Az elektromos járművekben használt motortípusok

Az elektromos járművek nem valami újdonságok ebben a világban, de a technológiai fejlődés és a szennyezés visszaszorításával kapcsolatos fokozott aggodalmak a jövőbeni mobilitást jelölték meg. A belső égésű motorokat helyettesítő villamosenergia-motor központi eleme, az elektromos járműelemektől eltekintve, egy elektromos motor. Az erőteljes elektronika és a vezérlési technikák gyors fejlődése teret teremtett az elektromos járművekben használatos különféle típusú elektromos motorok számára. Az autóipari alkalmazásokhoz használt villanymotoroknak olyan jellemzőkkel kell rendelkezniük, mint a magas indítónyomaték, a nagy teljesítménysűrűség, a jó hatásfok stb.

Különböző típusú elektromos motorok, amelyeket elektromos járművekben használnak

1. DC sorozatú motor
2. Kefe nélküli egyenáramú motor
3. Állandó mágnes szinkron motor (PMSM)
4. Háromfázisú váltóáramú indukciós motorok
5. Kapcsolt reluktancia motorok (SRM)

1. DC sorozatú motor

A DC sorozatú motor nagy indítónyomaték képessége alkalmassá teszi a vontatásra. Az 1900-as évek elején ez volt a legszélesebb körben használt vontatási motor. Ennek a motornak az előnyei a könnyű sebességszabályozás, és ellenáll a hirtelen terhelésnövekedésnek is. Mindezek a tulajdonságok ideális vontatómotorrá teszik. A DC sorozatú motor fő hátránya a nagy karbantartás a kefék és a kommutátorok miatt. Ezeket a motorokat az indiai vasutakban használják. Ez a motor a DC szálcsiszolt motorok kategóriájába tartozik.

2. Kefe nélküli egyenáramú motorok

Hasonló az állandó mágneses egyenáramú motorokhoz. Kefe nélkülinek hívják, mert nincs kommutátor és kefe elrendezése. A kommutációt ebben a motorban elektronikus úton végzik, emiatt a BLDC motorok karbantartást nem igényelnek. A BLDC motorok olyan vonóerővel rendelkeznek, mint a nagy indítónyomaték, a nagy hatékonyság 95-98% körüli stb. A BLDC motorok a legkedvezőbb motorok az elektromos járművekhez vonóerő-tulajdonságaik miatt. A BLDC motorokról többet megtudhat, ha összehasonlítja a normál szálcsiszolt motorokkal.

A BLDC motoroknak két típusa van:

én. Kiugró típusú BLDC motor:

Ebben a típusban a motor forgórésze kívül van, az állórész pedig belül. Hub motoroknak is nevezik , mert a kerék közvetlenül kapcsolódik a külső rotorhoz. Ez a típusú motor nem igényel külső hajtóművet. Néhány esetben magában a motorban is vannak beépített bolygókerekek. Ez a motor az egész járművet kevésbé terjedelmessé teszi, mivel nem igényel semmilyen sebességváltó rendszert. Megszünteti a motor felszereléséhez szükséges helyet is. A motor méretére vonatkozik egy korlátozás, amely korlátozza a kimenő teljesítményt a futón belüli konfigurációban. Ezt a motort széles körben előnyben részesítik az olyan elektromos kerékpárgyártók, mint a Hullikal, Tronx, Spero, könnyű kerékpárok stb. Kétkerekű gyártók is használják, mint például a 22 Motors, az NDS Eco Motors stb.

ii. Futó típusú BLDC motor:

Ebben a típusban a motor forgórésze bent van, az állórész pedig kívül, mint a hagyományos motorok. Ezeknek a motoroknak külső erőátviteli rendszerre van szükségük, hogy átadják az erőt a kerekeknek, emiatt a futón kívüli konfiguráció kevéssé terjedelmes, összehasonlítva a futón belüli konfigurációval. Sok háromkerekű gyártó, például a Goenka Electric Motors, a Speego Vehicles, a Kinetic Green, a Volta Automotive használja a BLDC motorokat. Az alacsony és közepes teljesítményű robogók gyártói a hajtáshoz BLDC motorokat is használnak.

Ezen okok miatt széles körben előnyben részesített motor az elektromos járművek alkalmazásához. A fő hátrány az állandó mágnesek magas költsége. A motor túlterhelése egy bizonyos határon túl csökkenti az állandó mágnesek élettartamát a hőviszonyok miatt.

3. Állandó mágneses szinkron motor (PMSM)

Ez a motor hasonlít a BLDC motorhoz, amelynek állandó mágnesei vannak a forgórészen. A BLDC motorokhoz hasonlóan ezeknek a motoroknak olyan vonóerő-jellemzői is vannak, mint a nagy teljesítménysűrűség és a magas hatásfok. A különbség az, hogy a PMSM-nek sinusoid hátsó EMF-je van, míg a BLDC-nek trapéz hátsó EMF-je van. Állandó mágneses szinkron motorok kaphatók nagyobb teljesítményhez. A PMSM a legjobb választás nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, például autókhoz, buszokhoz. A magas költségek ellenére a PMSM szigorú versenyt biztosít az indukciós motorok számára az utóbbinál megnövelt hatékonyság miatt. A PMSM is drágább, mint a BLDC motorok. Az autóipari gyártók többsége PMSM motorokat használ hibrid és elektromos járműveihez. Például a Toyota Prius, a Chevrolet Bolt EV, a Ford Focus Electric, a nulla motorkerékpár S / SR, a Nissan Leaf, a Hinda Accord, a BMW i3 stb. PMSM motort használ a meghajtáshoz.

4. Háromfázisú váltóáramú indukciós motorok

Az indukciós motorok nem rendelkeznek nagy indítási nyomatékkal, mint a DC sorozatú motorok, fix feszültségű és rögzített frekvenciájú üzemmódban. De ez a jellemző megváltoztatható különféle szabályozási technikákkal, például FOC vagy v / f módszerekkel. Ezen szabályozási módszerek alkalmazásával a motor indításakor elérhetővé válik a maximális nyomaték, amely alkalmas vontatásra. A mókusketrec indukciós motorok hosszú élettartamúak a kevesebb karbantartás miatt. Az indukciós motorok 92-95% -os hatékonyságig tervezhetők. Az indukciós motor hátránya, hogy komplex inverter áramkört igényel, és a motor vezérlése nehéz.

Az állandó mágneses motorokban a mágnesek hozzájárulnak a B fluxus sűrűségéhez. Ezért a B értékének beállítása az indukciós motorokban könnyű, ha összehasonlítjuk az állandó mágneses motorokkal. Ugyanis az indukciós motorokban a B értéke a nyomatékigény alapján a feszültség és frekvencia (V / f) változtatásával állítható be. Ez segít csökkenteni a veszteségeket, ami javítja a hatékonyságot.

A Tesla Model S a legjobb példa az indukciós motorok nagy teljesítményű képességének bizonyítására társaihoz képest. Az indukciós motorok választásával a Tesla el akarta szüntetni az állandó mágnesektől való függőséget. Még a Mahindra Reva e2o is háromfázisú indukciós motort használ meghajtására.A nagy autógyártók, mint például a TATA motorok, indukciós motorok használatát tervezték autóikban és buszaikban. A kétkerekű gyártó, a TVS motorok elektromos robogót dobnak piacra, amely indukciós motort használ a meghajtására. Az indukciós motorok az előnyös választás a teljesítményorientált elektromos járművek számára olcsó költsége miatt. A másik előny, hogy ellenáll a zord környezeti feltételeknek. Ezen előnyök miatt az indiai vasutak megkezdték egyenáramú motorjaik cseréjét váltakozó áramú indukciós motorokkal.

5. Kapcsolt reluktancia motorok (SRM)

A kapcsolt reluktivitású motorok a változó reluktivitású motorok kategóriája, kettős kioldással. A kapcsolt reluktancia motorok felépítése egyszerű és robusztus. Az SRM forgórésze egy darab laminált acél, amelyen nincs tekercselés vagy állandó mágnes. Ez csökkenti a rotor tehetetlenségét, ami segíti a nagy gyorsulást. Az SRM robusztus jellege alkalmassá teszi a nagy sebességű alkalmazásokra. Az SRM emellett nagy teljesítménysűrűséget is kínál, amelyek az elektromos járművek szükséges tulajdonságai. Mivel a keletkező hő többnyire az állórészre korlátozódik, könnyebb hűteni a motort. Az SRM legnagyobb hátránya a vezérlés bonyolultsága és a kapcsolási áramkör növekedése. Néhány zajprobléma is van. Amint az SRM belép a kereskedelmi piacra, a jövőben helyettesítheti a PMSM és az indukciós motorokat.

Betekintés a megfelelő motor kiválasztásához az EV-hez

A megfelelő elektromos jármű motorok kiválasztásához, először fel kell sorolni a járműnek teljesítendő teljesítmény követelményeit, az üzemeltetési feltételeket és az ezzel járó költségeket. Például gokartos járművekhez és kétkerekűekhez, amelyek alacsonyabb költségeket igényelnek (többnyire 3 kW-nál kisebbek), jó, ha BLDC Hub motorokkal járunk. Háromkerekűek és kétkerekűek számára is jó a BLDC motorok választása külső hajtóművel vagy anélkül. Nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, például kétkerekű motorokhoz, autókhoz, buszokhoz, teherautókhoz az ideális motorválasztás a PMSM vagy az indukciós motor. Miután a szinkron reluktancia motor és a kapcsolt reluktancia motor költséghatékonnyá vált, mint PMSM vagy indukciós motor, akkor többféle motortípusra lehet választani az elektromos járművek alkalmazásához.