इलेक्ट्रिक वाहने प्रामुख्याने तीन भागांनी बनलेली असतात: मोटार ड्राइव्ह प्रणाली, बॅटरी प्रणाली आणि वाहन नियंत्रण प्रणाली.मोटर ड्राइव्ह सिस्टीम हा एक भाग आहे जो विद्युत उर्जेला थेट यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतरित करतो, जो इलेक्ट्रिक वाहनांचे कार्यप्रदर्शन निर्देशक निर्धारित करतो.म्हणून, ड्राइव्ह मोटरची निवड विशेषतः महत्वाची आहे.
पर्यावरण संरक्षणाच्या वातावरणात, अलीकडच्या काळात इलेक्ट्रिक वाहने देखील संशोधनाचे केंद्र बनले आहेत.इलेक्ट्रिक वाहने शहरी रहदारीमध्ये शून्य किंवा अत्यंत कमी उत्सर्जन साध्य करू शकतात आणि पर्यावरण संरक्षणाच्या क्षेत्रात त्यांचे मोठे फायदे आहेत.सर्व देश इलेक्ट्रिक वाहने विकसित करण्यासाठी प्रयत्नशील आहेत.इलेक्ट्रिक वाहने प्रामुख्याने तीन भागांनी बनलेली असतात: मोटार ड्राइव्ह प्रणाली, बॅटरी प्रणाली आणि वाहन नियंत्रण प्रणाली.मोटर ड्राइव्ह सिस्टीम हा एक भाग आहे जो विद्युत उर्जेला थेट यांत्रिक उर्जेमध्ये रूपांतरित करतो, जो इलेक्ट्रिक वाहनांचे कार्यप्रदर्शन निर्देशक निर्धारित करतो.म्हणून, ड्राइव्ह मोटरची निवड विशेषतः महत्वाची आहे.
1. ड्राइव्ह मोटर्ससाठी इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी आवश्यकता
सध्या, इलेक्ट्रिक वाहनांच्या कामगिरीचे मूल्यमापन प्रामुख्याने खालील तीन कार्यप्रदर्शन निर्देशकांचा विचार करते:
(1) कमाल मायलेज (किमी): बॅटरी पूर्णपणे चार्ज झाल्यानंतर इलेक्ट्रिक वाहनाचे जास्तीत जास्त मायलेज;
(२) प्रवेग क्षमता (एस): विद्युत वाहनाला थांबून ठराविक गतीपर्यंत वेग येण्यासाठी लागणारा किमान वेळ;
(३) कमाल वेग (किमी/ता): इलेक्ट्रिक वाहन पोहोचू शकेल असा कमाल वेग.
इलेक्ट्रिक वाहनांच्या ड्रायव्हिंग वैशिष्ट्यांसाठी डिझाइन केलेल्या मोटर्सना औद्योगिक मोटर्सच्या तुलनेत विशेष कार्यक्षमतेची आवश्यकता असते:
(१) इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव्ह मोटरला वारंवार सुरू/थांबणे, प्रवेग/मंदीकरण आणि टॉर्क नियंत्रणासाठी उच्च गतिमान कार्यक्षमतेची आवश्यकता असते;
(२) संपूर्ण वाहनाचे वजन कमी करण्यासाठी, बहु-स्पीड ट्रान्समिशन सामान्यतः रद्द केले जाते, ज्यासाठी मोटर कमी वेगाने किंवा उतारावर चढताना जास्त टॉर्क देऊ शकते आणि सहसा 4-5 वेळा सहन करू शकते. ओव्हरलोड;
(3) गती नियमन श्रेणी शक्य तितकी मोठी असणे आवश्यक आहे, आणि त्याच वेळी, संपूर्ण गती नियमन श्रेणीमध्ये उच्च कार्यक्षमता राखणे आवश्यक आहे;
(4) मोटार शक्य तितक्या उच्च रेट केलेल्या गतीसाठी डिझाइन केलेली आहे आणि त्याच वेळी, ॲल्युमिनियम मिश्र धातुचे आवरण शक्य तितके वापरले जाते.हाय-स्पीड मोटर आकाराने लहान आहे, जी इलेक्ट्रिक वाहनांचे वजन कमी करण्यास अनुकूल आहे;
(५) इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये ऊर्जेचा इष्टतम वापर आणि ब्रेकिंग एनर्जी रिकव्हरीचे कार्य असले पाहिजे.पुनरुत्पादक ब्रेकिंगद्वारे पुनर्प्राप्त केलेली ऊर्जा सामान्यतः एकूण उर्जेच्या 10% -20% पर्यंत पोहोचली पाहिजे;
(6) इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या मोटारचे कार्य वातावरण अधिक जटिल आणि कठोर असते, ज्यामुळे मोटरला चांगली विश्वासार्हता आणि पर्यावरणीय अनुकूलता आवश्यक असते आणि त्याच वेळी मोटार उत्पादनाची किंमत खूप जास्त असू शकत नाही याची खात्री करणे आवश्यक असते.
2. अनेक सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या ड्राइव्ह मोटर्स
2.1 DC मोटर
इलेक्ट्रिक वाहनांच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, बहुतेक इलेक्ट्रिक वाहनांनी डीसी मोटर्सचा वापर ड्राइव्ह मोटर्स म्हणून केला.या प्रकारचे मोटर तंत्रज्ञान तुलनेने परिपक्व आहे, सुलभ नियंत्रण पद्धती आणि उत्कृष्ट वेग नियमन.स्पीड रेग्युलेशन मोटर्सच्या क्षेत्रात हे सर्वात जास्त वापरले जात असे..तथापि, डीसी मोटरच्या जटिल यांत्रिक संरचनेमुळे, जसे की: ब्रशेस आणि यांत्रिक कम्युटेटर, त्याची तात्काळ ओव्हरलोड क्षमता आणि मोटारीचा वेग आणखी वाढणे मर्यादित आहे आणि दीर्घकालीन कामाच्या बाबतीत, यांत्रिक संरचना मोटर असेल तोटा निर्माण होतो आणि देखभाल खर्च वाढतो.याव्यतिरिक्त, जेव्हा मोटर चालू असते, तेव्हा ब्रशेसच्या ठिणग्यांमुळे रोटर गरम होते, ऊर्जा वाया जाते, उष्णता नष्ट करणे कठीण होते आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप देखील होतो, ज्यामुळे वाहनाच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो.डीसी मोटर्सच्या वरील कमतरतेमुळे, सध्याच्या इलेक्ट्रिक वाहनांनी मुळात डीसी मोटर्स काढून टाकल्या आहेत.
2.2 AC असिंक्रोनस मोटर
एसी एसिंक्रोनस मोटर ही एक प्रकारची मोटर आहे जी उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.हे वैशिष्ट्य आहे की स्टेटर आणि रोटर सिलिकॉन स्टील शीटने लॅमिनेटेड आहेत.दोन्ही टोके ॲल्युमिनियम कव्हर्सने पॅक केलेले आहेत., विश्वसनीय आणि टिकाऊ ऑपरेशन, सुलभ देखभाल.समान शक्तीच्या DC मोटरच्या तुलनेत, AC असिंक्रोनस मोटर अधिक कार्यक्षम आहे आणि वस्तुमान सुमारे अर्धा हलका आहे.वेक्टर नियंत्रणाची नियंत्रण पद्धत स्वीकारल्यास, डीसी मोटरच्या तुलनेत नियंत्रणक्षमता आणि विस्तृत गती नियमन श्रेणी मिळू शकते.उच्च कार्यक्षमता, उच्च विशिष्ट शक्ती आणि हाय-स्पीड ऑपरेशनसाठी उपयुक्ततेच्या फायद्यांमुळे, एसी एसिंक्रोनस मोटर्स हाय-पॉवर इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या मोटर्स आहेत.सध्या, एसी ॲसिंक्रोनस मोटर्स मोठ्या प्रमाणावर तयार केल्या गेल्या आहेत आणि निवडण्यासाठी विविध प्रकारचे परिपक्व उत्पादने आहेत.तथापि, हाय-स्पीड ऑपरेशनच्या बाबतीत, मोटरचे रोटर गंभीरपणे गरम होते आणि ऑपरेशन दरम्यान मोटर थंड करणे आवश्यक आहे.त्याच वेळी, एसिंक्रोनस मोटरची ड्राइव्ह आणि नियंत्रण प्रणाली खूप क्लिष्ट आहे आणि मोटर बॉडीची किंमत देखील जास्त आहे.कायम चुंबक मोटर आणि मोटर्ससाठी स्विच केलेल्या अनिच्छा यांच्या तुलनेत, एसिंक्रोनस मोटर्सची कार्यक्षमता आणि उर्जा घनता कमी आहे, जे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या कमाल मायलेजमध्ये सुधारणा करण्यास अनुकूल नाही.
2.3 कायम चुंबक मोटर
स्थायी चुंबक मोटर्स स्टेटर विंडिंग्सच्या वेगवेगळ्या वर्तमान वेव्हफॉर्म्सनुसार दोन प्रकारांमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात, एक ब्रशलेस डीसी मोटर आहे, ज्यामध्ये आयताकृती पल्स वेव्ह प्रवाह आहे;दुसरी एक कायम चुंबक समकालिक मोटर आहे, ज्यामध्ये साइन वेव्ह करंट आहे.दोन प्रकारचे मोटर्स मुळात संरचना आणि कार्य तत्त्वात समान आहेत.रोटर्स कायम चुंबक असतात, ज्यामुळे उत्तेजनामुळे होणारे नुकसान कमी होते.पर्यायी प्रवाहाद्वारे टॉर्क निर्माण करण्यासाठी विंडिंगसह स्टेटर स्थापित केले आहे, त्यामुळे थंड करणे तुलनेने सोपे आहे.या प्रकारच्या मोटरला ब्रशेस आणि यांत्रिक कम्युटेशन स्ट्रक्चर स्थापित करण्याची आवश्यकता नसल्यामुळे, ऑपरेशन दरम्यान कोणत्याही कम्युटेशन स्पार्क्स निर्माण होणार नाहीत, ऑपरेशन सुरक्षित आणि विश्वासार्ह आहे, देखभाल सोयीस्कर आहे आणि उर्जेचा वापर दर जास्त आहे.
एसी ॲसिंक्रोनस मोटरच्या नियंत्रण प्रणालीपेक्षा कायम चुंबक मोटरची नियंत्रण प्रणाली सोपी आहे.तथापि, कायम चुंबक सामग्री प्रक्रियेच्या मर्यादेमुळे, स्थायी चुंबक मोटरची उर्जा श्रेणी लहान आहे आणि कमाल शक्ती सामान्यतः केवळ दहा लाख आहे, जी कायम चुंबक मोटरची सर्वात मोठी गैरसोय आहे.त्याच वेळी, रोटरवरील कायम चुंबक सामग्रीमध्ये उच्च तापमान, कंपन आणि ओव्हरकरंटच्या परिस्थितीत चुंबकीय क्षय होण्याची घटना असेल, म्हणून तुलनेने जटिल कार्य परिस्थितीत, कायम चुंबक मोटरला नुकसान होण्याची शक्यता असते.शिवाय, कायम चुंबक सामग्रीची किंमत जास्त आहे, म्हणून संपूर्ण मोटर आणि त्याच्या नियंत्रण प्रणालीची किंमत जास्त आहे.
2.4 स्विच केलेले अनिच्छा मोटर
नवीन प्रकारचे मोटर म्हणून, इतर प्रकारच्या ड्राइव्ह मोटर्सच्या तुलनेत स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटरमध्ये सर्वात सोपी रचना आहे.स्टेटर आणि रोटर या दोन्ही सामान्य सिलिकॉन स्टील शीटपासून बनवलेल्या दुहेरी ठळक रचना आहेत.रोटरवर कोणतीही रचना नाही.स्टेटर साध्या एकाग्र वळणासह सुसज्ज आहे, ज्याचे बरेच फायदे आहेत जसे की साधी आणि घन संरचना, उच्च विश्वासार्हता, हलके वजन, कमी किंमत, उच्च कार्यक्षमता, कमी तापमान वाढ आणि सुलभ देखभाल.शिवाय, यात डीसी स्पीड कंट्रोल सिस्टमच्या चांगल्या नियंत्रणक्षमतेची उत्कृष्ट वैशिष्ट्ये आहेत आणि ती कठोर वातावरणासाठी योग्य आहे आणि इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी ड्राइव्ह मोटर म्हणून वापरण्यासाठी अतिशय योग्य आहे.
इलेक्ट्रिक वाहन चालविणारी मोटर्स, DC मोटर्स आणि कायम चुंबक मोटर्सची संरचना आणि जटिल कार्य वातावरणात अनुकूलता कमी असते आणि यांत्रिक आणि डिमॅग्नेटाइझेशन अयशस्वी होण्याची शक्यता असते हे लक्षात घेऊन, हा पेपर स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटर्स आणि AC असिंक्रोनस मोटर्सच्या परिचयावर लक्ष केंद्रित करतो.मशीनच्या तुलनेत, त्याचे खालील पैलूंमध्ये स्पष्ट फायदे आहेत.
2.4.1 मोटर बॉडीची रचना
स्क्विरल-केज इंडक्शन मोटरच्या तुलनेत स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटरची रचना सोपी आहे.त्याचा उत्कृष्ट फायदा असा आहे की रोटरवर कोणतेही वळण नाही आणि ते फक्त सामान्य सिलिकॉन स्टील शीट्सपासून बनलेले आहे.संपूर्ण मोटरचे बहुतेक नुकसान स्टेटर विंडिंगवर केंद्रित होते, ज्यामुळे मोटर तयार करणे सोपे होते, चांगले इन्सुलेशन असते, थंड करणे सोपे असते आणि उत्कृष्ट उष्णता नष्ट करण्याची वैशिष्ट्ये आहेत.ही मोटर रचना मोटरचा आकार आणि वजन कमी करू शकते आणि लहान व्हॉल्यूमसह मिळवता येते.मोठ्या उत्पादन शक्ती.मोटर रोटरच्या चांगल्या यांत्रिक लवचिकतेमुळे, अल्ट्रा-हाय-स्पीड ऑपरेशनसाठी स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटर्सचा वापर केला जाऊ शकतो.
2.4.2 मोटर ड्राइव्ह सर्किट
स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटर ड्राइव्ह सिस्टीमचा फेज करंट दिशाहीन आहे आणि त्याचा टॉर्कच्या दिशेशी काहीही संबंध नाही आणि मोटरच्या चार-चतुर्थांश ऑपरेशन स्थितीची पूर्तता करण्यासाठी फक्त एक मुख्य स्विचिंग डिव्हाइस वापरले जाऊ शकते.पॉवर कन्व्हर्टर सर्किट थेट मोटरच्या उत्तेजना विंडिंगसह मालिकेत जोडलेले आहे आणि प्रत्येक फेज सर्किट स्वतंत्रपणे वीज पुरवठा करते.जरी एखादे विशिष्ट फेज वाइंडिंग किंवा मोटरचे कंट्रोलर अयशस्वी झाले तरीही, त्याला जास्त परिणाम न होता फक्त फेजचे ऑपरेशन थांबवणे आवश्यक आहे.म्हणून, मोटर बॉडी आणि पॉवर कन्व्हर्टर दोन्ही अतिशय सुरक्षित आणि विश्वासार्ह आहेत, म्हणून ते असिंक्रोनस मशीनपेक्षा कठोर वातावरणात वापरण्यासाठी अधिक योग्य आहेत.
2.4.3 मोटर सिस्टमच्या कार्यप्रदर्शन पैलू
स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटर्समध्ये अनेक नियंत्रण मापदंड असतात आणि योग्य नियंत्रण धोरणे आणि सिस्टम डिझाइनद्वारे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या चार-चतुर्थांश ऑपरेशनची आवश्यकता पूर्ण करणे सोपे आहे आणि उच्च-स्पीड ऑपरेशन क्षेत्रात उत्कृष्ट ब्रेकिंग क्षमता राखू शकते.स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटर्समध्ये केवळ उच्च कार्यक्षमता नसते, तर ते वेग नियमनच्या विस्तृत श्रेणीवर उच्च कार्यक्षमता देखील राखतात, जी इतर प्रकारच्या मोटर ड्राइव्ह सिस्टममध्ये अतुलनीय आहे.हे कार्यप्रदर्शन इलेक्ट्रिक वाहनांच्या ऑपरेशनसाठी अतिशय योग्य आहे, आणि इलेक्ट्रिक वाहनांच्या क्रूझिंग श्रेणीमध्ये सुधारणा करण्यासाठी खूप फायदेशीर आहे.
3. निष्कर्ष
या पेपरचा फोकस इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी ड्राईव्ह मोटर म्हणून स्विच केलेल्या अनिच्छा मोटरचे फायदे पुढे मांडणे हा आहे, सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या विविध ड्राईव्ह मोटर स्पीड कंट्रोल सिस्टमची तुलना करून, जे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या विकासातील संशोधनाचे हॉटस्पॉट आहे.या प्रकारच्या विशेष मोटरसाठी, व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये विकासासाठी अद्याप भरपूर जागा आहे.सैद्धांतिक संशोधन करण्यासाठी संशोधकांनी अधिक प्रयत्न करणे आवश्यक आहे आणि त्याच वेळी, या प्रकारच्या मोटरचा व्यवहारात वापर करण्यास प्रोत्साहन देण्यासाठी बाजाराच्या गरजा एकत्र करणे आवश्यक आहे.
पोस्ट वेळ: मार्च-24-2022