Svært mange elektriske bilmotorer er i dag av asynkron type, det motsatte av synkron. Hvorfor? Det ser du her.
Bildet øverst: Også denne lekre saken – en Ariya – har asynkron elektromotor. (Foto: Nissan)
Av Stein Bekkevold
En elektrisk motor har et rotorhus (en stator) med strømførende viklinger som godt styrt gir et roterende magnetfelt. Dette drar med seg en rotor og skaper effekt (arbeid) og dreiemoment.
En elmotor kan være synkron – da går magnetfelt og rotor i samme hastighet, eller asynkron. Da går rotoren – når den jobber – litt langsommere enn det roterende feltet – elektrofolk kaller det sakking. Statoren er den samme som i synkrone motorer, og går på trefase strøm (spenning). Altså pluss, minus og jord.
Aldri synkront
Rotoren i den asynkrone kortslutningstypen har ingen elektriske kontakter og er enkel og rimelig å bygge – og svært driftssikker. Dette er selvsagt viktig i en bil. Viklingene er erstattet av innfelte metallstaver og er av kobber og aluminium – de er kortsluttet i begge ender, og skaper det (roterende) magnetfeltet. Ved lavere arbeidsbelastning vil turtallet nærme seg statorfeltets. Og dreiemomentet går mot null, så maskinen går aldri synkront.
Høy virkningsgrad
Asynkronmotorer (med kortslutning) får full kraft med det samme strømmen settes på og har svært høy starteffekt, og brått startmoment – noe du merker i mange biler med slik motor. Pådraget kan styres med en Y/D-vender (stjerne/trekant). Det kan også ha sleperinger og justerbare motstander i rotorkretsen, det gir mykere start og enklere hastighetskontroll.
Turtallets styring kan også skje med variabelt poltall – etter oppfinneren kalt Dahlander-kopling. Enda en mulig styring er kraftelektronisk frekvensomformer og tyristor – som i store lokomotiv.
Noen fabrikker sverger til synkrone motorer. De er ofte brukt som generator i kraftverk, men ikke så ofte som motorer. Synkronmotor brukes ved behov for konstant, lavt turtall, og store effekter. Da kan typen gi høy virkningsgrad. Motorene kan – som for de asynkrone – styres med kraftelektronikk (frekvensomformer) og blir da enkle å turtallkontrollere.
Elektroteknikk
Viklingene inne i de asynkrones rotorhus (statoren) er koblet så de får et magnetisk dreiefelt ved vekselspenning. Feltets rotasjonshastighet er konstant, og styrt av frekvens og viklingsopplegg. Dreiefeltet skaper vekselspenninger i rotoren. Det gir rotorstrømmer som sammen med statorens dreiefelt gir kraft og moment – slik at rotoren roterer med feltet. Hvor mye rotoren sakker i forhold til synkron hastighet styres av belastningen.
Uansett alt dette er en asynkron motor en svært smart og rimelig maskin, dette er hovedårsaken bak populariteten til bruken i elektriske biler, selv om det later til at flere nå velger synkrone motorer, som i Lexux RZ450e.
Så langt motorene. Det som har sakket akterut er LiIon-batterier med flytende elektrolytt, så elbilene blir MYE bedre når faststoffvariantene kommer, før eller siden.
