Veomootor — elektrimootori definitsioon, tüübid ja kasutusalad

Vt ka: Elektrisõiduk ja elektrimootor

Veomootor viitab teatud tüüpi elektrimootorile. Veomootorit kasutatakse masina pöördemomendi tekitamiseks. Tavaliselt muudetakse see sirgjooneliseks liikumiseks.

Vedurimootoreid kasutatakse elektrilise jõuallikaga raudteesõidukites, näiteks elektrilistes mootorrongides ja elektrivedurites. Neid kasutatakse ka elektrilistes sõidukites, näiteks elektrilistes piimakärudes, liftides ja konveierites. Elektriliste jõuülekandesüsteemidega sõidukid, näiteks diiselelektrilised vedurid, hübriidelektrisõidukid ja akutoitel töötavad elektrisõidukid.

Kuidas veomootor töötab

Veomootor teisendab elektrienergia mehaaniliseks pöördemomendiks ja pöörlemiskiiruseks. Põhiline tööpõhimõte sõltub mootori tüübist (näiteks alalisvoolumootor, asünkroonmootor, sünkroonmootor või harjadeta alalisvoolumootor). Tänapäevastes rakendustes juhitakse mootoreid sagedusmuundurite, inverterite või trafo-konverteritega, mis võimaldavad reguleerida pinge, sageduse ja voolu, et saavutada soovitud kiiruse- ja momentikäitumine. Paljudes sõidukites kasutatakse ka regeneratiivset pidurdust, mille käigus muudetakse liikumisenergia tagasi elektrienergiaks ja salvestatakse akusse või suunatakse süsteemi.

Tüübid

• Alalisvoolumootorid (DC) – lihtsa juhtimisega, vanemates vedurites ja mõnes tööstuslikus kasutuses; võivad olla harjadega või harjadeta.
• Asünkroonmootorid (induktsioonmootorid, AC) – vastupidavad ja levinud rongi- ning tööstusrakendustes; vajavad sagedusmuundurit kiiruse juhtimiseks.
• Sünkroonmootorid – hea võimsustiheduse ja täpse kiiruse juhtimisega; sageli kasutuses permanentne-magnet-sünkroonmootorid (PMSM) ja hübriidlahendused.
• Harjadeta alalisvoolumootorid (BLDC) – kõrge efektiivsuse ja hea dünaamikaga; kasutatakse ka elektrisõidukites ja in-wheel (ratta sees) mootorites.
• Spetsiaalsed veomootorid – suurmomentiga “torquemotorid”, ratta- või telje külge kinnitatud mootori konfiguratsioonid, hammasülekandega või directaaltöötlusega lahendused.
• Rongi-spetsiifilised konstruktsioonid – teljeriputusega, raamile kinnitatud või telje külge riputatud mootorid (axle-hung), mis mõjutavad massijaotust ja vedrude koormust.

Kasutusalad

• Raudtee: elektrirongid, trammid, metrood ja elektrivedurid.
• Maanteetransport: elektriautod, elektribussid, hübriid- ja diisel-elektri vedurid.
• Tööstus: konveierid, tõstukid, kraanad, rullid ja linttranspordisüsteemid.
• Ehitus- ja põllumajandusmasinad: sõiduvahendid ja agregaadid, kus vajalik suur pöördemoment alates nullkiirusest.
• Ehitised: liftid, eskalaatorid ja muud transportseadmed.
• Meretööstus ja kaubandus: väikesed propulsioonimootorid ja azimuth-podid.

Eelised ja piirangud

Eelised:

• Suur efektiivsus ja parem moment-alates madalast kiirusest (sõltuvalt tüübist).
• Võimalus regeneratiivseks pidurdamiseks ja energiasäästuks.
• Vähem mehaanilisi osi kui sisepõlemismootoritel – väiksem hooldusvajadus (eriti harjadeta konstruktsioonide puhul).
• Hea dünaamika ja täpne kiiruse- ning momentjuhtimine tänu elektronjuhtimisele.

Piirangud:

• Tõhus töö sõltub juhtsüsteemi ja ajamistest; elektronika rikete korral võib süsteem olla haavatav.
• Kaal ja suurus võivad mõjutada sõiduki massijaotust ja vedrustust (eriti raudteerakendustes).
• Suured mootorid vajavad jahutust (õhk- või veejahutus) ja termilist juhtimist.

Valikukriteeriumid veomootori valimisel

• Vajalik pidev ja tippvõimsus ning pöördemoment.
• Kiirusala ja dünaamilised nõuded (kiirendus, pidurdus).
• Keskkonnatingimused: temperatuur, tolm, niiskus, korrosioon – vastavus IP-klassile ja isolatsiooniklassile.
• Massi- ja ruumipiirangud, vedrustuse nõuded (eriti rongi- ja in-wheel lahendustes).
• Hooldusvõimalused ja saadavus (varuosad, teenindusvõrk).
• Juhtimissüsteemi ja muundurite sobivus ning integreerimisvõimalused.

Hooldus ja tõrkeotsing

• Regulaarne laagerdamise kontroll ja määrimine – paljud riketeallikad on seotud kulunud laagridega.
• Kontrolli mehaanilisi kinnitusi, reduktoriõli taset (kui on) ja hammasrataste seisukorda.
• Elektrilised kontrollid: isolatsiooni takistus, juhtmete ühendused, andurite ja enkoodrite töö.
• Harjadega mootorite puhul kontrolli ja asenda harju vastavalt kulumisele; harjadeta konstruktsioonid nõuavad vähem sagedast hooldust.
• Jahutussüsteemi puhastus ja kontrollimine – tolm ja määrdejäägid vähendavad jahutustõhusust.

Praktilised näited ja süsteemi integratsioon

Sageli ei tööta veomootor iseseisvalt, vaid on osa suuremast jõuülekandesüsteemist, mis sisaldab akut või generaatorit, võimsuselektronikat (inverterid, konverterid), juhtimismooduleid ja mehaanilist ülekannet (hammasülekanne, reduktor või otseülekanne). Näiteks diiselelektrilistes vedurites toodab diiselgeneraator elektrienergiat, mis juhitakse jaotusse ning kasutatakse vedurimootorite toiteks; akutoitel elektrisõidukites võimaldab akupakk salvestada taastuvat energiat pidurdusest.

Terminid ja mõõtühikud

• Pöördemoment – tavaliselt mõõdetakse niutonmeetrites (Nm) ja see määrab mootori võime algatada liikumist.
• Võimsus – vattides (W) või kilovattides (kW); määrab, kui palju tööd mootori annab ajaühikus.
• Efektiivsus – protsent, mis näitab elektrienergia muutumist mehaaniliseks energiaks; veomootorite puhul oluline kütusesäästu ja radiaalse soojenemise seisukohalt.

Kokkuvõtlikult on veomootorid keskne osa kaasaegsetest liikumissüsteemidest — alates rongidest kuni tööstuse jaehankedeni — ning nende valikul ja integreerimisel tuleb arvestada nii mehaanilisi, elektrilisi kui ka hoolduslikke aspekte.

Küsimused ja vastused

K: Mis on veomootor?

K: Millist tüüpi elektriajamiga raudteesõidukites kasutatakse veomootoreid?

K: Kus peale raudteeveeremi veel kasutatakse veomootoreid?

K: Millised sõidukitüübid kasutavad elektrilisi jõuülekandesüsteeme ja seega ka veomootoreid?

K: Mis on veomootori eesmärk?

K: Kas ainult elektrisõidukid kasutavad veomootoreid?

K: Kas te oskate nimetada mõned näited elektrisõidukite kohta, mis kasutavad veomootoreid?

Otsing