Sähkömoottori

Sähkömoottori, sähkömoottorit.

sähkömoottori

Sähkömoottori on sähköenergiaa liike-energiaksi muuttava laite. Sähkömoottorin toiminta perustuu sähköisiin magneetteihin, jotka voidaan kytkeä päälle ja pois. Sähkömoottori sisältää kaksi perusosaa, akselin mukana pyörivän roottorin ja paikallaan pysyvän staattorin. Sähköinen magneettikenttä voidaan saada aikaan staattorissa tai roottorissa. Vastaparina voidaan käyttää toista sähkömagneettia tai kestomagneettia.

Sähkömoottorin mitoituksen perusteena on jatkuvan käytön nimellismomentti. Hetkellisesti moottori kestää nimellismomenttia suurempaa kuormitusta. Rajoittavia tekijöitä ovat moottorin maksimimomentti ja lämmönsietokyky. Tähän puolestaan vaikuttaa se, miten moottori on jäähdytetty. Ilmajäähdytys on yksinkertainen, mutta ei toimi pienillä kierrosnopeuksilla niin tehokkaasti kuin nestejäähdytys.

Tasavirtamoottori toimii nimensä mukaisesti tasavirralla. Tasavirtamoottoreissa muuttuva sähkökenttä roottorissa saadaan aikaan vaihtamalla magneettien napaisuutta kommutaattorin eli sähkövirran suunnankääntäjän avulla. Tasavirtamoottoreita on sekä harjallisia että harjattomia.

Harjallisissa tasavirtamoottoreissa napaisuuden vaihto tapahtuu mekaanisesti kommutaattorin harjojen avulla. Harjat ovat kuluvia osia, mikä lisää moottorin huoltotarvetta. Kommutaattorin harjat valmistetaan yleensä hiilestä tai metallista. Hiiliharjoja käytettäessä moottorin sisään syntyy hiilipölyä, mikä pitää saada puhallettua pois, jotta moottori ei tukkeudu.

Harjattomissa tasavirtamoottoreissa roottori on kestomagnetoitu ja kommutaattori toimii sähköisesti, minkä ansiosta kuluminen ja huoltotarve on vähäistä. Moottorista tulee kuitenkin monimutkaisempi, koska harjaton DC-moottori tarvitsee ohjauselektroniikan, joka tuntee muun muassa roottorin asennon tarkasti.

Sähkömoottori autoissa

Ajo-olosuhteet vaihtelevat vuodenaikojen mukaan paljon, mikä asettaa sähkömoottorin suojaukselle korkeat vaatimukset. Moottorin sisäpuolen pitää olla hyvin suojattu pölyltä ja kosteudelta luotettavan toiminnan takaamiseksi. Myös moottorin toimintalämpötila täytyy pitää riittävän matalana laakeri- ja materiaalivaurioiden estämiseksi. Autokäyttöön ilmajäähdytystä sopivampi on nestejäähdytys.

Sähköturvallisuus on tärkeä tekijä ajoneuvon käytössä, huolloissa ja törmäystilanteissa. Sähkömoottorin kytkennät tulee pitää suojattuna siten, että jännite ei pääse johtumaan auton koriin, matkustajiin tai huoltohenkilöstöön missään tilanteessa. Huoltohenkilöstöllä tulee olla riittävä koulutus ja tieto siitä, miten auton sähköjärjestelmä saadaan turvallisesti purettua jännitteettömäksi. Sähköautojen moottorin huoltotarve on tosin paljon pienempi kuin polttomoottoriautossa, sillä useimmat sähkömoottorityypit ovat täysin huoltovapaita.

Sähkömoottori on kooltaan polttomoottoria pienempi ja kevyempi, minkä ansiosta auton tiloja voidaan hyödyntää vapaammin. Sähkömoottorissa on ainoastaan pyöriviä osia, joten sen melun ja värinän eristäminen muusta korirakenteesta on polttomoottoria helpompaa.