Vrste motora koji se koriste u električnim vozilima

Električna vozila nisu nešto novo na ovom svijetu, ali s tehnološkim napretkom i povećanom zabrinutošću za kontrolu zagađenja postavila su mu oznaku buduće mobilnosti. Osnovni element EV-a, osim baterija na električna vozila, koji zamjenjuju motore s unutarnjim izgaranjem, je i električni motor. Brzi razvoj na polju energetske elektronike i upravljačkih tehnika stvorio je prostor za razne vrste elektromotora koji će se koristiti u električnim vozilima. Elektromotori koji se koriste za automobilsku primjenu trebali bi imati karakteristike poput velikog startnog momenta, velike gustoće snage, dobre učinkovitosti itd.

Razne vrste električnih motora koji se koriste u električnim vozilima

1. Motor istosmjerne struje
2. Istosmjerni motor bez četkica
3. Sinkroni motor sa stalnim magnetima (PMSM)
4. Trofazni indukcijski motori naizmjenične struje
5. Preklopni relukcijski motori (SRM)

1. Motor DC serije

Velike zakretne momente startnog momenta motora serije DC čine prikladnom opcijom za primjenu vuče. Bio je to najčešće korišten motor za primjenu vuče u ranim 1900-ima. Prednosti ovog motora su jednostavna kontrola brzine, a može podnijeti i nagli porast opterećenja. Sve ove karakteristike čine ga idealnim vučnim motorom. Glavni nedostatak motora serije DC je visoko održavanje zbog četkica i komutatora. Ti se motori koriste u indijskim željeznicama. Ovaj motor spada u kategoriju istosmjerno četkanih motora.

2. Istosmjerni motori bez četkica

Sličan je istosmjernim motorima s trajnim magnetima. Zove se bez četkica jer nema komutator i raspored četki. Komutacija se u ovom motoru vrši elektronički, jer su BLDC motori bez održavanja. BLDC motori imaju vučne karakteristike poput visokog momenta pokretanja, visoke učinkovitosti oko 95-98%, itd. BLDC motori pogodni su za pristup dizajnu velike gustoće snage. BLDC motori su najpoželjniji motori za primjenu na električnim vozilima zbog svojih vučnih karakteristika. O BLDC motorima možete saznati više uspoređujući ih s normalnim četkanim motorom.

BLDC motori nadalje imaju dvije vrste:

ja BLDC motor van trkača:

Kod ove je vrste rotor motora prisutan izvana, a stator unutra. Također se naziva i glavčinim motorima jer je kotač izravno povezan s vanjskim rotorom. Ova vrsta motora ne zahtijeva vanjski sustav zupčanika. U nekoliko slučajeva sam motor ima ugrađene planetarne zupčanike. Ovaj motor cjelokupno vozilo čini manje glomaznim jer ne zahtijeva nikakav sustav zupčanika. Također uklanja prostor potreban za ugradnju motora. Postoji ograničenje dimenzija motora koje ograničava izlaznu snagu u konfiguraciji tekućeg motora. Ovaj su motor uglavnom preferirali proizvođači električnih ciklusa poput Hullikala, Tronxa, Speroa, lakih bicikala itd. Također ga koriste proizvođači dvokotača poput 22 Motors, NDS Eco Motors, itd.

ii. BLDC motor u obliku trkača:

Kod ovog tipa, rotor motora je prisutan unutra, a stator je vani poput uobičajenih motora. Ovi motori zahtijevaju vanjski prijenosni sustav za prijenos snage na kotače, zbog čega je konfiguracija izvan trkača malo glomazna u usporedbi s konfiguracijom u trkaču. Mnogi proizvođači trokotača poput Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive koriste BLDC motore. Proizvođači skutera niskih i srednjih performansi također koriste BLDC motore za pogon.

Iz ovih razloga je široko preferirani motor za primjenu na električna vozila. Glavni nedostatak je visoka cijena zbog trajnih magneta. Preopterećenje motora preko određene granice smanjuje život trajnih magneta zbog toplinskih uvjeta.

3. Sinkroni motor s trajnim magnetima (PMSM)

Ovaj je motor također sličan BLDC motoru koji ima trajne magnete na rotoru. Slično BLDC motorima, ovi motori također imaju vučne karakteristike poput velike gustoće snage i visoke učinkovitosti. Razlika je u tome što PMSM ima sinusoidalni stražnji EMF, dok BLDC ima trapezoidalni stražnji EMF. Sinkroni motori sa stalnim magnetima dostupni su za veće snage. PMSM je najbolji izbor za aplikacije visokih performansi poput automobila, autobusa. Unatoč visokim troškovima, PMSM pruža jaku konkurenciju indukcijskim motorima zbog povećane učinkovitosti od potonjih. PMSM je također skuplji od BLDC motora. Većina proizvođača automobila koriste PMSM motore za svoja hibridna i električna vozila. Na primjer, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, motocikli nula S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 itd. Koriste PMSM motor za pogon.

4. Trofazni indukcijski motori naizmjenične struje

U asinkroni motori nemaju visoku početnu toque poput DC serije motora ispod fiksnog napona i fiksni rad frekvencije. Ali ova se karakteristika može izmijeniti upotrebom različitih kontrolnih tehnika poput FOC ili v / f metoda. Korištenjem ovih metoda upravljanja, najveći startni moment postaje dostupan pri pokretanju motora koji je prikladan za vuču. Asinkorski motori s kaveznim vjevericama imaju dug životni vijek zbog manjeg održavanja. Indukcijski motori mogu se projektirati do učinkovitosti od 92-95%. Nedostatak indukcijskog motora je što zahtijeva složen sklop pretvarača i kontrole za motor je teško.

U motorima s trajnim magnetima magneti pridonose gustoći protoka B. Stoga je podešavanje vrijednosti B u indukcijskim motorima jednostavno u usporedbi s motorima s trajnim magnetima. To je zato što se u indukcijskim motorima vrijednost B može prilagoditi promjenom napona i frekvencije (V / f) na temelju zahtjeva za okretnim momentom. To pomaže u smanjenju gubitaka što zauzvrat poboljšava učinkovitost.

Tesla Model S najbolji je primjer za dokazivanje sposobnosti visokih performansi asinhronih motora u usporedbi s kolegama. Odlučivši se za indukcijske motore, Tesla je možda želio eliminirati ovisnost o trajnim magnetima. Čak i Mahindra Reva e2o koristi trofazni indukcijski motor za pogon.Glavni proizvođači automobila poput TATA motora planirali su koristiti indukcijske motore u svojim automobilima i autobusima. Proizvođač TVS motora na dva kotača lansirat će električni skuter koji za pogon koristi indukcijski motor. Indukcijski motori su preferirani izbor za električna vozila orijentirana na performanse zbog svojih jeftinih troškova. Druga je prednost što može podnijeti neravne uvjete okoliša. Zbog ovih prednosti indijske željeznice počele su zamjenjivati ​​svoje istosmjerne motore s indukcijskim motorima na izmjeničnu struju.

5. Preklopni relukcijski motori (SRM)

Switched Reluctance Motors je kategorija promjenjivih relukcijskih motora s dvostrukom istaknutošću. Preklopni relukcijski motori jednostavne su konstrukcije i robusni. Rotor SRM-a je komad laminiranog čelika na kojem nema namota ili trajnih magneta. To čini inerciju rotora manjom što pomaže u velikom ubrzanju. Robusna priroda SRM-a čini ga pogodnim za velike brzine primjene. SRM također nudi veliku gustoću snage što su neke potrebne karakteristike električnih vozila. Budući da je proizvedena toplina uglavnom ograničena na stator, motor je lakše hladiti. Najveći nedostatak SRM je složenost u kontroli i povećanju sklopke. Ima i nekih problema s bukom. Jednom kada SRM uđe na komercijalno tržište, u budućnosti može zamijeniti PMSM i indukcijske motore.

Uvid u odabir pravog motora za vaš EV

Za odabir odgovarajućih motora s električnim vozilom, prvo je potrebno navesti zahtjeve performansi koje vozilo mora ispuniti, radne uvjete i troškove povezane s tim. Na primjer, za karting vozila i aplikacije na dva kotača koja zahtijevaju manje performanse (uglavnom manje od 3 kW) po niskoj cijeni, dobro je ići s BLDC glavčinim motorima. Za trokotače i dvokotače također je dobro odabrati BLDC motore s vanjskim sustavom zupčanika ili bez njega. Za aplikacije velike snage, poput izvedbe dvokotača, automobila, autobusa, kamiona, idealan izbor motora bi bili PMSM ili indukcijski motori. Jednom kada sinkroni relukcijski motor i prebačeni relukcijski motor budu isplativi kao PMSM ili indukcijski motori, tada se može dobiti više opcija tipova motora za primjenu na električna vozila.