Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách?

Fyzikální zákonitosti nám občas dobře slouží, někdy ale překáží. Když do vodiče v magnetickém poli pustíte proud, začne se pohybovat. A nejen to.
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách?

20.7.2017 | Marek Bednář | 51 příspěvků

Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách?

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Fyzikální zákonitosti nám občas dobře slouží, někdy ale překáží. Když do vodiče v magnetickém poli pustíte proud, začne se pohybovat. A nejen to.

Jistě jste se už setkali s informací, že elektromobil má maximální točivý moment od nulových otáček a se zvyšujícími se otáčkami točivý moment klesá. Oproti tomu konvenční motory potřebují nějaké nenulové otáčky, aby dávaly maximální točivý moment, a mluvíme-li o atmosférickém benzínovém motoru, většinou to budou otáčky relativně vysoké.

Pokud se živíte elektromotory, jistě důvod znáte. Pokud nikoliv, na pomoc přichází náš přítel Jason Fenske z Engineering Explained, od kterého se dozvídáme, že za snižováním točivého momentu s rostoucími otáčkami stojí tzv. zpětné elektromotorické napětí.

Elektromotor je v podstatě tvořen měděným drátem (ve formě cívky) v magnetickém poli. Když do drátu pošlete elektrický proud, začne na cívku působit elektromagnetická síla. Přidáte proud a síla se zvětší. Tato síla způsobí, že se cívka začne otáčet a pokud jí nebude nic klást odpor, budou se její otáčky zvyšovat s rostoucím proudem. Proto mimochodem je u elektromobilů klíčový maximální proud, které jsou schopny baterie vyvinout - čím větší proud, tím větší točivý moment.

Jenže na stejném principu - pohyb vodiče v magnetickém poli - funguje i generátor. Jen běžně drátem-cívkou otáčí motor pomocí řemenu, tedy mechanická síla, a kýženým výstupem je elektrický proud. U elektromobilu to je naopak - elektřina otáčí cívkou a kýženým výstupem je mechanická síla, pohyb auta.

Elektromotor se tedy stane zároveň i generátorem ve chvíli, kdy se roztočí. Když mu pošlete více proudu, roztočí se rychleji, a čím rychleji se točí, tím vyšší napětí generuje v opačném směru - a právě tohle je zmíněné zpětné elektromotorické napětí (BEMF, Back Electromotive Force).

Pracovní napětí, tedy to, které je skutečně použito k otáčení koly vozidla, je rovno rozdílu vstupního napětí a BEMF. Takže pokud do motoru proudí 120 V a motor se točí rychle a generuje 100 V BEMF, pracovní napětí je pouze 20 V. Když tedy s elektromobilem jedete ustálenou rychlostí, vstupní napětí je rovno součtu BEMF a odporu vozidla, tj. mechanického odporu v přenosové soustavě výkonu, valivého odporu pneumatik a odporu vzduchu.

Z principu věci je nasnadě, že nulové BEMF nastává pouze ve chvíli, kdy se elektromotor netočí, tj. v 0 otáčkách za minutu - a tedy ve chvíli, kdy vozidlo stojí. Proto elektromobily dokážou bleskurychle vystřelit z místa, ale v určité rychlosti jim začne docházet dech a konvenční auta, která vyvíjejí maximální točivý moment v určitých nenulových otáčkách, je začnou dohánět. Viděli jsme to na desítkách videí, kde Tesla Model S zvítězila na čtvrtmíli, ale při jakkoliv delší trati už začala ztrácet - to právě kvůli (nejen) zpětnému elektromotorickému napětí.


Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 1 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 01Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 2 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 02Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 3 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 03Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 4 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 04Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 5 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 05Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 6 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 06Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 7 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 07Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 8 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 08Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 9 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 09Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 10 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 10Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 11 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 11Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 12 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 12Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 13 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 13Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 14 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 14Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 15 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 15Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 16 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 16Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 17 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 17Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 18 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 18Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 19 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 19Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 20 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 20Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 21 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 21Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 22 - tesla model s p100d 2017 mt rekord 22Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 23 - Elektromotor maximalni MT nulove otacky 01Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 24 - Elektromotor maximalni MT nulove otacky 02
Maximální točivý moment elektromotoru od nulových otáček je jedním z důvodů, proč Tesly z místa zrychlují tak dobře

Čím to, že elektromotory mají maximum točivého momentu už v nula otáčkách? - 25 - kroutak elektromotoru video ee
Zpětné elektromotorické napětí stojí za tím, že v otáčkách elektromotor nemá sílu

Zdroj: Engineering Explained@YouTube

Marek Bednář

Diskuze 51 příspěvků

Všechny články na Autoforum.cz jsou komentáře vyjadřující stanovisko redakce či autora. Vyjma článků označených jako inzerce není obsah sponzorován ani jinak obdobně ovlivněn třetími stranami.

Živá témata na fóru

zobrazit vše