Двигател за тяга

Транспортни приложения

Железопътна линия

Железниците първи използват двигатели за постоянен ток. Тези двигатели обикновено работят с напрежение около 600 волта. Бяха разработени мощни полупроводници за управление на превключването на променливотоковите двигатели. Те направиха асинхронните двигатели с променлив ток по-добър избор. Асинхронният двигател не се нуждае от контакти вътре в двигателя. Тези променливотокови двигатели са по-прости и по-надеждни от старите постояннотокови двигатели. Асинхронните двигатели за променлив ток са известни като асинхронни тягови двигатели.

Преди средата на 20-ти век един голям двигател често се е използвал за задвижване на няколко колела чрез шарнири. Това е същият начин, по който парните локомотиви са въртели задвижващите си колела. Сега обичайната практика е да се използва един тягов двигател за задвижване на всяка ос чрез зъбно колело.

Обикновено тяговият двигател се монтира между рамата на колелото и задвижващата ос. Това се нарича "окачен на носа тягов двигател". Проблемът при това монтиране е, че част от теглото на двигателя е върху оста. Това води до по-бързо износване на релсовия път и рамата. Електрическите локомотиви "Bi-Polar", построени от General Electric за Milwaukee Road, са с директно задвижване на двигателите. Въртящият се вал на двигателя беше и ос за колелата.

Двигателят за постоянен ток се състои от две части: въртяща се котва и неподвижна полева намотка. Намотките на полето, наричани още статор, заобикалят котвата. Намотките на полето се състоят от плътно навити намотки от проводник в корпуса на двигателя. Котвата, наричана още ротор, е друг набор от намотки от проводник, навити около централния вал. Котвата е свързана с намотките на полето чрез четки. Четките са пружинни контакти, притискащи комутатора. Комутаторът изпраща електричеството в кръгова схема към намотките на котвата. При последователно навит двигател котвата и намотките на полето са свързани последователно. Последователно навитият двигател за постоянен ток има ниско електрическо съпротивление. Когато към двигателя се подаде напрежение, то създава силно магнитно поле в него. Това създава голям въртящ момент, така че е подходящ за стартиране на влак. Ако към двигателя се изпрати по-голям ток от необходимия, въртящият момент ще е твърде голям и колелата ще се завъртят. Ако към двигателя се изпрати твърде голям ток, той може да се повреди. Резисторите се използват за ограничаване на тока при стартиране на двигателя.

Когато двигателят за постоянен ток започне да се върти, магнитните полета в него започват да се съединяват. Те създават вътрешно напрежение. Тази електромагнитна сила (ЕМС) действа срещу напрежението, изпращано към двигателя. ЕМП контролира потока на тока в двигателя. Когато двигателят се ускорява, ЕМП намалява. В двигателя протича по-малко ток и той създава по-малък въртящ момент. Двигателят ще спре да увеличава скоростта си, когато въртящият момент съвпадне (е равен на) със съпротивлението на влака. За да се ускори влакът, към двигателя трябва да се изпрати по-голямо напрежение. Един или повече резистори се премахват, за да се увеличи напрежението. Това ще увеличи тока. Въртящият момент ще се увеличи, както и скоростта на влака. Когато във веригата не са оставени никакви резистори, пълното мрежово напрежение се подава директно към двигателя.

При електрическите влакове първоначално машинистът е трябвало да контролира скоростта, като променя съпротивлението ръчно. До 1914 г. се използва автоматично ускорение. Това се постига чрез ускоряващо реле във веригата на двигателя. Често то се е наричало реле за врязване. Релето наблюдавало спадането на тока и контролирало съпротивлението. Всичко, което водачът е трябвало да направи, е да избере ниска, средна или пълна скорост. Тези скорости се наричат шунтови, серийни и паралелни от начина на свързване на двигателите.

Пътни превозни средства

Вижте също: Хибридно електрическо превозно средство и Електрическо превозно средство

Традиционно пътните превозни средства (автомобили, автобуси и камиони) използват дизелови или бензинови двигатели с трансмисия. През втората половина на 20-ти век започват да се разработват превозни средства с електрически предавателни системи. Тези превозни средства имат източник на електроенергия от батерии или горивни клетки. Те могат да се задвижват и от двигатели с вътрешно горене.

Предимство на използването на електрически двигатели е, че някои видове могат да генерират енергия. Те действат като динамо при спиране. Това спомага за подобряване на ефективността на автомобила.

Охлаждане

Поради високите нива на мощност, използвани от тяговите двигатели, те отделят много топлина. Обикновено те се нуждаят от охлаждане, често с принудително подаване на въздух.