Typer af motorer, der anvendes i elektriske køretøjer

Elektriske køretøjer er ikke noget nyt for denne verden, men med den teknologiske fremskridt og den øgede bekymring for bekæmpelse af forurening har det givet et mærke af fremtidig mobilitet. Kernelementet i EV, bortset fra elektriske køretøjsbatterier, der erstatter forbrændingsmotorer er en elektrisk motor. Den hurtige udvikling inden for kraftelektronik og styringsteknikker har skabt et rum til forskellige typer elektromotorer, der kan bruges i elektriske køretøjer. De elektriske motorer, der anvendes til bilapplikationer, skal have egenskaber som højt startmoment, høj effekttæthed, god effektivitet osv.

Forskellige typer elektriske motorer, der anvendes i elektriske køretøjer

DC-serie motor
Børsteløs DC-motor
Permanent magnet synkron motor (PMSM)
Tre-faset vekselstrømsinduktionsmotorer
Switched reluctance Motors (SRM)

1. DC-serie motor

DC-serie motorens høje startmoment gør det til en passende mulighed til trækkraft. Det var den mest anvendte motor til trækkraftanvendelse i begyndelsen af 1900'erne. Fordelene ved denne motor er nem hastighedskontrol, og den kan også modstå en pludselig stigning i belastning. Alle disse egenskaber gør den til en ideel trækkraftmotor. Den største ulempe ved DC-seriens motor er høj vedligeholdelse på grund af børster og kommutatorer. Disse motorer bruges i indiske jernbaner. Denne motor hører under kategorien DC-børstede motorer.

2. Børsteløs DC-motor

Det svarer til jævnstrømsmotorer med permanente magneter. Det kaldes børsteløst, fordi det ikke har kommutator og børsteindretning. Pendlingen sker elektronisk i denne motor på grund af denne BLDC-motorer er vedligeholdelsesfri. BLDC-motorer har trækkarakteristika som højt startmoment, høj effektivitet omkring 95-98% osv. BLDC-motorer er velegnede til design med høj effektdensitet. BLDC-motorerne er de mest foretrukne motorer til anvendelse i elbiler på grund af dens trækkende egenskaber. Du kan lære mere om BLDC-motorer ved at sammenligne det med normal børstet motor.

BLDC-motorer har yderligere to typer:

jeg. Out-runner type BLDC Motor:

I denne type er motorens rotor til stede udenfor, og statoren er til stede indeni. Det kaldes også som navmotorer, fordi hjulet er direkte forbundet med den udvendige rotor. Denne type motorer kræver ikke eksternt gearsystem. I nogle få tilfælde har selve motoren indbyggede planetgear. Denne motor gør det samlede køretøj mindre omfangsrigt, da det ikke kræver noget gearsystem. Det eliminerer også den nødvendige plads til montering af motoren. Der er en begrænsning af motordimensionerne, som begrænser effekten i in-runner-konfigurationen. Denne motor foretrækkes bredt af producenter af elektriske cykler som Hullikal, Tronx, Spero, lette hastighedscykler osv. Den bruges også af tohjulede producenter som 22 Motors, NDS Eco Motors osv.

ii. In-runner type BLDC Motor:

I denne type er motorens rotor til stede indeni, og statoren er udenfor som konventionelle motorer. Disse motorer kræver et eksternt transmissionssystem for at overføre kraften til hjulene, på grund af dette er out-runner-konfigurationen lidt voluminøs sammenlignet med in-runner-konfigurationen. Mange trehjulede producenter som Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive bruger BLDC-motorer. Producenter af scootere med lav og mellemlang ydeevne bruger også BLDC-motorer til fremdrift.

Det er på grund af disse grunde, at det er bredt foretrukket motor til anvendelse i elektriske køretøjer. Den største ulempe er de høje omkostninger på grund af permanente magneter. Overbelastning af motoren ud over en vis grænse reducerer permanente magneters levetid på grund af termiske forhold.

3. Permanent magnet synkron motor (PMSM)

Denne motor svarer også til BLDC-motoren, som har permanente magneter på rotoren. I lighed med BLDC-motorer har disse motorer også trækkraftegenskaber som høj effekttæthed og høj effektivitet. Forskellen er, at PMSM har sinusformet ryg EMF, mens BLDC har trapezformet ryg EMF. Permanente magnetsynkronmotorer fås til højere effektklasser. PMSM er det bedste valg til højtydende applikationer som biler, busser. På trods af de høje omkostninger yder PMSM hård konkurrence til induktionsmotorer på grund af øget effektivitet end sidstnævnte. PMSM er også dyrere end BLDC-motorer. De fleste af bilfabrikanterne bruger PMSM-motorer til deres hybrid- og elbiler. For eksempel bruger Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, nul motorcykler S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 osv. PMSM-motor til fremdrift.

4. Tre-faset vekselstrømsinduktionsmotorer

De asynkronmotorer ikke har en høj start toque ligesom DC serien motorer under fast spænding og fast frekvens drift. Men denne egenskab kan ændres ved hjælp af forskellige kontrolteknikker som FOC eller v / f metoder. Ved at bruge disse kontrolmetoder stilles det maksimale drejningsmoment til rådighed ved start af motoren, som er egnet til trækkraft. Induktionsmotorer til egernbur har lang levetid på grund af mindre vedligeholdelse. Induktionsmotorer kan designes op til en effektivitet på 92-95%. Den ulempe induktionsmotor er, at det kræver kompliceret inverteringskredsløbet og styring af motorens er vanskelig.

I motorer med permanent magnet bidrager magneterne til fluxdensiteten B. Derfor er det let at justere værdien af B i induktionsmotorer sammenlignet med permanente magnetmotorer. Det er fordi i induktionsmotorer kan værdien af B justeres ved at variere spænding og frekvens (V / f) baseret på momentkrav. Dette hjælper med at reducere tabene, hvilket igen forbedrer effektiviteten.

Tesla Model S er det bedste eksempel på at bevise induktionsmotorers højtydende kapacitet sammenlignet med dets kolleger. Ved at vælge induktionsmotorer kunne Tesla måske have ønsket at fjerne afhængigheden af permanente magneter. Selv Mahindra Reva e2o bruger en trefaset induktionsmotor til fremdrift.Store bilfabrikanter som TATA-motorer har planlagt at bruge induktionsmotorer i deres biler og busser. Tohjulsproducenten TVS-motorer lancerer en elektrisk scooter, der bruger induktionsmotor til fremdrift. Induktionsmotorer er det foretrukne valg til ydeevneorienterede elektriske køretøjer på grund af de lave omkostninger. Den anden fordel er, at den kan modstå barske miljøforhold. På grund af disse fordele er de indiske jernbaner begyndt at udskifte DC-motorer med AC-induktionsmotorer.

5. Switched reluctance Motors (SRM)

Switched Reluctance Motors er en kategori af variabel reluktansmotor med dobbelt styrke. Omskiftede reluktansmotorer er enkle i konstruktionen og robuste. Rotoren på SRM er et stykke lamineret stål uden viklinger eller permanente magneter på det. Dette gør rotorens inerti mindre, hvilket hjælper med høj acceleration. SRM's robuste karakter gør den velegnet til applikationer med høj hastighed. SRM tilbyder også høj effekttæthed, som er nogle krævede egenskaber ved elektriske køretøjer. Da den genererede varme for det meste er begrænset til statoren, er det lettere at afkøle motoren. Den største ulempe ved SRM er kompleksiteten i kontrol og stigning i koblingskredsløbet. Det har også nogle støjproblemer. Når SRM kommer ind på det kommercielle marked, kan det erstatte PMSM og induktionsmotorer i fremtiden.

Indsigt til valg af den rigtige motor til din EV

Til valg af passende elektriske køretøjsmotorer, skal man først angive kravene til den ydelse, som køretøjet skal opfylde, driftsforholdene og omkostningerne forbundet med det. For eksempel applikationer med gokart og tohjulede køretøjer, der kræver mindre ydelse (for det meste mindre end 3 kW) til en lav pris, er det godt at gå med BLDC Hub-motorer. For tre- og tohjulede er det også godt at vælge BLDC-motorer med eller uden et eksternt gearsystem. Til applikationer med høj effekt som tohjulede køretøjer, biler, busser, lastbiler er det ideelle motorvalg PMSM eller induktionsmotorer. Når den synkrone reluktansmotor og switchede reluktansmotor er gjort omkostningseffektive som PMSM- eller induktionsmotorer, kan man have flere muligheder for motortyper til anvendelse af elbiler.