Elektrinių transporto priemonių variklių tipai

Elektra varomos transporto priemonės nėra kažkas naujo šiame pasaulyje, tačiau technologinė pažanga ir padidėjęs rūpestis kontroliuojant taršą suteikė jai būsimo mobilumo žymę. Pagrindinis EV elementas, išskyrus elektrinių transporto priemonių akumuliatorius, pakeičiančius vidaus degimo variklius, yra elektrinis variklis. Sparti elektros elektronikos ir valdymo technikos plėtra sukūrė erdvę įvairių tipų elektriniams varikliams, naudojamiems elektrinėse transporto priemonėse. Automobilių varikliams naudojami elektriniai varikliai turėtų pasižymėti tokiomis savybėmis kaip didelis pradinis sukimo momentas, didelis galios tankis, geras efektyvumas ir kt.

Įvairių tipų elektriniai varikliai, naudojami elektrinėse transporto priemonėse

DC serijos variklis
Nešvarus nuolatinės srovės variklis
Nuolatinio magneto sinchroninis variklis (PMSM)
Trifaziai kintamosios srovės asinchroniniai varikliai
Perjungiami nenaudingumo varikliai (SRM)

1. DC serijos variklis

Didelė nuolatinės srovės variklio paleidimo sukimo momento galimybė yra tinkamas pasirinkimas traukai. 1900-ųjų pradžioje tai buvo plačiausiai naudojamas traukos variklis. Šio variklio privalumai yra lengvas greičio valdymas, be to, jis gali atlaikyti staigų apkrovos padidėjimą. Visos šios charakteristikos daro jį idealiu traukos varikliu. Pagrindinis nuolatinės srovės variklio trūkumas yra didelė priežiūra dėl šepečių ir komutatorių. Šie varikliai naudojami Indijos geležinkeliuose. Šis variklis priklauso nuolatinės srovės šepečių variklių kategorijai.

2. Nešvarūs nuolatinės srovės varikliai

Jis panašus į nuolatinės srovės variklius su nuolatiniais magnetais. Jis vadinamas bešepetėliu, nes neturi komutatoriaus ir šepetėlio išdėstymo. Šiame variklyje komutacija atliekama elektroniniu būdu, todėl BLDC varikliams nereikia priežiūros. BLDC varikliai turi sukibimo charakteristikas, tokias kaip didelis paleidimo sukimo momentas, didelis efektyvumas apie 95–98% ir kt. BLDC varikliai yra labiausiai pageidaujami elektrinių transporto priemonių varikliai dėl savo traukos savybių. Galite sužinoti daugiau apie BLDC variklius palyginę jį su įprastu šepečiu varikliu.

BLDC varikliai taip pat turi du tipus:

i. BLDC variklio tipas:

Šio tipo variklio rotorius yra lauke, o statorius - viduje. Jis taip pat vadinamas stebulės varikliais, nes ratas yra tiesiogiai sujungtas su išoriniu rotoriumi. Šio tipo varikliams nereikia išorinės pavarų sistemos. Kai kuriais atvejais pats variklis turi integruotas planetines pavaras. Šis variklis padaro visą transporto priemonę mažiau tūrinę, nes jai nereikia jokios pavarų sistemos. Tai taip pat pašalina vietą, reikalingą varikliui montuoti. Yra variklio matmenų apribojimas, kuris riboja galingumą bėgių konfigūracijoje. Šį variklį plačiai mėgsta elektrinių dviračių gamintojai, tokie kaip „Hullikal“, „Tronx“, „Spero“, lengvieji dviračiai ir kt. Jį taip pat naudoja dviračių gamintojai, tokie kaip „22 Motors“, „NDS Eco Motors“ ir kt.

ii. Bėgimo tipo BLDC variklis:

Šio tipo variklio rotorius yra viduje, o statorius yra išorėje, kaip įprasti varikliai. Šiems varikliams reikalinga išorinė transmisijos sistema, kad galia būtų perduota ratams, todėl išorinio bėgio konfigūracija yra nedaug, palyginti su bėgiko konfigūracija. Daugelis trijų ratų gamintojų, tokių kaip „Goenka“ elektriniai varikliai, „Speego Vehicles“, „Kinetic Green“, „Volta Automotive“, naudoja BLDC variklius. Mažo ir vidutinio našumo motorolerių gamintojai taip pat naudoja BLDC variklius.

Dėl šių priežasčių elektrinėms transporto priemonėms jis yra plačiausiai naudojamas variklis. Pagrindinis trūkumas yra didelės išlaidos dėl nuolatinių magnetų. Perkraunant variklį viršijant tam tikrą ribą, dėl šiluminių sąlygų sutrumpėja nuolatinių magnetų tarnavimo laikas.

3. Nuolatinio magneto sinchroninis variklis (PMSM)

Šis variklis taip pat yra panašus į BLDC variklį, kurio rotoriuje yra nuolatiniai magnetai. Panašiai kaip BLDC varikliai, šie varikliai taip pat turi traukos savybes, tokias kaip didelis galios tankis ir didelis efektyvumas. Skirtumas yra tas, kad PMSM turi sinusinį galinį EMF, o BLDC - trapecijos formos galinį EMF. Nuolatinio magneto sinchroninius variklius galima įsigyti esant didesnei galiai. PMSM yra geriausias pasirinkimas didelio našumo programoms, tokioms kaip automobiliai, autobusai. Nepaisant didelių išlaidų, PMSM teikia didelę konkurenciją asinchroniniams varikliams dėl padidėjusio efektyvumo nei pastarieji. PMSM taip pat yra brangesnis už BLDC variklius. Daugelis automobilių gamintojų savo hibridinėms ir elektrinėms transporto priemonėms naudoja PMSM variklius. Pavyzdžiui, „Toyota Prius“, „Chevrolet Bolt EV“, „Ford Focus Electric“, nuliniai motociklai S / SR, „Nissan Leaf“, „Hinda Accord“, „BMW i3“ ir kt. Varymui naudoja PMSM variklį.

4. Trifaziai kintamosios srovės asinchroniniai varikliai

Į asinchroniniai varikliai neturi aukšto pradedant Toque kaip DC serijos varikliai pagal fiksuotą įtampos ir fiksuoto dažnio veikimo. Tačiau šią charakteristiką galima pakeisti naudojant įvairius valdymo metodus, pvz., FOC arba v / f metodus. Taikant šiuos valdymo metodus, užvedant variklį pasiekiamas didžiausias sukimo momentas, tinkamas traukai. Voverės narvelio asinchroniniai varikliai turi ilgą tarnavimo laiką dėl mažesnės priežiūros. Asinchroniniai varikliai gali būti suprojektuoti iki 92–95% efektyvumo. Iš indukcinis variklis trūkumas yra tai, kad ji reikalauja sudėtingą keitiklio grandinę ir kontrolės variklis yra sunku.

Nuolatinių magnetų varikliuose magnetai prisideda prie srauto tankio B. Todėl asinchroninių variklių B vertę lengva reguliuoti, palyginti su nuolatinio magneto varikliais. Taip yra todėl, kad indukciniuose varikliuose B reikšmę galima reguliuoti keičiant įtampą ir dažnį (V / f), atsižvelgiant į sukimo momento reikalavimus. Tai padeda sumažinti nuostolius, o tai savo ruožtu pagerina efektyvumą.

„Tesla Model S“ yra geriausias pavyzdys, įrodantis aukštą asinchroninių variklių našumą, palyginti su analogais. Pasirinkusi asinchroninius variklius, „Tesla“ galėjo norėti pašalinti priklausomybę nuo nuolatinių magnetų. Net „ Mahindra Reva e2o“ varymui naudoja trifazį asinchroninį variklį.Pagrindiniai automobilių gamintojai, pvz., TATA varikliai, planavo savo automobiliuose ir autobusuose naudoti indukcinius variklius. Dviejų ratų gamintojo „TVS“ varikliai išleis elektrinį paspirtuką, kurio varymui naudojamas asinchroninis variklis. Indukciniai varikliai yra tinkamiausias pasirinkimas į efektyvumą orientuotoms elektrinėms transporto priemonėms, nes jos pigios. Kitas privalumas yra tas, kad jis gali atlaikyti sunkias aplinkos sąlygas. Dėl šių pranašumų Indijos geležinkeliai savo nuolatinės srovės variklius pradėjo keisti kintamosios srovės asinchroniniais varikliais.

5. Perjungiami nenaudingumo varikliai (SRM)

„Switched Reluctance Motors“ yra dvigubo saliato variklio kategorija. Perjungiami nenoriai varikliai yra paprastos konstrukcijos ir tvirti. SRM rotorius yra laminuoto plieno gabalas, ant kurio nėra apvijų ar nuolatinių magnetų. Tai sumažina rotoriaus inerciją, o tai padeda didinti pagreitį. Dėl tvirto SRM pobūdžio jis tinka naudoti dideliu greičiu. SRM taip pat siūlo didelį galios tankį, kuris yra kai kurios reikalingos elektrinių transporto priemonių savybės. Kadangi generuojama šiluma dažniausiai apsiriboja statoriumi, variklį lengviau atvėsinti. Didžiausias trūkumas SRM yra kontroliuoti ir padidinti perjungimo grandinės sudėtingumo. Tai taip pat turi keletą triukšmo problemų. Kai tik SRM pateks į komercinę rinką, ateityje jis gali pakeisti PMSM ir indukcinius variklius.

Įžvalgos, kaip pasirinkti tinkamą variklį savo EV

Tinkamų elektrinių transporto priemonių variklių parinkimui, pirmiausia reikia išvardyti eksploatacinių savybių reikalavimus, kuriuos turi atitikti transporto priemonė, eksploatavimo sąlygas ir su tuo susijusias išlaidas. Pavyzdžiui, kartingo transporto priemonėms ir dviratėms transporto priemonėms, kurioms reikia mažesnio našumo (dažniausiai mažesnės nei 3 kW), už mažą kainą, gerai naudoti BLDC stebulės variklius. Triračiams ir dviratininkams taip pat gerai rinktis BLDC variklius su išorine pavarų sistema arba be jos. Didelės galios, pavyzdžiui, dviejų ratų, lengvųjų automobilių, autobusų, sunkvežimių, atveju idealus variklio pasirinkimas būtų PMSM arba indukciniai varikliai. Kai sinchroninio reluktyvumo variklis ir perjungiamas nenaudingumo variklis bus ekonomiškai efektyvūs kaip PMSM arba indukciniai varikliai, tada elektrinių transporto priemonių naudojimui gali būti daugiau variantų.