И даже был авто- (pardon) электропробег. Сейчас есть грузовик ЗИЛ электрический с очень неплохими параметрами. Были они, есть, ездят … Чем, собственно говоря, моя машина хуже?

* * *

Итак, Вы решились на постройку электромобиля. Можем поздравить Вас с таким наинанием.
Но прежде, чем подбирать агрегаты для будующего э-мобиля, необходимо четко определиться с "техническим замыслом" э-мобиля. Этот замысел формируется из следующих пунктов:

-Кузов э-мобиля. Варианты:
- стандартный кузов от легкового автомобиля заводского изготовления. Плюсы: минимальное количество или полное отсутствие переделок в "жестяном" направлении; стандартный вид э-мобиляи соответственно - минимальное внимание сотрудников ГИБДД к Вашему э-мобилю; возможность постройки э-мобиля "одним лицом" за небольшой промежуток времени. Минусы: большая вероятность неудачной компоновки агрегатов внутри; более тяжелый вес.
- самодельный кузов. Плюсы: бескрайнее поле для творчества внешнего вида и компоновки э-мобиля; меньшая масса; возможность применения композитных материалов и нестандартных узлов для улучшения конструкции и ходовых качеств; неординарный вид, отличающийся от основного потока транспортных средств. Минусы: расширенный инструментарий, в большинстве случаев не распространенный в даже в продвинутых домашних мастерских; повышенные трудоемкость и требования к квалификации мастера; повышенное внимание сотрудников ГИБДД к э-мобилю и соотвественно - меньшая вероятность регистрации Вашего э-мобиля с выдачей номерных знаков.

-Силовой агрегат, Состоит из источника электроэнергии с регулятором потребления, электродвигателя и механической трансмиссии.
- источник электроэнергии. Варианты:
-аккумуляторные батареи. Следует учитывать предназначенных для них режим работы, рабочие температуры, ёмкость, стоимость, размеры и вес.
- Суперконденсаторы (ионисторы). Те же самые требования, что и к аккумуляторным батареям.
- Генераторы. Существует несколько видов генераторов электроэнергии. Основным отличием генераторов от других источников является получение электроэнергии способом, включающим механические преобразования энергии. На данный момент существуют бензиновые-дизельные-газовые (топливные) генераторы, тепловые генераторы в совокупности с элементами Пельтье, молекулярные двигатели и много других видов.
- Регулирующие потребление электроэнергии устройства. Под такими можно понимать регуляторы и преобразователи напряжения, регуляторы тока. Основные требуемые характеристики зависят от параметров электродигателя и других потребителей электроэнергии.
- Электродвигатели. Требуемые характеристики для каждого случая крайне индивидуальны. Единственное, что можно посоветовать - выбирать двигатель мощнее, чем необходимо (в пределах разумного: для э-мобиля массой до одной тонны для уверенного разгона с использоанием КПП и движением со скоростью до 100кмч вполне достаточно электродвигателя последовательного возбуждения мощностью в районе 7-8 кВт; для уверенного разгона без КПП - более 12кВт) Для выбора электодвигателя необходимо учитывать: тип электродвигателя, рабочее напряжение, мощность, потребляемый ток, тип возбуждения, номинальные обороты, крутящий момент, вес и размеры.
Существуют следующие виды электродвигателей:
- c параллельным возбуждением.
- с последовательным возбуждением.
- со смешанным возбуждением
- бесщеточные безколлектроные электродвигатели
- асинхронные, в т.ч. с векторным управлением.

- Механическая трансмиссия. В основном Вы можете выбирать между трансмиссией с КПП и трансмиссией без КПП. Наличие КПП, конечно, приводит к неудобствам в управлении э-мобилем и бОльшим механическим потерям, но тем не менее позволяет трогаться и уверенно двигаться в нестандартных условиях (трогание и движение на подъем, в глубоком снегу и грязи) использовать менее мощный электродвигатель. Про увеличение\уменьшение веса намеренно ничего не приводится, т.к. мощный двигатель с редуктором-дифференциалом может весить больше, чем менее мощный с КПП.
Также стоит принять на заметку, что использование мощного электродвигателя без КПП потребует от электродвигателя управлением крутящим моментом, а не оборотами (как это кажется на первый момент). Такое регулирование могут: частично безколлекторные двигатели и в полной мере - асинхронные с векторным управлением. Использование других типов электродвигателей без КПП можно посоветовать при очень легком э-мобиле.

***

"12 заповедей автомобилиста-самодельщика"

Эти 12 заповедей были опубликованы в 80-е годы в журнале "Моделист-Конструктор". Написал их автосамодельщик со стажем, в свое время своей нашумевший конструкцией автомобиля, как тогда говорили "вагонной компоновки" (сейчас они превратились в "минивэны") "Минимакс" - П.С. Зак.
Некоторые из советов относятся исключительно к постройке автомобиля "с нуля", некоторые несколько устарели, однако общий смысл этих "Заповедей" как нельзя лучше подходит для "первого взгляда" на строительство и 100%-й самоделки и киткара. Главное на первом этапе - это не внешний вид, мощность двигателя или проходимость, главное - оценить себя, способен ли ТЫ на это...

I. СВЕРХЗАДАЧА - ПРЕЖДЕ ВСЕГО!
Обычно начинают с ближайшей цели: хочу сделать "вот такую" машину! О своей сверхзадаче не задумываются. Но она рано или поздно выявится сама, чаще всего - на полпути, когда уже много сделано... Разобраться в себе поможет классификация "самодельщиков".
Упрощенец Обычно исходит из распространенного заблуждения, что сделать дешевле, чем купить. Чем раньше он осознает, что это действительно заблуждение, тем меньше средств и усилий затратит напрасно. Особая категория упрощенцев - чаще малоквалифицированных, - пытается сделать "настоящий" автомобиль (то есть неотличимый от промышленного); чем раньше они поймут, что ни по пригожести, ни по потребительским качествам машины автозавод не превзойдешь, тем дешевле обойдется им это заблуждение.
Максималист Так можно назвать тех, кто мечтает непременно поразить окружающих. Сделать такое, чтоб ни у кого... Престижную машину! Чтоб или по форме - суперспорт, или по содержанию - компьютерно-комплексно-автоматизированная. В крайнем случае хотя бы с убирающимися фарами, опускающимися стеклами, кондиционером и стереоцветомузыкальным центром!
Индивидуал Это тот, для кого выпускаемые промышленностью машины не подходят, кому нужна машина специального назначения: вездеход или амфибия, самоходная дача, городская мотоколяска или джип-трактор.
Творитель Это тот, кто не может не делать. Громадное удовлетворение получает он от самого процесса творчества. В пределе даже так: сделал, а ездить - ни к чему.

Так кто же ты? Не жалей себя в самоопределении. Это поможет тебе сэкономить свой труд и время.

II. ОЗАДАЧЬСЯ!
Наберись смелости и выплесни на бумагу основные характеристики своей мечты: назначение, вместимость и грузоподъемность, скорость, тип двигателя, компоновку, ходовую часть, габариты и вес. Проставь дату и отложи в недолгий ящик. Через недельку попробуй составить второй вариант. Третий... Седьмой...

При этом "выплескивать" рекомендуется, даже если поначалу нет ощущения, что готов к этому. Еще Д. И. Менделеев утверждал, что лучше любая гипотеза, чем никакая. Вместо ошибочной в конце концов появится другая, более правильная. Со временем проявится и ее ошибочность. Этот процесс бесконечный. Но каждая новая гипотеза, как правило, лучше предыдущей. И тут уж желаем разработчику здравого смысла, чтобы вовремя остановиться, ибо суть не в постоянном поиске, а в результате.

III. HE БЕРИ ТО, БЕЗ ЧЕГО МОЖНО ОБОЙТИСЬ
Что греха таить, чудеса всех увлекают. Но необыкновенными могут стать и такие основополагающие качества, как проходимость, вместимость или маневренность, либо второстепенные - например, автоматическое управление двигателем и коробкой передач, отоплением кузова или, скажем, дорожным просветом.

Не перегружай свой проект обилием "цацок", за ними может исчезнуть и основная концепция твоего автомобиля. Как только ощутишь признаки такой опасности, составь перечень того, что тебе хочется видеть в своем творении. А потом выпиши оттуда то, без чего никак не обойтись. Итогом этой работы должен стать проект транспортного средства, содержащего необходимый комплекс "чудес".

Остальное раздели на две части. Найди в себе силы забыть навсегда большую часть, оставив лишь то, что можно сделать потом, во вторую очередь, после того, как созданный тобой агрегат поедет. Движущаяся машина поставит новые, пока еще неведомые проблемы. Учитывая их, ты составишь в очередности теперь уже более определенный (по степени их важности) перечень доработок.

Вообще говоря, с сиденья завершенной машины все гораздо видней!

IV. ЕЩЕ РАЗ ПОДУМАЙ: ЕСЛИ МОЖЕШЬ НЕ ДЕЛАТЬ - НЕ ДЕЛАЙ!
Прежде чем браться за непосредственную работу над машиной, самое время еще раз прикинуть, стоит ли твое желание той гигантской работы, на которую ты себя обрекаешь. Да еще учти, сколько непредусмотренных огорчений ждет тебя на выбранном пути! А не лучше ли все же приобрести готовый автомобиль? Если тебе просто хочется повозиться с "железом", купи старенький "Москвич" или "Запорожец". Ну а если это не так, то от души желаем тебе успеха и мужества, ибо ты теперь вступаешь в вольное братство самодельщиков.

V. ЧЕРТИ НЕ МНОГО И НЕ МАЛО, А ПО НЕОБХОДИМОСТИ!
Одну крайность среди самодельщиков (прежде всего - инженеров различных специальностей) составляют "чертежники". Они рисуют общие виды, потом - варианты, разрабатывают конструкции чуть ли не всех узлов и деталей. Как правило, за этим - страх браться за ножовку и дрель, молоток и зубило.

Другую крайность (это обычно гуманитарии и шоферы) составляют "тяпальщики". Поставят мосты - передний и задний, положат на них профили-лонжероны и начинают варить поперечины. Потом обнаруживается, что двигатель туда не компонуется... Переделывать по нескольку раз "тяпальщики" не стесняются. Завершив половину работы, оказываются подчас перед неразрешимой проблемой - задуманная машина не получается. Еще хуже, когда приходится уже готовую ходовую часть "одевать" в "парадное верхнее одеяние" - кузов, сработанный не по "фигуре"... Вряд ли такая машина понравится ГАИ.

Приемлема, как обычно, разумная середина. Компоновка в масштабе 1:5, общий вид (в трех проекциях), плазовый чертеж (желательно в натуральную величину) и объемная модель в том же масштабе - вот первый исходный минимум. Причем модель необходима здесь в той же степени, что и чертеж. Ограничиваться лишь общим видом (и компоновкой) неосмотрительно.

При создании узлов все, что можно делать без чертежей, лучше делать по месту, при необходимости вырезая из картона шаблоны. Если без чертежей узлов не обойтись - выполняй их 1:1. Учти, что масштаб 1:2 - самый обманчивый, и привыкай обходиться лишь двумя - 1:5 и 1:1. Правда, общий вид можно рисовать и 1:10, и даже 1:20. Чертежи на детали есть смысл готовить, если только их придется где-то заказывать.

VI. И ДОМАШНЕМУ "АВТОЗАВОДУ" НУЖЕН ДИРЕКТОР!
Прежде всего "производству" необходимо подобрать помещение для работы над машиной: оно должно быть отдельным и... теплым - в холоде тоже не работа. Не жалей денег на инструменты. Главными станками "автозавода" должны стать верстак с большими тисками и электродрель. Неплохим подспорьем будет и электрический абразивный резак. Не бери пример с тех, кто со строительства машины переключается на коллекционирование всевозможных приспособлений, создавая своего рода музей инструмента... Как только обнаружится, что нужный ключ проще купить в магазине, чем найти в своих закромах, это будет означать, что инструментальное хозяйство превзошло "критическую массу", и его пора безжалостно сокращать. Но действующий инструмент держи в готовности: это не работа, когда нужно зубило, а оно тупое, берешь сверло, а оно щербатое.

Основные материалы - как профильные, так и листовые - надо заготовить заранее. Можно, конечно, и по ходу дела позволить себе прервать работу, чтобы раздобыть какой-то специальный материал или крепеж, но все же лучше рабочее время на это не тратить. Надо ценить трудовой ритм, не отвлекаться на "затыкание дыр" из-за организационных неурядиц. Если работаешь не один, а вдвоем-втроем, это еще важнее, ибо подготовка к работе идет чаще индивидуально, а коллективные простои обходятся много дороже.

VII. МОДЕЛИРУЙ! МАКЕТИРУЙ!
Внешний вид машины - великое дело. И по общему виду отработать его не слишком просто. А ведь твой автомобиль будет двигаться рядом со "Спутниками" и "Тавриями", над которыми работали не только конструкторы, но и дизайнеры. И делали при этом десятки моделей, в том числе в натуральную величину! Поэтому совсем неплохо было бы последовать их примеру. Закончив свою модель, посмотри на нее строгим посторонним взглядом. Покажи сведущим людям. Сделай второй вариант, может быть, и третий. Ведь внешний вид, по существу, можно отработать только на этой стадии. Потом, будет поздно.

Затем целесообразно взяться за макет в натуральную величину. В него можно вставлять готовые узлы, которые ты собираешься использовать: ходовую часть (подвески - переднюю и заднюю), двигатель с коробкой передач, рулевое управление, сиденье, переднее стекло и т. п. Кузов воспроизводится в дереве и картоне. Рейки имитируют профили, фанера и картон - облицовку.

Макет необходим для уточнения взаимного расположения узлов, размещения водителя и пассажиров, проверки удобства посадки и высадки через двери, подходов к обслуживанию двигателя и ходовой части. И вообще позволяет зримо ощутить свое будущее творение.

Макетирование служит могучим средством и в создании отдельных узлов. Их предварительно воспроизводят в виде профильных шаблонов, продольного и поперечного. Может хватить и одного, достаточно характерного, для примерки.

VIII. ЧЕТЫРЕ СТОЛПА АВТОКОНСТРУИРОВАНИЯ - КОНСТРУКЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ГОТОВЫЕ УЗЛЫ, МАТЕРИАЛЫ
При создании любого узла можно, конечно, исходить из чисто конструктивных соображений: сделать его функциональным и прочным, минимальной массы и габаритов. И под эту конструкцию подбирать соответствующие технологию и материалы. Однако самодельщику в еще большей степени, чем конструктору автозавода, нужно предусмотреть возможность реализации своей задумки. Ведь он же сам себе отдел снабжения, сам себе технолог, рабочий. Поэтому критерий оптимальности конструкции у самодельщика особый.

Сложные в изготовлении детали не грех заимствовать. Например, пружины или рессоры подвески. А они сразу определят конструкцию всего узла. Можно во главу оптимизации поставить материал, который по какой-либо причине доступен. Например, для рамы машины очень выигрышны прямоугольные трубы.

"Четырехстолповая" устойчивость самодельщика - в гибкости использования того "столпа", который облегчает создание данного узла, перенося центр тяжести своей работы на самую сильную (в решении данной задачи) опору.

IX. ХОТЕТЬ - НЕ ДЕЛО; УМЕТЬ - ЧЕТВЕРТЬ ДЕЛА; МОЧЬ - ПОЛДЕЛА... НО ГЛАВНОЕ - ОБЛАДАТЬ ТАЛАНТОМ "ЗАВЕРШАТЕЛЯ"
Даже самое могучее желание - не сильнее неумелости. Но если слесарных навыков нет? Здесь два пути: попроще - собрать компанию, в которой специалисты дополняли бы друг друга. И потяжелее, но дающий тебе независимость, - обрести квалификацию, что лучше делать тоже под чьим-нибудь руководством или в компании.

Существует еще один фактор, не менее важный. Это - последовательность, характер, воля, заставляющие сделать над собой усилие, когда усталость, физическая и моральная, одолевает тебя. Сколько слабых духом бросили свое дело на полдороге... Но и какое удовлетворение дает преодоление временной слабости! Достигнув цели, ты получишь не только свой прямой результат, но и ощутишь радость победы над собой, и это, может быть, станет самой главной наградой.

X. ПОМНИ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И В РАБОТЕ, И НА ДОРОГЕ
В работе над своим творением придется осуществлять самые различные технологические операции. Некоторые небезопасны. На производстве есть специальная служба техники безопасности, а на домашнем "автозаводе" - только ты сам. Дисковая пила или абразивный резак могут и палец отхватить. Заточный станок - оставить без глаза, тяжелые агрегаты - придавить. А пожароопасность? Все это очень серьезно.

Не менее серьезны и элементы безопасности, необходимые в конструкции самоделки на случай дорожно-транспортного происшествия. Размещение бензобака, защита водителя и пассажиров конструкцией кузова от удара или при переворачивании машины - это вопросы так называемой пассивной безопасности. Но и такие факторы, как обзорность, тормоза, рулевое управление - тоже к безопасности имеют самое непосредственное отношение.

Учитывая жизненную важность этих вопросов, недостаточно держать их в уме. Сформулируй свои слабые места на бумаге. Найди в себе силы вовремя остеречься, если какие-то требования не выполняются, либо даже отказаться от схемы, компоновки или конструктивного решения, не обеспечивающих должной безопасности. В таком деле "авось" может плохо кончиться.

XI. "ЭПОКСИДКУ" УВАЖАЙ ДО ОПАСЕНИЯ...
Не все знают, что производство, где изделия выклеиваются из стеклоткани на эпоксидных смолах, относится к разряду особо вредных, и там обычно ведется специальный надзор за соблюдением техники безопасности: производственные участки оборудуются принудительной вытяжной вентиляцией, и приборы-автоматы с самописцами следят за содержанием в воздухе вредных и ядовитых газов.

Таких условий дома не создашь, да многие даже не подозревают об опасности тяжелых легочных заболеваний, вплоть до рака легких.

В то же время механические свойства некоторых аналогичных материалов - например, полиэфирных смол, не намного уступают коварной "эпоксидке". Вполне пригоден, кстати, и лак для паркета.

Со стеклотканью тоже надо быть осторожным, ибо мельчайшие частицы ее волокон внедряются в кожу рук и в дыхательные пути. Приемлемые заменители - хлопчатобумажные ткани, например, перкаль, брезент или достаточно прочная синтетика.

XII. ХУДЕТЬ НАДО НЕ ТОЛЬКО МОДНИЦАМ!
Уже в принципе самодельный автомобиль тяжелее покупного. Это неминуемо проявляется за счет того, что несущий кузов чересчур сложен для расчета на прочность. В автопромышленности отработка оптимального варианта дилеммы "прочность-легкость" производится экспериментально. Самодельщику это не по силам. Ему приходится либо разделять функции кузова и рамы (что ведет чуть ли не к удвоению массы этого комплекса), либо заведомо перетяжелять корпус. Уже по этой причине самодельный автомобиль будет на 20-30 % тяжелее аналогичного промышленного образца. Однако практика показывает, что если специально не следить за весом каждой детали, то самоделка оказывается в полтора раза (а порой и более!) тяжелее машины заводского изготовления аналогичного класса. А в этом - и повышенный расход горючего, и худшая динамика, и меньшая грузоподъемность, и...

***

Электрическими машинами называют электромеханические преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую или механическая - в электрическую энергию. В зависимости от рода отдаваемого или потребляемого тока электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока, которые могут использоваться в качестве двигателей, генераторов или их комбинации.

По принципам создания вращающего момента электрические машины делятся на синхронные, асинхронные и постоянного тока.

В синхронных машинах частота вращения вала синхронизирована с частотой вращения электромагнитного поля, создающего вращающий момент. В синхронной машине поле возбуждения создается обмоткой, расположенной на роторе и питающейся постоянным током. Обмотка статора соединяется с сетью переменного тока. Обращенная схема, когда обмотка возбуждения расположена на статоре, встречается редко. В синхронной машине обмотка, в которой индуцируется ЭДС и протекает ток нагрузки, называется обмоткой якоря, а часть машины с этой обмоткой называется якорем. Часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения, называется индуктором. Синхронные машины применяются в качестве генераторов и двигателей.

Условием работы асинхронной машины является неравенство частот вращения электромагнитного поля статора и ротора, что собственно и создает силы, приводящие в движение электрические машины. В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Среди асинхронных машин коллекторными являются однофазные двигатели малой мощности. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.

Главной особенностью машины постоянного тока является наличие коллектора и скользящего контакта между обмоткой якоря и внешней электрической цепью. Машина постоянного тока по своему конструктивному выполнению сходна с обращенной синхронной машиной, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения - на статоре. Благодаря своим хорошим регулировочным свойствам двигатели постоянного тока нашли широкое распространение в промышленности. Они могут работать в качестве и генераторов и двигателей.

Классификация электрических машин

по мощности

Машины большой мощности:

коллекторные машины мощностью более 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью более 100 кВт;

синхронные двигатели мощностью более 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт при напряжении более 1000 В.

Машины средней мощности:

коллекторные машины мощностью 1… 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью до 100 кВт, в том числе высокоскоростные мощностью до 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью 1… 200 кВт;

асинхронные машины мощностью 1… 400 кВт при напряжении до 1000 В, в том числе двигатели единых серий от 0,25 кВт.

К группе машин малой мощности относятся электрические машины, не входящие в первые две группы:

двигатели постоянного тока коллекторные и универсальные;

асинхронные двигатели, синхронные двигатели и др.

Основные понятия

Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение полезной (отдаваемой) мощности и затраченной (подводимой):

для генераторов- отношение активной электрической мощности, отдаваемой в сеть, к затраченной механической мощности;

для электродвигателей- отношение полезной механической мощности на валу, кВт, к активной подводимой электрической мощности, кВт.

Коэффициент мощности (соs j) для машин переменного тока:

для генераторов- отношение отдаваемой активной электрической мощности, кВт, к полной отдаваемой электрической мощности, кВ×А;

для электродвигателей- отношение активной потребляемой электрической мощности, кВт, к полной потребляемой электрической мощности, кВ×A;

Пусковой ток (начальный пуск) - установившийся ток, потребляемый двигателем при неподвижном роторе и питании от сети с номинальными напряжением и частотой (Iп- пусковой ток).

Кратность начального пускового тока - отношение начального пускового тока к номинальному току.

Номинальный вращающий момент - вращающий момент на валу электродвигателя, соответствующий номинальной мощности и номинальной частоте вращения.

Начальный пусковой момент - вращающий момент, развиваемый двигателем при неподвижном роторе и начальном пусковом токе.

Минимальный вращающий момент - наименьшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети в диапазоне изменения частоты вращения от нуля до значения, соответствующего максимальному моменту.

Максимальный вращающий момент - наибольшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети.

Относительная продолжительность включения (ПВ) - отношение длительности работы двигателя при нагрузке, включая пуск, к длительности рабочего цикла, выраженное в процентах.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение - способ расположения составных частей машины относительно элементов крепления подшипников и конца вала.

Двигатель общего назначения - двигатель, удовлетворяющий техническим требованиям, общим для большинства случаев применения, и выполненный без учета специальных требований потребителя.

Основное исполнение двигателей - исполнение, соответствующее общетехническим требованиям по рабочим свойствам, условиям работы и применения. Основное исполнение является базой для разработки модификаций и специализированных исполнений.

Модификация - исполнение двигателя на базе основного исполнения, имеющее то же значение высот оси вращения, но отличающееся рабочими свойствами (механической характеристикой, диапазоном регулирования частот вращения и др.).

Специализированное исполнение - исполнение, удовлетворяющее повышенным требованиям потребителя в отношении условий применения. Различаются специализированные исполнения по условиям окружающей среды и по точности выполнения установочных и присоединительных размеров.

Узкоспециализированное исполнение - исполнение, предназначенное для работы в узкоспециализированной области.

См. также: Ferrari отдыхает

Источник: http://elektromobile.narod.ru/