مختلف الیکٹرک وہیکل موٹرز کا موازنہ

ماحولیات کے ساتھ انسانوں کا بقائے باہمی اور عالمی معیشت کی پائیدار ترقی لوگوں کو کم اخراج اور وسائل سے موثر نقل و حمل کے ذرائع تلاش کرنے کے لیے بے چین کرتی ہے، اور الیکٹرک گاڑیوں کا استعمال بلاشبہ ایک امید افزا حل ہے۔

جدید الیکٹرک گاڑیاں جامع مصنوعات ہیں جو مختلف ہائی ٹیک ٹیکنالوجیز جیسے بجلی، الیکٹرانکس، مکینیکل کنٹرول، میٹریل سائنس اور کیمیائی ٹیکنالوجی کو مربوط کرتی ہیں۔ مجموعی طور پر آپریٹنگ کارکردگی، معیشت وغیرہ سب سے پہلے بیٹری سسٹم اور موٹر ڈرائیو کنٹرول سسٹم پر منحصر ہے۔ الیکٹرک گاڑی کا موٹر ڈرائیو سسٹم عام طور پر چار اہم حصوں پر مشتمل ہوتا ہے، یعنی کنٹرولر۔ پاور کنورٹرز، موٹرز اور سینسر۔ اس وقت الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہونے والی موٹروں میں عام طور پر ڈی سی موٹرز، انڈکشن موٹرز، سوئچڈ ریلکٹنس موٹرز، اور مستقل مقناطیس برش والی موٹریں شامل ہیں۔

1. الیکٹرک موٹروں کے لیے الیکٹرک گاڑیوں کی بنیادی ضروریات

الیکٹرک گاڑیوں کا آپریشن، عام صنعتی ایپلی کیشنز کے برعکس، بہت پیچیدہ ہے۔ لہذا، ڈرائیو کے نظام کے لئے ضروریات بہت زیادہ ہیں.

1.1 الیکٹرک گاڑیوں کے لیے موٹرز میں بڑی فوری طاقت، مضبوط اوورلوڈ گنجائش، 3 سے 4 اوورلوڈ گتانک، اچھی ایکسلریشن کارکردگی اور طویل سروس لائف کی خصوصیات ہونی چاہئیں۔

1.2 الیکٹرک گاڑیوں کے لیے موٹرز میں رفتار کے ضابطے کی ایک وسیع رینج ہونی چاہیے، بشمول مستقل ٹارک ایریا اور مستقل پاور ایریا۔ مستقل ٹارک والے علاقے میں، شروع کرنے اور چڑھنے کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کم رفتار سے چلنے پر زیادہ ٹارک کی ضرورت ہوتی ہے۔ مسلسل پاور ایریا میں، تیز رفتار کی ضرورت ہوتی ہے جب فلیٹ سڑکوں پر تیز رفتار ڈرائیونگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کم ٹارک کی ضرورت ہوتی ہے۔ ضرورت ہے۔

1.3 الیکٹرک گاڑیوں کے لیے الیکٹرک موٹر کو اس قابل ہونا چاہیے کہ جب گاڑی سست ہو جائے، بازیافت ہو جائے اور بیٹری کو توانائی فراہم کرے، تاکہ الیکٹرک گاڑی میں توانائی کے استعمال کی بہترین شرح ہو، جو اندرونی دہن انجن والی گاڑی میں حاصل نہیں کی جا سکتی۔ .

1.4 الیکٹرک گاڑیوں کے لیے الیکٹرک موٹر کی پوری آپریٹنگ رینج میں اعلی کارکردگی ہونی چاہیے، تاکہ ایک چارج کی کروزنگ رینج کو بہتر بنایا جا سکے۔

اس کے علاوہ، یہ بھی ضروری ہے کہ الیکٹرک گاڑیوں کے لیے الیکٹرک موٹر اچھی قابل اعتماد ہو، سخت ماحول میں طویل عرصے تک کام کر سکے، اس کا ڈھانچہ سادہ ہو اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہو، آپریشن کے دوران کم شور ہو، استعمال میں آسان ہو۔ اور برقرار رکھنے، اور سستا ہے.

الیکٹرک گاڑیوں کے لیے الیکٹرک موٹرز کی 2 اقسام اور کنٹرول کے طریقے
2.1 ڈی سی
موٹرز برشڈ ڈی سی موٹرز کے اہم فوائد سادہ کنٹرول اور پختہ ٹیکنالوجی ہیں۔ اس میں بہترین کنٹرول خصوصیات ہیں جو AC موٹرز سے بے مثال ہیں۔ ابتدائی ترقی یافتہ الیکٹرک گاڑیوں میں، ڈی سی موٹرز زیادہ تر استعمال ہوتی ہیں، اور اب بھی، کچھ الیکٹرک گاڑیاں اب بھی ڈی سی موٹرز سے چلتی ہیں۔ تاہم، برش اور مکینیکل کمیوٹیٹرز کی موجودگی کی وجہ سے، یہ نہ صرف موٹر کی اوورلوڈ صلاحیت اور رفتار میں مزید بہتری کو محدود کرتا ہے، بلکہ اگر یہ طویل عرصے تک چلتا ہے تو برش اور کمیوٹیٹرز کی بار بار دیکھ بھال اور تبدیلی کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ نقصان روٹر پر موجود ہے، اس لیے گرمی کو ختم کرنا مشکل ہے، جو موٹر ٹارک ٹو ماس تناسب میں مزید بہتری کو محدود کرتا ہے۔ ڈی سی موٹرز کے مندرجہ بالا نقائص کے پیش نظر ڈی سی موٹرز بنیادی طور پر نئی تیار شدہ الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال نہیں ہوتیں۔

2.2 AC تھری فیز انڈکشن موٹر

2.2.1 AC تھری فیز انڈکشن موٹر کی بنیادی کارکردگی

AC تھری فیز انڈکشن موٹرز سب سے زیادہ استعمال ہونے والی موٹریں ہیں۔ سٹیٹر اور روٹر سلیکون سٹیل کی چادروں کے ساتھ لیمینیٹ کیے گئے ہیں، اور کوئی پرچی کی انگوٹھی، کمیوٹیٹرز اور دیگر اجزاء نہیں ہیں جو سٹیٹرز کے درمیان ایک دوسرے سے رابطے میں ہیں۔ سادہ ساخت، قابل اعتماد آپریشن اور پائیدار. AC انڈکشن موٹر کی پاور کوریج بہت وسیع ہے، اور رفتار 12000 ~ 15000r/min تک پہنچ جاتی ہے۔ ایئر کولنگ یا مائع کولنگ استعمال کی جا سکتی ہے، جس میں ٹھنڈک کی آزادی کی ایک اعلی ڈگری ہے۔ یہ ماحول کے ساتھ اچھی موافقت رکھتا ہے اور دوبارہ تخلیقی فیڈ بیک بریک کا احساس کر سکتا ہے۔ اسی پاور ڈی سی موٹر کے مقابلے میں، کارکردگی زیادہ ہے، معیار تقریباً نصف تک کم ہو گیا ہے، قیمت سستی ہے، اور دیکھ بھال آسان ہے۔

2.2.2 کنٹرول سسٹم

AC انڈکشن موٹر کا کیونکہ AC تھری فیز انڈکشن موٹر بیٹری کے ذریعے فراہم کردہ DC پاور کو براہ راست استعمال نہیں کر سکتی، اور AC تھری فیز انڈکشن موٹر میں نان لائنر آؤٹ پٹ خصوصیات ہیں۔ لہذا، AC تھری فیز انڈکشن موٹر استعمال کرنے والی الیکٹرک گاڑی میں، براہ راست کرنٹ کو ایک متبادل کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے انورٹر میں پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کا استعمال کرنا ضروری ہے جس کی فریکوئنسی اور طول و عرض کو AC کے کنٹرول کا احساس کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ تین فیز موٹر. بنیادی طور پر v/f کنٹرول کا طریقہ اور پرچی فریکوئنسی کنٹرول کا طریقہ موجود ہے۔

ویکٹر کنٹرول کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے، AC تھری فیز انڈکشن موٹر کے ایکسائٹیشن وائنڈنگ کے متبادل کرنٹ کی فریکوئنسی اور ان پٹ AC تھری فیز انڈکشن موٹر کی ٹرمینل ایڈجسٹمنٹ کو کنٹرول کیا جاتا ہے، گھومنے والے مقناطیسی فیلڈ کا مقناطیسی بہاؤ اور ٹارک۔ اے سی تھری فیز انڈکشن موٹر کو کنٹرول کیا جاتا ہے، اور اے سی تھری فیز انڈکشن موٹر کی تبدیلی کا احساس ہوتا ہے۔ رفتار اور آؤٹ پٹ ٹارک لوڈ کی تبدیلی کی خصوصیات کی ضروریات کو پورا کرسکتا ہے، اور اعلی ترین کارکردگی حاصل کرسکتا ہے، تاکہ AC تھری فیز انڈکشن موٹر کو الیکٹرک گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاسکے۔

2.2.3 کی کوتاہیاں

AC تھری فیز انڈکشن موٹر اے سی تھری فیز انڈکشن موٹر کی بجلی کی کھپت بڑی ہے، اور روٹر کو گرم کرنا آسان ہے۔ تیز رفتار آپریشن کے دوران AC تھری فیز انڈکشن موٹر کی کولنگ کو یقینی بنانا ضروری ہے، ورنہ موٹر خراب ہو جائے گی۔ AC تھری فیز انڈکشن موٹر کا پاور فیکٹر کم ہے، اس لیے فریکوئنسی کنورژن اور وولٹیج کنورژن ڈیوائس کا ان پٹ پاور فیکٹر بھی کم ہے، اس لیے بڑی صلاحیت والے فریکوئنسی کنورژن اور وولٹیج کنورژن ڈیوائس کا استعمال ضروری ہے۔ AC تھری فیز انڈکشن موٹر کے کنٹرول سسٹم کی لاگت خود AC تھری فیز انڈکشن موٹر کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے، جس سے الیکٹرک گاڑی کی قیمت بڑھ جاتی ہے۔ اس کے علاوہ، AC تھری فیز انڈکشن موٹر کی رفتار کا ضابطہ بھی ناقص ہے۔

2.3 مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر

2.3.1 مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر کی بنیادی کارکردگی

مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر ایک اعلی کارکردگی والی موٹر ہے۔ اس کی سب سے بڑی خصوصیت یہ ہے کہ اس میں DC موٹر کی بیرونی خصوصیات ہیں جو برشوں پر مشتمل مکینیکل رابطے کے ڈھانچے کے بغیر ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ مستقل مقناطیس روٹر کو اپناتا ہے، اور اس میں کوئی جوش و خروش نہیں ہوتا ہے: بیرونی سٹیٹر پر گرم آرمچر وائنڈنگ نصب ہے، جس سے گرمی کو ختم کرنا آسان ہے۔ لہذا، مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر میں کوئی تبدیلی کی چنگاری نہیں ہے، کوئی ریڈیو مداخلت نہیں ہے، طویل زندگی اور قابل اعتماد آپریشن ہے۔ ، آسان دیکھ بھال. اس کے علاوہ، اس کی رفتار مکینیکل کمیوٹیشن سے محدود نہیں ہے، اور اگر ایئر بیرنگ یا میگنیٹک سسپنشن بیرنگ استعمال کیے جائیں، تو یہ کئی لاکھ ریوولیشن فی منٹ تک چل سکتا ہے۔ مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر سسٹم کے مقابلے میں، اس میں توانائی کی کثافت اور اعلی کارکردگی ہے، اور الیکٹرک گاڑیوں میں اس کے استعمال کا اچھا امکان ہے۔

2.3.2 مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر کا کنٹرول سسٹم

عام مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر ایک نیم ڈیکپلنگ ویکٹر کنٹرول سسٹم ہے۔ چونکہ مستقل مقناطیس صرف ایک مقررہ طول و عرض مقناطیسی میدان پیدا کرسکتا ہے، مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر سسٹم بہت اہم ہے۔ یہ مستقل ٹارک والے علاقے میں چلانے کے لیے موزوں ہے، عام طور پر کرنٹ ہسٹریسس کنٹرول یا موجودہ فیڈ بیک ٹائپ ایس پی ڈبلیو ایم طریقہ کو مکمل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ رفتار کو مزید بڑھانے کے لیے، مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر فیلڈ کو کمزور کرنے والا کنٹرول بھی استعمال کر سکتی ہے۔ فیلڈ کو کمزور کرنے والے کنٹرول کا جوہر یہ ہے کہ فیز کرنٹ کے فیز اینگل کو آگے بڑھایا جائے تاکہ سٹیٹر وائنڈنگ میں فلوکس لنکیج کو کمزور کرنے کے لیے ڈائریکٹ ایکسس ڈی میگنیٹائزیشن کی صلاحیت فراہم کی جا سکے۔

2.3.3 کی کمی

مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر مستقل مقناطیس مواد کے عمل سے متاثر اور محدود ہوتی ہے، جو مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر کی پاور رینج کو چھوٹا بنا دیتا ہے، اور زیادہ سے زیادہ طاقت صرف دسیوں کلو واٹ ہے۔ جب مستقل مقناطیس مواد کو کمپن، اعلی درجہ حرارت اور اوورلوڈ کرنٹ کا نشانہ بنایا جاتا ہے، تو اس کی مقناطیسی پارگمیتا کم ہو سکتی ہے یا ڈی میگنیٹائز ہو سکتی ہے، جس سے مستقل مقناطیس موٹر کی کارکردگی کم ہو جائے گی، اور شدید صورتوں میں موٹر کو بھی نقصان پہنچے گا۔ اوورلوڈ نہیں ہوتا ہے۔ مستقل پاور موڈ میں، مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر کام کرنے کے لیے پیچیدہ ہے اور اس کے لیے ایک پیچیدہ کنٹرول سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے، جو مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹر کے ڈرائیو سسٹم کو بہت مہنگا بنا دیتا ہے۔

2.4 سوئچڈ ریلکٹنس موٹر

2.4.1 سوئچڈ ریلکٹنس موٹر کی بنیادی کارکردگی

سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر ایک نئی قسم کی موٹر ہے۔ سسٹم میں بہت سی واضح خصوصیات ہیں: اس کی ساخت کسی بھی دوسری موٹر کے مقابلے میں آسان ہے، اور موٹر کے روٹر پر کوئی سلپ رِنگ، وِنڈنگز اور مستقل میگنےٹ نہیں ہیں، لیکن صرف سٹیٹر پر۔ ایک سادہ مرتکز وائنڈنگ ہے، وائنڈنگ کے سرے چھوٹے ہیں، اور کوئی انٹرفیس جمپر نہیں ہے، جس کی دیکھ بھال اور مرمت کرنا آسان ہے۔ لہذا، وشوسنییتا اچھی ہے، اور رفتار 15000 r/min تک پہنچ سکتی ہے۔ کارکردگی 85٪ سے 93٪ تک پہنچ سکتی ہے، جو AC انڈکشن موٹرز سے زیادہ ہے۔ نقصان بنیادی طور پر سٹیٹر میں ہے، اور موٹر کو ٹھنڈا کرنا آسان ہے؛ روٹر ایک مستقل مقناطیس ہے، جس میں وسیع رفتار ریگولیشن رینج اور لچکدار کنٹرول ہے، جو ٹارک سپیڈ کی خصوصیات کی مختلف خصوصی ضروریات کو حاصل کرنا آسان ہے، اور وسیع رینج میں اعلی کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے۔ یہ برقی گاڑیوں کی بجلی کی کارکردگی کی ضروریات کے لیے زیادہ موزوں ہے۔

2.4.2 سوئچڈ ہچکچاہٹ موٹر کنٹرول سسٹم

سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹر میں اعلی درجے کی نان لائنر خصوصیات ہیں، لہذا، اس کا ڈرائیو سسٹم زیادہ پیچیدہ ہے۔ اس کے کنٹرول سسٹم میں پاور کنورٹر شامل ہے۔

a پاور کنورٹر کی سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کی جوش و خروش، اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ فارورڈ کرنٹ یا ریورس کرنٹ، ٹارک کی سمت میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی ہے، اور مدت کو تبدیل کیا جاتا ہے۔ ہر مرحلے میں صرف ایک چھوٹی صلاحیت کے ساتھ پاور سوئچ ٹیوب کی ضرورت ہوتی ہے، اور پاور کنورٹر سرکٹ نسبتاً آسان ہے، کوئی براہ راست ناکامی نہیں، اچھی وشوسنییتا، نرم آغاز اور نظام کے چار کواڈرینٹ آپریشن کو لاگو کرنے میں آسان، اور مضبوط دوبارہ تخلیقی بریک لگانے کی صلاحیت۔ . قیمت AC تھری فیز انڈکشن موٹر کے انورٹر کنٹرول سسٹم سے کم ہے۔

ب کنٹرولر

کنٹرولر مائکرو پروسیسرز، ڈیجیٹل لاجک سرکٹس اور دیگر اجزاء پر مشتمل ہوتا ہے۔ ڈرائیور کے کمانڈ ان پٹ کے مطابق، مائیکرو پروسیسر ایک ہی وقت میں پوزیشن ڈیٹیکٹر اور موجودہ ڈیٹیکٹر کے ذریعے فیڈ بیک موٹر کی روٹر پوزیشن کا تجزیہ کرتا ہے اور اس پر کارروائی کرتا ہے، اور فوری طور پر فیصلے کرتا ہے، اور عمل درآمد کے احکامات کی ایک سیریز جاری کرتا ہے۔ سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کو کنٹرول کریں۔ مختلف حالات میں الیکٹرک گاڑیوں کے آپریشن کے مطابق ڈھالیں۔ کنٹرولر کی کارکردگی اور ایڈجسٹمنٹ کی لچک مائکرو پروسیسر کے سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر کے درمیان کارکردگی کے تعاون پر منحصر ہے۔

c پوزیشن کا پتہ لگانے والا
سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹروں کو موٹر روٹر کی پوزیشن، رفتار اور کرنٹ میں تبدیلیوں کے سگنل کے ساتھ کنٹرول سسٹم کو فراہم کرنے کے لیے ہائی پریسجن پوزیشن ڈٹیکٹر کی ضرورت ہوتی ہے، اور سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹر کے شور کو کم کرنے کے لیے زیادہ سوئچنگ فریکوئنسی کی ضرورت ہوتی ہے۔

2.4.3 سوئچڈ ریلکٹنس موٹرز کی کوتاہیاں

سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کا کنٹرول سسٹم دیگر موٹروں کے کنٹرول سسٹم سے تھوڑا زیادہ پیچیدہ ہے۔ پوزیشن کا پتہ لگانے والا سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کا کلیدی جزو ہے، اور اس کی کارکردگی کا سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کے کنٹرول آپریشن پر ایک اہم اثر ہے۔ چونکہ سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹر ایک دوگنا نمایاں ڈھانچہ ہے، اس لیے لامحالہ ٹارک کا اتار چڑھاؤ ہوتا ہے، اور شور سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹر کا بنیادی نقصان ہے۔ تاہم، حالیہ برسوں میں ہونے والی تحقیق سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ مناسب ڈیزائن، مینوفیکچرنگ اور کنٹرول ٹیکنالوجی کو اپنا کر سوئچڈ ریلکٹنس موٹر کے شور کو مکمل طور پر دبایا جا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، سوئچ شدہ ہچکچاہٹ موٹر کے آؤٹ پٹ ٹارک کے بڑے اتار چڑھاؤ اور پاور کنورٹر کے DC کرنٹ کے بڑے اتار چڑھاؤ کی وجہ سے، DC بس پر ایک بڑے فلٹر کیپسیٹر کو انسٹال کرنے کی ضرورت ہے۔کاروں نے مختلف تاریخی ادوار میں مختلف الیکٹرک موٹرز کو اپنایا ہے، بہترین کنٹرول کارکردگی اور کم قیمت کے ساتھ ڈی سی موٹر کا استعمال کرتے ہوئے موٹر ٹیکنالوجی، مشینری مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی اور خودکار کنٹرول ٹیکنالوجی، AC موٹرز کی مسلسل ترقی کے ساتھ۔ مستقل مقناطیس برش لیس ڈی سی موٹرز اور سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹریں ڈی سی موٹرز کے مقابلے بہتر کارکردگی دکھاتی ہیں، اور یہ موٹریں آہستہ آہستہ الیکٹرک گاڑیوں میں ڈی سی موٹرز کی جگہ لے رہی ہیں۔ جدول 1 جدید الیکٹرک گاڑیوں میں استعمال ہونے والی مختلف الیکٹرک موٹروں کی بنیادی کارکردگی کا موازنہ کرتا ہے۔ فی الحال، متبادل کرنٹ موٹرز، مستقل مقناطیس موٹرز، سوئچ شدہ ہچکچاہٹ والی موٹرز اور ان کے کنٹرول والے آلات کی قیمت اب بھی نسبتاً زیادہ ہے۔ بڑے پیمانے پر پیداوار کے بعد، ان موٹروں اور یونٹ کنٹرول ڈیوائسز کی قیمتیں تیزی سے کم ہوں گی، جس سے معاشی فوائد کی ضروریات پوری ہوں گی اور الیکٹرک گاڑیوں کی قیمتوں میں کمی ہوگی۔