इलेक्ट्रिक वाहन मुख्य रूप से तीन भागों से बने होते हैं: मोटर ड्राइव सिस्टम, बैटरी सिस्टम और वाहन नियंत्रण सिस्टम। मोटर ड्राइव सिस्टम वह हिस्सा है जो विद्युत ऊर्जा को सीधे यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रदर्शन संकेतक निर्धारित करता है। इसलिए, ड्राइव मोटर का चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
पर्यावरण संरक्षण के माहौल में, इलेक्ट्रिक वाहन भी हाल के वर्षों में एक अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गए हैं। इलेक्ट्रिक वाहन शहरी यातायात में शून्य या बहुत कम उत्सर्जन प्राप्त कर सकते हैं, और पर्यावरण संरक्षण के क्षेत्र में बड़े फायदे हैं। सभी देश इलेक्ट्रिक वाहन विकसित करने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं। इलेक्ट्रिक वाहन मुख्य रूप से तीन भागों से बने होते हैं: मोटर ड्राइव सिस्टम, बैटरी सिस्टम और वाहन नियंत्रण सिस्टम। मोटर ड्राइव सिस्टम वह हिस्सा है जो विद्युत ऊर्जा को सीधे यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के प्रदर्शन संकेतक निर्धारित करता है। इसलिए, ड्राइव मोटर का चयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
1. इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ड्राइव मोटर की आवश्यकताएँ
वर्तमान में, इलेक्ट्रिक वाहन प्रदर्शन का मूल्यांकन मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन प्रदर्शन संकेतकों पर विचार करता है:
(1) अधिकतम माइलेज (किमी): बैटरी पूरी तरह चार्ज होने के बाद इलेक्ट्रिक वाहन का अधिकतम माइलेज;
(2) त्वरण क्षमता: एक इलेक्ट्रिक वाहन को एक ठहराव से एक निश्चित गति तक गति करने के लिए आवश्यक न्यूनतम समय;
(3) अधिकतम गति (किमी/घंटा): अधिकतम गति जो एक इलेक्ट्रिक वाहन तक पहुंच सकती है।
इलेक्ट्रिक वाहनों की ड्राइविंग विशेषताओं के लिए डिज़ाइन की गई मोटरों में औद्योगिक मोटरों की तुलना में विशेष प्रदर्शन आवश्यकताएँ होती हैं:
(1) इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव मोटर को आमतौर पर बार-बार स्टार्ट/स्टॉप, त्वरण/मंदी और टॉर्क नियंत्रण के लिए उच्च गतिशील प्रदर्शन आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है;
(2) पूरे वाहन के वजन को कम करने के लिए, मल्टी-स्पीड ट्रांसमिशन को आमतौर पर रद्द कर दिया जाता है, जिसके लिए आवश्यक है कि मोटर कम गति पर या ढलान पर चढ़ते समय उच्च टॉर्क प्रदान कर सके, और आमतौर पर 4-5 बार का सामना कर सके। अधिभार;
(3) गति विनियमन सीमा यथासंभव बड़ी होनी आवश्यक है, और साथ ही, संपूर्ण गति विनियमन सीमा के भीतर उच्च परिचालन दक्षता बनाए रखना आवश्यक है;
(4) मोटर को यथासंभव उच्च रेटेड गति के लिए डिज़ाइन किया गया है, और साथ ही, जितना संभव हो सके एल्यूमीनियम मिश्र धातु आवरण का उपयोग किया जाता है। हाई-स्पीड मोटर आकार में छोटी है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के वजन को कम करने के लिए अनुकूल है;
(5) इलेक्ट्रिक वाहनों में इष्टतम ऊर्जा उपयोग होना चाहिए और ब्रेकिंग एनर्जी रिकवरी का कार्य होना चाहिए। पुनर्योजी ब्रेकिंग द्वारा पुनर्प्राप्त ऊर्जा आम तौर पर कुल ऊर्जा का 10% -20% तक पहुंचनी चाहिए;
(6) इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग की जाने वाली मोटर का कार्य वातावरण अधिक जटिल और कठोर होता है, जिसके लिए मोटर की अच्छी विश्वसनीयता और पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता की आवश्यकता होती है, और साथ ही यह सुनिश्चित करना होता है कि मोटर उत्पादन की लागत बहुत अधिक न हो।
2. आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कई ड्राइव मोटरें
2.1 डीसी मोटर
इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास के प्रारंभिक चरण में, अधिकांश इलेक्ट्रिक वाहनों में ड्राइव मोटर के रूप में डीसी मोटर का उपयोग किया जाता था। आसान नियंत्रण विधियों और उत्कृष्ट गति विनियमन के साथ इस प्रकार की मोटर तकनीक अपेक्षाकृत परिपक्व है। यह गति विनियमन मोटरों के क्षेत्र में सबसे अधिक उपयोग किया जाता था। . हालाँकि, डीसी मोटर की जटिल यांत्रिक संरचना के कारण, जैसे: ब्रश और यांत्रिक कम्यूटेटर, इसकी तात्कालिक अधिभार क्षमता और मोटर गति में और वृद्धि सीमित है, और दीर्घकालिक कार्य के मामले में, की यांत्रिक संरचना मोटर को नुकसान होगा और रखरखाव की लागत बढ़ जाएगी। इसके अलावा, जब मोटर चल रही होती है, तो ब्रश से निकलने वाली चिंगारी रोटर को गर्म कर देती है, ऊर्जा बर्बाद करती है, गर्मी को नष्ट करना मुश्किल बना देती है, और उच्च आवृत्ति वाले विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का भी कारण बनती है, जो वाहन के प्रदर्शन को प्रभावित करती है। डीसी मोटर्स की उपरोक्त कमियों के कारण, वर्तमान इलेक्ट्रिक वाहनों ने मूल रूप से डीसी मोटर्स को समाप्त कर दिया है।
2.2 एसी अतुल्यकालिक मोटर
एसी एसिंक्रोनस मोटर एक प्रकार की मोटर है जिसका उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसकी विशेषता यह है कि स्टेटर और रोटर को सिलिकॉन स्टील शीट से लेमिनेट किया जाता है। दोनों सिरों को एल्यूमीनियम कवर के साथ पैक किया गया है। , विश्वसनीय और टिकाऊ संचालन, आसान रखरखाव। समान शक्ति की डीसी मोटर की तुलना में, एसी एसिंक्रोनस मोटर अधिक कुशल है, और द्रव्यमान लगभग आधा हल्का है। यदि वेक्टर नियंत्रण की नियंत्रण विधि अपनाई जाती है, तो डीसी मोटर की तुलना में नियंत्रणीयता और व्यापक गति विनियमन सीमा प्राप्त की जा सकती है। उच्च दक्षता, उच्च विशिष्ट शक्ति और उच्च गति संचालन के लिए उपयुक्तता के फायदे के कारण, एसी एसिंक्रोनस मोटर उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रिक वाहनों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली मोटर हैं। वर्तमान में, एसी एसिंक्रोनस मोटर्स का उत्पादन बड़े पैमाने पर किया गया है, और चुनने के लिए विभिन्न प्रकार के परिपक्व उत्पाद हैं। हालाँकि, हाई-स्पीड ऑपरेशन के मामले में, मोटर का रोटर गंभीर रूप से गर्म हो जाता है, और ऑपरेशन के दौरान मोटर को ठंडा किया जाना चाहिए। इसी समय, अतुल्यकालिक मोटर की ड्राइव और नियंत्रण प्रणाली बहुत जटिल है, और मोटर बॉडी की लागत भी अधिक है। स्थायी चुंबक मोटर और स्विचित अनिच्छा मोटरों की तुलना में, अतुल्यकालिक मोटरों की दक्षता और शक्ति घनत्व कम है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के अधिकतम लाभ में सुधार के लिए अनुकूल नहीं है।
2.3 स्थायी चुंबक मोटर
स्थायी चुंबक मोटर्स को स्टेटर वाइंडिंग के विभिन्न वर्तमान तरंग रूपों के अनुसार दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, एक ब्रशलेस डीसी मोटर है, जिसमें एक आयताकार पल्स तरंग धारा होती है; दूसरा एक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर है, जिसमें साइन वेव करंट होता है। दो प्रकार की मोटरें मूल रूप से संरचना और कार्य सिद्धांत में समान हैं। रोटार स्थायी चुम्बक हैं, जो उत्तेजना से होने वाले नुकसान को कम करते हैं। स्टेटर को प्रत्यावर्ती धारा के माध्यम से टॉर्क उत्पन्न करने के लिए वाइंडिंग के साथ स्थापित किया गया है, इसलिए ठंडा करना अपेक्षाकृत आसान है। क्योंकि इस प्रकार की मोटर को ब्रश और यांत्रिक कम्यूटेशन संरचना स्थापित करने की आवश्यकता नहीं होती है, ऑपरेशन के दौरान कोई कम्यूटेशन स्पार्क उत्पन्न नहीं होगा, ऑपरेशन सुरक्षित और विश्वसनीय है, रखरखाव सुविधाजनक है, और ऊर्जा उपयोग दर अधिक है।
स्थायी चुंबक मोटर की नियंत्रण प्रणाली एसी एसिंक्रोनस मोटर की नियंत्रण प्रणाली की तुलना में सरल है। हालाँकि, स्थायी चुंबक सामग्री प्रक्रिया की सीमा के कारण, स्थायी चुंबक मोटर की शक्ति सीमा छोटी है, और अधिकतम शक्ति आम तौर पर केवल दसियों लाख होती है, जो स्थायी चुंबक मोटर का सबसे बड़ा नुकसान है। साथ ही, रोटर पर स्थायी चुंबक सामग्री में उच्च तापमान, कंपन और ओवरकरंट की स्थितियों के तहत चुंबकीय क्षय की घटना होगी, इसलिए अपेक्षाकृत जटिल कामकाजी परिस्थितियों में, स्थायी चुंबक मोटर को नुकसान होने का खतरा होता है। इसके अलावा, स्थायी चुंबक सामग्री की कीमत अधिक है, इसलिए पूरी मोटर और इसकी नियंत्रण प्रणाली की लागत अधिक है।
2.4 स्विचड रिलक्टेंस मोटर
एक नए प्रकार की मोटर के रूप में, स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर की संरचना अन्य प्रकार की ड्राइव मोटरों की तुलना में सबसे सरल होती है। स्टेटर और रोटर दोनों साधारण सिलिकॉन स्टील शीट से बने डबल मुख्य संरचनाएं हैं। रोटर पर कोई संरचना नहीं है. स्टेटर एक साधारण सांद्रित वाइंडिंग से सुसज्जित है, जिसके कई फायदे हैं जैसे सरल और ठोस संरचना, उच्च विश्वसनीयता, हल्के वजन, कम लागत, उच्च दक्षता, कम तापमान वृद्धि और आसान रखरखाव। इसके अलावा, इसमें डीसी गति नियंत्रण प्रणाली की अच्छी नियंत्रणीयता की उत्कृष्ट विशेषताएं हैं, और यह कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है, और इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ड्राइव मोटर के रूप में उपयोग के लिए बहुत उपयुक्त है।
यह ध्यान में रखते हुए कि इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव मोटर्स, डीसी मोटर्स और स्थायी चुंबक मोटर्स की संरचना और जटिल कार्य वातावरण में खराब अनुकूलनशीलता है, और यांत्रिक और डीमैग्नेटाइजेशन विफलताओं का खतरा है, यह पेपर स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर्स और एसी एसिंक्रोनस मोटर्स की शुरूआत पर केंद्रित है। मशीन की तुलना में, निम्नलिखित पहलुओं में इसके स्पष्ट लाभ हैं।
2.4.1 मोटर बॉडी की संरचना
स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर की संरचना स्क्विरेल-केज इंडक्शन मोटर की तुलना में सरल है। इसका उत्कृष्ट लाभ यह है कि रोटर पर कोई वाइंडिंग नहीं है, और यह केवल साधारण सिलिकॉन स्टील शीट से बना है। संपूर्ण मोटर का अधिकांश नुकसान स्टेटर वाइंडिंग पर केंद्रित होता है, जिससे मोटर का निर्माण आसान हो जाता है, इसमें अच्छा इन्सुलेशन होता है, ठंडा करना आसान होता है, और इसमें उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय विशेषताएं होती हैं। यह मोटर संरचना मोटर के आकार और वजन को कम कर सकती है, और छोटी मात्रा के साथ प्राप्त की जा सकती है। बड़ी उत्पादन शक्ति. मोटर रोटर की अच्छी यांत्रिक लोच के कारण, स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर्स का उपयोग अल्ट्रा-हाई-स्पीड ऑपरेशन के लिए किया जा सकता है।
2.4.2 मोटर ड्राइव सर्किट
स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर ड्राइव सिस्टम का चरण करंट यूनिडायरेक्शनल है और इसका टॉर्क दिशा से कोई लेना-देना नहीं है, और मोटर की चार-चतुर्थांश संचालन स्थिति को पूरा करने के लिए केवल एक मुख्य स्विचिंग डिवाइस का उपयोग किया जा सकता है। पावर कनवर्टर सर्किट सीधे मोटर की उत्तेजना वाइंडिंग के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, और प्रत्येक चरण सर्किट स्वतंत्र रूप से बिजली की आपूर्ति करता है। यहां तक कि अगर एक निश्चित चरण वाइंडिंग या मोटर का नियंत्रक विफल हो जाता है, तो उसे अधिक प्रभाव पैदा किए बिना केवल चरण के संचालन को रोकने की आवश्यकता होती है। इसलिए, मोटर बॉडी और पावर कनवर्टर दोनों बहुत सुरक्षित और विश्वसनीय हैं, इसलिए वे अतुल्यकालिक मशीनों की तुलना में कठोर वातावरण में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
2.4.3 मोटर प्रणाली के प्रदर्शन पहलू
स्विच्ड अनिच्छा मोटर्स में कई नियंत्रण पैरामीटर होते हैं, और उचित नियंत्रण रणनीतियों और सिस्टम डिज़ाइन के माध्यम से इलेक्ट्रिक वाहनों के चार-चतुर्थांश संचालन की आवश्यकताओं को पूरा करना आसान है, और उच्च गति संचालन क्षेत्रों में उत्कृष्ट ब्रेकिंग क्षमता बनाए रख सकते हैं। स्विच्ड रिलक्टेंस मोटर्स में न केवल उच्च दक्षता होती है, बल्कि गति विनियमन की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च दक्षता भी बनाए रहती है, जो अन्य प्रकार के मोटर ड्राइव सिस्टम से बेजोड़ है। यह प्रदर्शन इलेक्ट्रिक वाहनों के संचालन के लिए बहुत उपयुक्त है, और इलेक्ट्रिक वाहनों की क्रूज़िंग रेंज को बेहतर बनाने के लिए बहुत फायदेमंद है।
3. निष्कर्ष
इस पेपर का फोकस आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विभिन्न ड्राइव मोटर गति नियंत्रण प्रणालियों की तुलना करके इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ड्राइव मोटर के रूप में स्विच्ड अनिच्छा मोटर के फायदों को सामने रखना है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास में एक शोध हॉटस्पॉट है। इस प्रकार की विशेष मोटर के व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अभी भी विकास की बहुत गुंजाइश है। शोधकर्ताओं को सैद्धांतिक अनुसंधान करने के लिए और अधिक प्रयास करने की आवश्यकता है, और साथ ही, व्यवहार में इस प्रकार की मोटर के अनुप्रयोग को बढ़ावा देने के लिए बाजार की जरूरतों को जोड़ना आवश्यक है।
पोस्ट समय: मार्च-24-2022