Trakcijski motor

Uporaba v prometu

Železnica

Železnice so najprej uporabljale motorje na enosmerni tok. Ti motorji so običajno delovali z napetostjo približno 600 voltov. Za nadzor preklopa motorjev na izmenični tok so bili razviti zmogljivi polprevodniki. Zaradi njih so postali izmenični indukcijski motorji boljša izbira. Indukcijski motor ne potrebuje kontaktov v notranjosti motorja. Ti izmenični motorji so preprostejši in zanesljivejši od starih enosmernih motorjev. Indukcijski motorji na izmenični tok so znani kot asinhroni vlečni motorji.

Pred sredino 20. stoletja je en sam velik motor pogosto poganjal več koles prek ojnic. Tako so parne lokomotive vrtele pogonska kolesa. Zdaj se običajno uporablja en trakcijski motor za pogon vsake osi prek zobniškega gonila.

Običajno je vlečni motor nameščen med okvir kolesa in pogonsko os. Temu pravimo "vlečni motor, ki je nameščen na nosu". Težava pri tej namestitvi je, da je del teže motorja na osi. Zaradi tega se tir in okvir hitreje obrabljata. Električne lokomotive "Bi-Polar", ki jih je za družbo Milwaukee Road izdelala družba General Electric, so imele motorje z neposrednim pogonom. Vrtljiva gred motorja je bila tudi os za kolesa.

Motor na enosmerni tok je sestavljen iz dveh delov; vrteče se armature in fiksnega navitja polja. Polno navitje, imenovano tudi stator, obdaja navitje. Polje navitja je sestavljeno iz tesno navitih žičnih tuljav v ohišju motorja. Armatura, imenovana tudi rotor, je še en sklop žičnih tuljav, navitih okoli osrednje gredi. Orodje je povezano z navitji polja prek ščetk. Ščetke so vzmetni kontakti, ki pritiskajo na komutator. Komutator pošilja električno energijo v krožnem vzorcu na navitja polja. Motor z zaporednim navitjem ima zaporedno povezano navitje kotve in navitje polja. Serijsko navit motor na enosmerni tok ima majhno električno upornost. Ko na motor priključimo napetost, se v motorju ustvari močno magnetno polje. To ustvarja velik navor, zato je primeren za zagon vlaka. Če bi v motor poslali več toka, kot je potrebno, bi bil navor prevelik in kolesa bi se zavrtela. Če se v motor pošlje prevelik tok, se lahko motor poškoduje. Za omejevanje toka pri zagonu motorja se uporabljajo upori.

Ko se motor na enosmerni tok začne vrteti, se magnetna polja v njem začnejo združevati. Ustvarijo notranjo napetost. Ta elektromagnetna sila (EMF) deluje proti napetosti, ki se pošilja v motor. EMF uravnava pretok toka v motorju. Ko se motor pospeši, se EMF zmanjša. V motor teče manjši tok, zato motor ustvarja manjši navor. Motor preneha povečevati hitrost, ko je navor enak (enak) vlečenju vlaka. Da bi vlak pospešil, je treba v motor poslati več napetosti. Za povečanje napetosti odstranimo enega ali več uporov. To bo povečalo tok. Navor se bo povečal, s tem pa tudi hitrost vlaka. Ko v vezju ni več nobenih uporov, se celotna omrežna napetost priključi neposredno na motor.

Pri električnem vlaku je moral strojevodja sprva hitrost uravnavati tako, da je ročno spreminjal upor. Do leta 1914 se je začelo uporabljati samodejno pospeševanje. To se je doseglo s pospeševalnim relejem v motornem tokokrogu. Pogosto se je imenoval relej za vrezovanje. Rele je opazoval padec toka in nadzoroval upor. Vse, kar je moral voznik storiti, je bilo, da je izbral nizko, srednjo ali polno hitrost. Te hitrosti se po načinu ožičenja motorjev imenujejo šuntna, zaporedna in vzporedna hitrost.

Cestna vozila

Oglejte si tudi: Hibridno električno vozilo in Električno vozilo

Cestna vozila (avtomobili, avtobusi in tovornjaki) tradicionalno uporabljajo dizelske ali bencinske motorje z menjalnikom. V drugi polovici 20. stoletja so se začela razvijati vozila z električnimi prenosnimi sistemi. Ta vozila imajo vir električne energije iz baterij ali gorivnih celic. Poganjajo jih lahko tudi motorji z notranjim izgorevanjem.

Prednost uporabe električnih motorjev je, da lahko nekateri tipi proizvajajo energijo. Med zaviranjem delujejo kot dinamo. To pripomore k večji učinkovitosti vozila.

Hlajenje

Zaradi velike moči, ki jo uporabljajo pogonski motorji, ustvarjajo veliko toplote. Običajno jih je treba hladiti, pogosto s prisilnim zrakom.