Vontatómotor
Lásd még: Elektromos jármű és Elektromos motor
A vontatómotor az elektromos motorok egy típusára utal. A vontatómotort arra használják, hogy egy gépen forgási nyomatékot hozzon létre. Általában egyenes vonalú mozgásra változik.
A vontatómotorokat elektromos meghajtású vasúti járművekben, például villamos motorvonatokban és villamos mozdonyokban használják. Elektromos járművekben is használják őket, például elektromos tejeskocsikban, felvonókban és szállítószalagokban. Elektromos erőátviteli rendszerrel rendelkező járművek, például dízel-elektromos mozdonyok, elektromos hibrid járművek és akkumulátoros elektromos járművek.
Közlekedési alkalmazások
Vasút
A vasutak használtak először egyenáramú motorokat. Ezek a motorok általában körülbelül 600 volton működtek. A váltóáramú motorok kapcsolásának vezérlésére nagy teljesítményű félvezetőket fejlesztettek ki. Ezek jobb választássá tették a váltakozó áramú indukciós motorokat. Az indukciós motor nem igényel érintkezőket a motor belsejében. Ezek a váltakozó áramú motorok egyszerűbbek és megbízhatóbbak, mint a régi egyenáramú motorok. A váltakozó áramú indukciós motorok aszinkron vontatómotorokként ismertek.
A 20. század közepe előtt gyakran egyetlen nagy motort használtak több kerék meghajtására a hajtórudakon keresztül. A gőzmozdonyok is így forgatták a meghajtó kerekeket. Ma már a szokásos gyakorlat az, hogy egy vontatómotor hajtja meg az egyes tengelyeket fogaskerékhajtáson keresztül.
A vontatómotor általában a kerékváz és a hajtott tengely közé van szerelve. Ezt nevezik "orrfelfüggesztett vontatómotornak". Ezzel a szereléssel az a probléma, hogy a motor súlyának egy része a tengelyre nehezedik. Ez a pálya és a keret gyorsabb elhasználódását okozza. A General Electric által a Milwaukee Road számára épített "Bi-Polar" villamos mozdonyok közvetlen meghajtású motorral rendelkeztek. A motor forgó tengelye egyben a kerekek tengelye is volt.
Az egyenáramú motor két részből áll: a forgó armatúrából és a rögzített mezőtekercsekből. A mezőtekercsek, más néven állórész, körülveszi az armatúrát. A mezőtekercsek a motorház belsejében lévő, szorosan feltekert huzaltekercsekből állnak. Az armatúra, más néven rotor, egy másik, a központi tengely köré tekert huzaltekercsekből áll. Az armatúra kefékkel kapcsolódik a mezőtekercsekhez. A kefék rugós érintkezők, amelyek a kommutátorhoz nyomódnak. A kommutátor az áramot körkörösen küldi az armatúra tekercsekre. A soros tekercselésű motorban az armatúra és a mezőtekercsek sorba vannak kötve. A soros tekercselésű egyenáramú motornak alacsony az elektromos ellenállása. Amikor a motorra feszültséget kapcsolunk, az erős mágneses mezőt hoz létre a motor belsejében. Ez nagy nyomatékot eredményez, ezért alkalmas vonatok indítására. Ha a szükségesnél nagyobb áramot küldenénk a motorba, akkor túl nagy lenne a nyomaték, és a kerekek kipörögnének. Ha túl sok áramot küldünk a motorba, az károsíthatja a motort. A motor indításakor ellenállásokat használnak az áram korlátozására.
Ahogy az egyenáramú motor forogni kezd, a benne lévő mágneses mezők elkezdenek egyesülni. Belső feszültséget hoznak létre. Ez az elektromágneses erő (EMF) a motorra küldött feszültséggel szemben működik. Az EMF szabályozza az áramáramlást a motorban. Ahogy a motor felgyorsul, az EMF csökken. Kevesebb áram áramlik a motorba, és a motor kisebb nyomatékot termel. A motor leállítja a fordulatszám növelését, amikor a nyomaték megegyezik (megegyezik) a vonat ellenállásával. A vonat felgyorsításához több feszültséget kell a motorba küldeni. Egy vagy több ellenállást eltávolítunk, hogy növeljük a feszültséget. Ez növeli az áramot. A nyomaték nő, és ezzel együtt a vonat sebessége is. Ha egyetlen ellenállás sem marad az áramkörben, a teljes hálózati feszültség közvetlenül a motorra kerül.
Egy elektromos vonaton a mozdonyvezetőnek eredetileg az ellenállás kézi változtatásával kellett szabályoznia a sebességet. 1914-re már automata gyorsítást alkalmaztak. Ezt a motor áramkörében lévő gyorsító relével érték el. Ezt gyakran nevezték rovátkoló relének. A relé figyelte az áram csökkenését, és szabályozta az ellenállást. A vezetőnek csak annyit kellett tennie, hogy kiválasztja az alacsony, közepes vagy teljes sebességet. Ezeket a sebességeket a motorok bekötési módjáról söntnek, sorosnak és párhuzamosnak nevezték.
Közúti járművek
Lásd még: Hibrid elektromos jármű és Elektromos jármű
A közúti járművek (személygépkocsik, buszok és teherautók) hagyományosan dízel- vagy benzinmotorokat használtak sebességváltóval. A 20. század második felében kezdték el fejleszteni az elektromos erőátviteli rendszerrel ellátott járműveket. Ezeknek a járműveknek az áramforrása akkumulátorokból vagy üzemanyagcellákból származik. Lehetnek belsőégésű motorral is meghajtottak.
Az elektromos motorok használatának előnye, hogy egyes típusok energiát termelnek. Fékezéskor dinamóként működnek. Ez segít javítani a jármű hatékonyságát.
Hűtés
A vontatómotorok által használt nagy teljesítmény miatt nagy mennyiségű hőt termelnek. Általában hűtést igényelnek, gyakran kényszerített levegővel.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a vontatómotor?
V: A vontatómotor egy olyan típusú elektromos motor, amelyet arra használnak, hogy egy gépen forgási nyomatékot hozzon létre, és azt egyenes vonalú mozgássá alakítsa át.
K: Milyen típusú elektromos meghajtású vasúti járművekben használnak vontatómotorokat?
V: A vontatómotorokat az elektromos motorvonatokban és az elektromos mozdonyokban használják.
K: A vasúti járműveken kívül hol használnak még vontatómotorokat?
V: A vontatómotorokat olyan elektromos járművekben is használják, mint a tejeskocsik, a felvonók és a szállítószalagok.
K: Milyen típusú járművek használnak elektromos erőátviteli rendszereket, és ezért vontatómotorokat is?
V: Az elektromos erőátviteli rendszerrel rendelkező járművek, például a dízel-elektromos mozdonyok, az elektromos hibrid járművek és az akkumulátoros elektromos járművek vontatómotorokat használnak.
K: Mi a célja a vontatómotornak?
V: A vontatómotor célja, hogy egy gépen forgási nyomatékot hozzon létre, és azt egyenes vonalú mozgássá alakítsa át.
K: Csak az elektromos járművek használnak vontatómotorokat?
V: Nem, a dízel-elektromos mozdonyok és az elektromos hibrid járművek is használnak vontatómotorokat az elektromos erőátviteli rendszerükben.
K: Tudna néhány példát mondani a vontatómotorokat használó elektromos járművekre?
V: Az elektromos tejeskocsik, valamint az akkumulátoros elektromos járművek vontatómotorokat használnak.
