Az összes villanymotor több áramot fogyaszt indításkor, mint az állandó állapot. Nézze meg például a hűtőszekrény címkéjét (vagy nézze meg a ezt): a címkén lévő maximális áram 2-3-szor nagyobb, mint az energia / feszültség aránynál kapott érték. / p>

Ennek oka az elektromos motorok tulajdonságaiban rejlik. Körülbelül az ilyen motorok nyomatéka arányos az árammal, és a fordulatszám arányos a feszültséggel. Amikor a motor beindul, sokkal nagyobb nyomatékra van szüksége a működtetéséhez , mint amennyit állandó állapotban a folytatásához szükséges. Ezért nagyobb áramra van szüksége.

Egyébként sok autónak még erősebb indítója van (pl. Egy Landcruiser 2,5 kW-os). Ez több mint 200 A állandó állapotban. Szorozza ezt 2-vel vagy 3-mal, hogy megkapja az indítási áramot, és körülbelül 500 A-t kap, amelyet az akkumulátornak képesnek kell lennie biztosítani.

SOK energiára van szükség ahhoz, hogy a forgó szerelvény - forgattyú, dugattyúk (vagy rotorok) stb. Referenciaként próbálja meg megfordítani a motort a forgattyúkon található megszakító rudával. Nem túl könnyű (bár ennek egy része a tömörítésnek köszönhető).

A forgó szerelvény összes alkatrésze - főtengely, hajtórudak, dugattyúk, szelepek, vezérműtengelyek, vezérműlánc - egy nagyon-nagyon nehéz fémdarabot adnak össze, amelyet egy meglehetősen kicsi villanymotor mozgat. (indító) az autó beindításához. Nem csak, elég gyorsan kell mozogniuk ahhoz, hogy az égési ciklus átvegye. Ez sok energiát igényel.

Visszaléphet a számaiból Ohm törvénye (V = I * R) és a hatalom meghatározása (P = I ^ 2 * R) segítségével. A legfontosabb tényező itt az ellenállás, amely ebben a kontextusban óriási.

Tehát a rövid válasz: A fém alkatrészek nehézek, és sok energiát igényelnek a mozgáshoz. Ez az egyik oka annak, hogy az olyan dolgok, mint a könnyű ötvözetek és a kompozitok, olyan fontosak a nagy hatásfokú kivitelekben: a mozgó alkatrészek tömegének csökkentésével csökkentjük az átmozgatáshoz szükséges energiát. Ez a többlet a kimenetre kerül, így az autó / kerékpár / jet pack / űrhajó gyorsabb lesz.

Frissítés

További információkért lásd a megjegyzéseket.

Az elektromos motorok jellemzője, hogy álló helyzetben a legnagyobb nyomatékot produkálják, ehhez kapcsolódva az autók 400-600 A közötti nagyon magas kezdőárama és a kereskedelmi indítómotorok meghaladhatják az 1000 A-t. A forgatáshoz az aktuális igény csökken - ne feledje, hogy a fogaskerék / lendkerék aránya 10: 1 vagy annál nagyobb, így amikor a motort 500 fordulat / perc fordulatszámon forgatják, akkor az indító 5000 ...

Egy tipikus indítómotor egy indukciós motor, amely indításkor nagy nyomatékot képes produkálni. Állórésztekercs és rotortekercs van benne. Az állórésztekercs sok rézhuzalból áll, amelyek a motorház belsejéhez vannak rögzítve. A rotortekercs sok rézhuzalból áll, amelyek a rotor tengelyéhez vannak rögzítve. Az indító bekapcsolásakor a 12 voltos (V) autó akkumulátor áramot küld az indítómotorba. Ebben a pillanatban a motor ellenállása (R) csak az állórész és a rotor tekercsét alkotó rézhuzal ellenállása, ezért alacsony (kevesebb, mint 0,05 Ohm). A kezdeti induló áram (I) ezért magas (nagyobb, mint 240 Amper; Ohm törvényből I = V / R = 12 / 0,05). ez a csúcsindító áram, és csak a másodperc töredékéig fog tartani. Amint az indítómotor forgórendszere forogni kezd, az állórész és a rotortekercsek elektromos mezői kölcsönhatásba lépnek, és egy "hátsó EMF" -et eredményeznek, amely egy belső feszültség, amely ellentétes az akkumulátor bemeneti feszültségével. Az indítómotor mozgását ellentétes lesz a motor megfordításához szükséges mechanikai erő, amíg be nem indul. Az indítómotorokat azokhoz a motorokhoz illesztik, amelyeket meg kell forgatniuk, így csak néhány másodpercig kellene őket forgatniuk. Az indítómotor által e néhány másodperc alatt igényelt áram a fent említett csúcsáram körülbelül felére csökken.

Vegyük figyelembe az elektromos egyenáramú motor következő modelljét

• Va = 12V volt egy autóban
• Ra = tekercsek, kábelek, akkumulátor stb. ohmellenállása.
• La = induktivitás (tekintsük nullának az első közelítésben)
• Ia = áram a motoron keresztül
• Vc = A motorba indukált elektromágneses feszültség (arányos a wa forgási sebességgel) )

A motor névleges teljesítményét általában a rendelkezésre álló kimenő teljesítményként (≈Vc * ia) definiálják a fordulatszám és a nyomaték valamilyen kombinációjánál. Normál folyamatos működés esetén a bemeneti teljesítmény (= Va * ia) valamivel nagyobb lesz, mint a kimeneti teljesítmény.

De az indítás nem "normál folyamatos működés".

Először közelítéssel az induktivitást nullaként kezelhetjük. Az egyenáramú motor által felvett áram három dologtól függ, a tápfeszültségtől Va, az Ra tekercsek ellenállásától és a "hátsó EMF" Vc-től, amelyek viszont a motorok forgási sebességétől függenek. A hátsó EMF-be leadott áram (= Vc * ia) többnyire a terhelésbe kerül, míg a tekercselési ellenállásba (= ia ia Ra) leadott áram hőmennyiségként pazarolódik a tekercsekben.

Mind a motor, mind a terhelés intertia miatt a kezdeti forgási sebesség nulla, ezért a motor áramát kezdetben csak a tekercselési ellenállás korlátozza, a motor jóval nagyobb áramot vesz fel, mint a normál, és az összes energia belép a motorba. a motor hőveszteségként pazarolódik.

Fokozatosan növekszik a terhelés és a motor, miközben a Vc sebesség növekszik, így a V_Ra csökken, így csökken az Ia (= (Va-Vc) / Ra) és a motor normál folyamatos működés. Ha a mérnökök jól végezték munkájukat, akkor a motornak el kell érnie a biztonságos üzemi sebességet, mielőtt túlmelegedne.

Autó esetén remélhetőleg a motor beindul, és az indítómotor lekapcsol.

Az indítás során az indítómotor annyi energiát merít, hogy a feszültség kissé összeomlik (az akkumulátor belső ellenállása okozza). Ezzel az indító névleges teljesítménye P = UI megfelel egy I áramnak, amely nagyobb, mint amit U = 12 V-val számol erő). Azt is vegye figyelembe, hogy a feszültségveszteségnek megfelelő teljesítmény és ugyanaz az áram hőt termel az akkumulátorban ...

Képzelje el, hogy megpróbálna elindítani egy kétkerekű motort, kb. 200 köbcentis. Tegyük fel, hogy körülbelül fél HP-ra van szükség ahhoz, hogy ellenálljon a tömörítésnek, akkor ennek a fél HP-nek 12 V-os akkumulátorból kell származnia, ami 30 + 35 amper körüli értéket jelent. Hasonlóan egy 1,5 kW / 2 LE indítómotoros dízelmotor beindításához, hogy 2 kW működjön, 125-150 ampert kell szolgáltatnia. A fentiek a motor állapotától, a környezeti hőmérséklettől stb. Függően változhatnak. Ilyen súlyos körülmények között dolgozva, néha túlmelegedve a motorok elveszítik szigetelésük egy részét, és ezek a motorok nagy áramot tudnak felvenni, ugyanakkor kevesebb nyomatékot adnak, így a motorok nem tudnak forogni, és az akkumulátorok nagyon gyorsan lemerülnek. Ezeket a mező tekercsek vagy az armatúra megváltoztatja, néha az egész motort.