电车开动的原理基于以下几个关键方面:
电动机工作原理
- 电磁感应基础
电车一般依靠电动机来驱动车轮转动从而实现行驶。电动机的基本原理是基于电磁感应现象。当导体(比如电动机的线圈)在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电动势,若电路是闭合的,就会产生感应电流。反过来,通电导体在磁场中会受到力的作用(安培力),力的方向根据左手定则来判定。 - 电动机结构及运作
电车所用的电动机通常有定子和转子两大部分。定子是电动机中固定不动的部分,一般会绕有线圈,通入交流电后会产生旋转磁场。转子则是可以转动的部分,例如常见的三相异步电动机的转子,会在旋转磁场的作用下,由于相对运动产生感应电流,进而受到安培力的作用,带动转子跟着旋转磁场的方向转动起来,最终通过传动装置(比如传动轴、齿轮等)将动力传递到车轮,驱动电车前进。
电能供应与控制
- 电池供电(纯电车情况)
对于纯电动电车,主要依靠车载的动力电池组来提供电能。电池组由多个电池单体通过串联、并联等方式组合而成,以满足电车所需的电压、容量等要求。这些电池储存的化学能在电车启动、行驶等过程中,通过电池管理系统控制,有序地向电动机等用电设备释放电能,保障电车的正常运行。例如,锂离子电池就是目前应用较为广泛的一种电车动力电池,它具有能量密度较高、循环寿命相对较长等优点。 - 电网供电(有轨电车等情况)
像有轨电车等部分电车,是通过受电弓等装置从架空的供电电网获取电能。受电弓与电网的接触导线紧密接触,将交流电引入车内,经过变压、整流等一系列变电设备的处理,把电能转化为适合电动机使用的形式,然后输送给电动机,驱动电车沿着轨道行驶。 - 控制器作用
电车配备有专门的控制器,它能根据驾驶员的操作指令(如踩加速踏板等)精确调节输送到电动机的电流大小、电压高低以及电流的频率(对于交流电动机)等参数,从而实现对电动机转速、转矩的控制,也就控制了电车的行驶速度、加速、减速等状态。
传动系统传递动力
电动机产生的动力要有效地传递到车轮上才能让电车开动。常见的传动方式有直接驱动和间接驱动等。直接驱动比如一些轮毂电机的应用,电动机直接安装在车轮轮毂内,电动机的转动直接带动车轮旋转;间接驱动则可能通过传动轴、减速器、差速器等部件,将电动机的动力按照合适的传动比、扭矩要求等传递到车轮,使车轮获得合适的转速和扭矩,推动电车平稳地在道路上行驶。
总之,电车依靠电能转化为机械能,通过电动机、电能供应及控制、传动系统等多个部分协同工作,实现正常的开动运行。