इलेक्ट्रिक वाहनों में प्रयुक्त मोटर्स के प्रकार

इलेक्ट्रिक वाहन इस दुनिया के लिए कुछ नए नहीं हैं, लेकिन तकनीकी प्रगति और प्रदूषण को नियंत्रित करने की बढ़ती चिंता ने इसे भविष्य की गतिशीलता का टैग दे दिया है। ईवी का मुख्य तत्व, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के अलावा, जो आंतरिक दहन इंजनों की जगह एक इलेक्ट्रिक मोटर है । पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और नियंत्रण तकनीकों के क्षेत्र में तेजी से विकास ने इलेक्ट्रिक वाहनों में विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग करने के लिए एक स्थान बनाया है। मोटर वाहन अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक मोटर्स में उच्च शुरुआती टोक़, उच्च शक्ति घनत्व, अच्छी दक्षता आदि जैसी विशेषताएं होनी चाहिए।

इलेक्ट्रिक वाहनों में विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग किया जाता है

1. डीसी सीरीज मोटर
2. ब्रशलेस डीसी मोटर
3. स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर (PMSM)
4. थ्री फेज एसी इंडक्शन मोटर्स
5. स्विचित अनिच्छा मोटर्स (SRM)

1. डीसी सीरीज मोटर

डीसी सीरीज मोटर की उच्च प्रारंभिक टोक़ क्षमता यह कर्षण आवेदन के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाती है। 1900 की शुरुआत में कर्षण आवेदन के लिए यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली मोटर थी। इस मोटर के फायदे आसान गति नियंत्रण हैं और यह लोड में अचानक वृद्धि का सामना कर सकते हैं। ये सभी विशेषताएं इसे एक आदर्श कर्षण मोटर बनाती हैं। ब्रश और कम्यूटेटर के कारण डीसी श्रृंखला मोटर का मुख्य दोष उच्च रखरखाव है। इन मोटरों का उपयोग भारतीय रेलवे में किया जाता है। यह मोटर डीसी ब्रश्ड मोटर्स की श्रेणी में आती है।

2. ब्रशलेस डीसी मोटर्स

यह परमानेंट मैग्नेट के साथ डीसी मोटर्स के समान है। इसे ब्रशलेस कहा जाता है क्योंकि इसमें कम्यूटेटर और ब्रश की व्यवस्था नहीं है। इस मोटर में कम्यूटेशन इलेक्ट्रॉनिक रूप से किया जाता है क्योंकि इससे BLDC मोटर्स रखरखाव से मुक्त रहती हैं। BLDC मोटर्स में कर्षण की विशेषताएं हैं जैसे उच्च शुरुआती टोक़, 95-98% के आसपास उच्च दक्षता, आदि। BLDC मोटर्स उच्च शक्ति वाले पावर डिज़ाइन दृष्टिकोण के लिए उपयुक्त हैं। BLDC मोटर्स अपनी कर्षण विशेषताओं के कारण इलेक्ट्रिक वाहन एप्लिकेशन के लिए सबसे पसंदीदा मोटर्स हैं। आप सामान्य ब्रश मोटर के साथ तुलना करके BLDC मोटर्स के बारे में अधिक जान सकते हैं।

BLDC मोटर्स के आगे दो प्रकार हैं:

मैं। आउट-रनर टाइप BLDC मोटर:

इस प्रकार में, मोटर का रोटर बाहर मौजूद होता है और स्टेटर अंदर मौजूद होता है। इसे हब मोटर्स के रूप में भी कहा जाता है क्योंकि पहिया सीधे बाहरी रोटर से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार के मोटर्स को बाहरी गियर सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है। कुछ मामलों में, मोटर में ही ग्रह संबंधी गियर इनबिल्ट होते हैं। यह मोटर समग्र वाहन को कम तेज़ बनाता है क्योंकि इसमें किसी गियर सिस्टम की आवश्यकता नहीं होती है। यह मोटर को माउंट करने के लिए आवश्यक स्थान को भी समाप्त कर देता है। मोटर आयामों पर प्रतिबंध है जो इन-रनर कॉन्फ़िगरेशन में पावर आउटपुट को सीमित करता है। इस मोटर को इलेक्ट्रिक साइकिल निर्माताओं जैसे कि हुलिकल, ट्रॉनक्स, स्पेरो, लाइट स्पीड साइकिल आदि द्वारा व्यापक रूप से पसंद किया जाता है। इसका उपयोग 22-मोटर, एनडीएस इको मोटर्स, आदि जैसे दोपहिया वाहन निर्माताओं द्वारा भी किया जाता है।

ii। इन-रनर प्रकार BLDC मोटर:

इस प्रकार में, मोटर का रोटर अंदर मौजूद होता है और स्टेटर पारंपरिक मोटर्स की तरह बाहर होता है। इन मोटरों को पहियों को शक्ति हस्तांतरित करने के लिए एक बाहरी ट्रांसमिशन सिस्टम की आवश्यकता होती है, क्योंकि इसके कारण इन-रनर कॉन्फ़िगरेशन इन-रनर कॉन्फ़िगरेशन की तुलना में थोड़ा भारी होता है। कई तीन-पहिया निर्माता जैसे गोयनका इलेक्ट्रिक मोटर्स, स्पीगो वाहन, काइनेटिक ग्रीन, वोल्टा ऑटोमोटिव BLDC मोटर्स का उपयोग करते हैं। कम और मध्यम प्रदर्शन वाले स्कूटर निर्माता भी प्रोपल्शन के लिए BLDC मोटर्स का उपयोग करते हैं।

यह इन कारणों से है क्योंकि यह इलेक्ट्रिक वाहन एप्लिकेशन के लिए व्यापक रूप से पसंदीदा मोटर है। मुख्य दोष स्थायी मैग्नेट के कारण उच्च लागत है। एक निश्चित सीमा से अधिक मोटर को ओवरलोड करने से थर्मल स्थिति के कारण स्थायी मैग्नेट का जीवन कम हो जाता है।

3. स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर (PMSM)

यह मोटर भी BLDC मोटर के समान है जिसमें रोटर पर स्थायी मैग्नेट होते हैं । बीएलडीसी मोटरों की तरह ही इन मोटरों में भी उच्च शक्ति घनत्व और उच्च दक्षता जैसी कर्षण विशेषताएं होती हैं। अंतर यह है कि पीएमएसएम में साइनसोइडल बैक ईएमएफ होता है जबकि बीएलडीसी में ट्रैपेज़ॉइडल बैक ईएमएफ होता है। स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स उच्च शक्ति रेटिंग के लिए उपलब्ध हैं। PMSM कारों, बसों जैसे उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए सबसे अच्छा विकल्प है। उच्च लागत के बावजूद, PMSM बाद की तुलना में दक्षता बढ़ाने के कारण प्रेरण मोटर्स को कड़ी प्रतिस्पर्धा प्रदान कर रहा है। PMSM BLDC मोटर्स से भी महंगा है। अधिकांश मोटर वाहन निर्माता अपने हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पीएमएसएम मोटर्स का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, टोयोटा प्रियस, शेवरले बोल्ट ईवी, फोर्ड फोकस इलेक्ट्रिक, शून्य मोटरसाइकिल एस / एसआर, निसान लीफ, हिंद एकॉर्ड, बीएमडब्ल्यू i3, आदि प्रणोदन के लिए पीएमएसएम मोटर का उपयोग करते हैं।

4. थ्री फेज एसी इंडक्शन मोटर्स

प्रेरण मोटर्स डीसी श्रृंखला मोटर्स की तरह एक उच्च शुरू करने टोउक की जरूरत नहीं है तय वोल्टेज और तय आवृत्ति आपरेशन के तहत। लेकिन इस विशेषता को FOC या v / f विधियों जैसे विभिन्न नियंत्रण तकनीकों का उपयोग करके बदला जा सकता है। इन नियंत्रण विधियों का उपयोग करके, अधिकतम टोक़ मोटर की शुरुआत में उपलब्ध कराया जाता है जो कर्षण अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है। कम रखरखाव के कारण गिलहरी पिंजरे प्रेरण मोटर्स का जीवन लंबा होता है। प्रेरण मोटर्स को 92-95% की दक्षता तक डिज़ाइन किया जा सकता है। एक प्रेरण मोटर के दोष यह है कि यह जटिल इन्वर्टर सर्किट और नियंत्रण की आवश्यकता की मोटर मुश्किल है ।

स्थायी चुंबक मोटर्स में, मैग्नेट फ्लक्स घनत्व बी में योगदान करते हैं। इसलिए, स्थायी चुंबक मोटर्स की तुलना में प्रेरण मोटर्स में बी के मूल्य को समायोजित करना आसान है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इंडक्शन मोटर्स में B का मान वोल्टेज और आवृत्ति (V / f) को अलग करके टॉर्क की आवश्यकताओं के आधार पर समायोजित किया जा सकता है। यह नुकसान को कम करने में मदद करता है जो बदले में दक्षता में सुधार करता है।

टेस्ला मॉडल एस अपने समकक्षों की तुलना में प्रेरण मोटर्स की उच्च प्रदर्शन क्षमता को साबित करने के लिए सबसे अच्छा उदाहरण है । प्रेरण मोटर्स के लिए चयन करके, टेस्ला ने स्थायी मैग्नेट पर निर्भरता को खत्म करना चाहा होगा। यहां तक ​​कि महिंद्रा रेवा e2o अपने प्रणोदन के लिए तीन चरण प्रेरण मोटर का उपयोग करता है।TATA मोटर्स जैसे प्रमुख ऑटोमोटिव निर्माताओं ने अपनी कारों और बसों में Induction मोटर्स का उपयोग करने की योजना बनाई है। दोपहिया वाहन निर्माता टीवीएस मोटर्स एक इलेक्ट्रिक स्कूटर लॉन्च करने जा रही है जो अपने प्रणोदन के लिए इंडक्शन मोटर का उपयोग करता है। इंडक्शन मोटर्स अपनी सस्ती लागत के कारण प्रदर्शन उन्मुख इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पसंदीदा विकल्प हैं। अन्य लाभ यह है कि यह बीहड़ पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना कर सकता है। इन फायदों के कारण, भारतीय रेलवे ने अपने डीसी मोटर्स को एसी इंडक्शन मोटर्स के साथ बदलना शुरू कर दिया है।

5. स्विच किया हुआ अनिच्छा मोटर्स (SRM)

स्विच्ड रिलैक्शंस मोटर्स डबल सलूशन के साथ परिवर्तनीय अनिच्छा मोटर की एक श्रेणी है। स्विचित अनिच्छा मोटर्स निर्माण और मजबूत में सरल हैं। एसआरएम का रोटर टुकड़े टुकड़े में स्टील का एक टुकड़ा है, जिस पर कोई घुमावदार या स्थायी मैग्नेट नहीं है । यह रोटर की जड़ता को कम करता है जो उच्च त्वरण में मदद करता है। एसआरएम की मजबूत प्रकृति इसे उच्च गति के आवेदन के लिए उपयुक्त बनाती है। एसआरएम उच्च शक्ति घनत्व भी प्रदान करता है जो इलेक्ट्रिक वाहनों की कुछ आवश्यक विशेषताएं हैं। चूंकि उत्पन्न गर्मी ज्यादातर स्टेटर तक ही सीमित है, इसलिए मोटर को ठंडा करना आसान है। SRM की सबसे बड़ी कमी स्विचिंग सर्किट में नियंत्रण और वृद्धि में जटिलता है। इसमें कुछ शोर मुद्दे भी हैं। एक बार एसआरएम वाणिज्यिक बाजार में प्रवेश कर जाता है, यह भविष्य में पीएमएसएम और इंडक्शन मोटर्स को बदल सकता है।

अपने ईवी के लिए सही मोटर का चयन करने के लिए अंतर्दृष्टि

उपयुक्त इलेक्ट्रिक वाहन मोटर्स का चयन करने के लिए, किसी को पहले उस प्रदर्शन की आवश्यकताओं को सूचीबद्ध करना होगा जो वाहन को पूरा करना है, परिचालन की स्थिति और इसके साथ जुड़ी लागत। उदाहरण के लिए, गो-कार्ट वाहन और दोपहिया वाहनों के लिए जो कम कीमत पर कम प्रदर्शन (ज्यादातर 3 किलोवाट से कम) की आवश्यकता होती है, बीएलडीसी हब मोटर्स के साथ जाना अच्छा है। तिपहिया और दुपहिया वाहनों के लिए, बाहरी गियर सिस्टम के साथ या बिना BLDC मोटर्स का चयन करना भी अच्छा है। प्रदर्शन दोपहिया, कारों, बसों, ट्रकों जैसे उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श मोटर विकल्प PMSM या इंडक्शन मोटर्स होंगे। एक बार जब सिंक्रोनस अनिच्छा मोटर और स्विचड अनिच्छा मोटर को PMSM या इंडक्शन मोटर्स के रूप में लागत प्रभावी बनाया जाता है, तो किसी के पास इलेक्ट्रिक वाहन एप्लिकेशन के लिए मोटर प्रकार के अधिक विकल्प हो सकते हैं।