- มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่างๆที่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า
- 1. มอเตอร์ซีรีส์ DC
- 2. มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
- 3. มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM)
- 4. มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับสามเฟส
- 5. มอเตอร์แบบฝืนสลับ (SRM)
- ข้อมูลเชิงลึกสำหรับการเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับ EV ของคุณ
ยานยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่สิ่งใหม่สำหรับโลกนี้ แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความกังวลที่เพิ่มขึ้นในการควบคุมมลพิษทำให้ยานพาหนะในอนาคตกลายเป็นแท็ก องค์ประกอบหลักของ EV นอกเหนือจากแบตเตอรี่ไฟฟ้ายานพาหนะซึ่งแทนที่เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าการพัฒนาอย่างรวดเร็วในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังและเทคนิคการควบคุมทำให้เกิดพื้นที่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่างๆที่จะใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้สำหรับงานยานยนต์ควรมีลักษณะเช่นแรงบิดเริ่มต้นสูงความหนาแน่นของกำลังสูงประสิทธิภาพที่ดีเป็นต้น
มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทต่างๆที่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า
- มอเตอร์ซีรีส์ DC
- มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
- มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM)
- มอเตอร์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส
- มอเตอร์แบบไม่ปรับเปลี่ยน (SRM)
1. มอเตอร์ซีรีส์ DC
ความสามารถในการบิดสตาร์ทสูงของมอเตอร์ซีรีส์ DC ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการลากจูง เป็นมอเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ข้อดีของมอเตอร์นี้คือควบคุมความเร็วได้ง่ายและยังสามารถทนต่อภาระที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน คุณสมบัติทั้งหมดนี้ทำให้เป็นมอเตอร์ฉุดในอุดมคติ ข้อเสียเปรียบหลักของมอเตอร์ซีรีส์ DC คือการบำรุงรักษาสูงเนื่องจากแปรงและสับเปลี่ยน มอเตอร์เหล่านี้ใช้ในรถไฟของอินเดีย มอเตอร์นี้อยู่ในประเภทมอเตอร์แปรง DC
2. มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
คล้ายกับมอเตอร์กระแสตรงที่มีแม่เหล็กถาวร เรียกว่า brushless เพราะไม่มีตัวสับเปลี่ยนและการจัดเรียงแปรง การเปลี่ยนจะทำแบบอิเล็กทรอนิกส์ในมอเตอร์นี้เนื่องจากมอเตอร์ BLDC นี้ไม่ต้องบำรุงรักษา มอเตอร์ BLDC มีลักษณะการฉุดลากเช่นแรงบิดเริ่มต้นสูงประสิทธิภาพสูงประมาณ 95-98% เป็นต้นมอเตอร์ BLDC เหมาะสำหรับแนวทางการออกแบบความหนาแน่นกำลังสูง มอเตอร์ BLDC เป็นมอเตอร์ที่ต้องการมากที่สุดสำหรับการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากมีลักษณะการลาก คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ BLDC โดยเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบแปรงธรรมดา
มอเตอร์ BLDC ยังมีอีกสองประเภท:
ผม. มอเตอร์ BLDC ประเภท Out-runner:
ในประเภทนี้โรเตอร์ของมอเตอร์จะอยู่ด้านนอกและมีสเตเตอร์อยู่ภายใน เรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์ฮับเนื่องจากล้อเชื่อมต่อโดยตรงกับโรเตอร์ภายนอก มอเตอร์ประเภทนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบเกียร์ภายนอก ในบางกรณีมอเตอร์เองก็มีเฟืองดาวเคราะห์อยู่ในตัว มอเตอร์นี้ทำให้รถโดยรวมน้อยลงเนื่องจากไม่ต้องใช้ระบบเกียร์ใด ๆ นอกจากนี้ยังช่วยลดพื้นที่ที่ต้องใช้ในการติดตั้งมอเตอร์ มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับขนาดมอเตอร์ซึ่ง จำกัด กำลังขับในการกำหนดค่าอินรันเนอร์ มอเตอร์นี้เป็นที่ต้องการของผู้ผลิตวงจรไฟฟ้าเช่น Hullikal, Tronx, Spero, จักรยานความเร็วแสงเป็นต้นนอกจากนี้ยังใช้โดยผู้ผลิตรถสองล้อเช่น 22 Motors, NDS Eco Motors เป็นต้น
ii. มอเตอร์ BLDC ประเภท In-runner:
ในประเภทนี้โรเตอร์ของมอเตอร์จะอยู่ภายในและสเตเตอร์จะอยู่ด้านนอกเหมือนมอเตอร์ทั่วไป มอเตอร์เหล่านี้ต้องการระบบส่งกำลังภายนอกเพื่อถ่ายโอนกำลังไปยังล้อด้วยเหตุนี้การกำหนดค่านอกวิ่งจึงมีขนาดใหญ่เล็กน้อยเมื่อเทียบกับการกำหนดค่าในตัววิ่ง ผู้ผลิตรถสามล้อหลายรายเช่น Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive ใช้มอเตอร์ BLDC ผู้ผลิตสกู๊ตเตอร์ประสิทธิภาพต่ำและปานกลางยังใช้มอเตอร์ BLDC ในการขับเคลื่อน
เนื่องจากเหตุผลเหล่านี้จึงเป็นที่ต้องการของมอเตอร์สำหรับการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า ข้อเสียเปรียบหลักคือค่าใช้จ่ายสูงเนื่องจากแม่เหล็กถาวร การใช้มอเตอร์เกินขีด จำกัด จะลดอายุการใช้งานของแม่เหล็กถาวรเนื่องจากสภาวะความร้อน
3. มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM)
มอเตอร์นี้ยังเป็นคล้ายกับมอเตอร์ BLDC ซึ่งมีแม่เหล็กถาวรในโรเตอร์เช่นเดียวกับมอเตอร์ BLDC มอเตอร์เหล่านี้ยังมีลักษณะการยึดเกาะเช่นความหนาแน่นของกำลังสูงและประสิทธิภาพสูง ความแตกต่างคือ PMSM มี EMF ด้านหลังแบบไซน์ในขณะที่ BLDC มี EMF ด้านหลังเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรพร้อมใช้งานสำหรับอัตรากำลังที่สูงขึ้น PMSM เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานประสิทธิภาพสูงเช่นรถยนต์รถประจำทาง แม้จะมีค่าใช้จ่ายสูง PMSM ก็ให้การแข่งขันที่รุนแรงกับมอเตอร์เหนี่ยวนำเนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นกว่ารุ่นหลัง PMSM ยังมีราคาแพงกว่ามอเตอร์ BLDC ผู้ผลิตยานยนต์ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์ PMSM สำหรับรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า. ตัวอย่างเช่น Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, รถมอเตอร์ไซค์ศูนย์ S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 เป็นต้นใช้มอเตอร์ PMSM ในการขับเคลื่อน
4. มอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับสามเฟส
มอเตอร์เหนี่ยวนำไม่ได้มี Toque เริ่มต้นสูงเช่นชุดมอเตอร์ดีซีภายใต้แรงดันคงที่และการดำเนินงานความถี่คงที่ แต่ลักษณะนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้เทคนิคการควบคุมต่างๆเช่นวิธี FOC หรือ v / f ด้วยการใช้วิธีการควบคุมเหล่านี้แรงบิดสูงสุดจะเกิดขึ้นที่สตาร์ทของมอเตอร์ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานฉุดลาก มอเตอร์เหนี่ยวนำกรงกระรอกมีอายุการใช้งานยาวนานเนื่องจากการบำรุงรักษาน้อย มอเตอร์เหนี่ยวนำสามารถออกแบบให้มีประสิทธิภาพ 92-95% ข้อเสียเปรียบของมอเตอร์เหนี่ยวนำก็คือว่ามันต้องใช้วงจรอินเวอร์เตอร์ที่มีความซับซ้อนและการควบคุมของมอเตอร์เป็นเรื่องยาก
ในมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแม่เหล็กมีส่วนทำให้เกิดความหนาแน่นของฟลักซ์ B ดังนั้นการปรับค่า B ในมอเตอร์เหนี่ยวนำจึงทำได้ง่ายเมื่อเทียบกับมอเตอร์แม่เหล็กถาวร เป็นเพราะในมอเตอร์เหนี่ยวนำค่า B สามารถปรับได้โดยการปรับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ (V / f) ตามความต้องการของแรงบิด ซึ่งจะช่วยในการลดการสูญเสียซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
Tesla Model Sเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดในการพิสูจน์ความสามารถประสิทธิภาพสูงของมอเตอร์เหนี่ยวนำเมื่อเทียบกับรุ่นอื่น ๆ ด้วยการเลือกใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำ Tesla อาจต้องการกำจัดการพึ่งพาแม่เหล็กถาวร แม้แต่Mahindra Reva e2o ก็ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสในการขับเคลื่อนผู้ผลิตยานยนต์รายใหญ่เช่น TATA motor ได้วางแผนที่จะใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำในรถยนต์และรถประจำทาง TVS Motors ผู้ผลิตรถสองล้อจะเปิดตัวสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำในการขับเคลื่อน มอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่เน้นสมรรถนะเนื่องจากมีต้นทุนที่ถูก ข้อดีอีกอย่างคือสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน เนื่องจากข้อดีเหล่านี้ทางรถไฟของอินเดียจึงเริ่มเปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรงเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ
5. มอเตอร์แบบฝืนสลับ (SRM)
Switched Reluctance Motors เป็นหมวดหมู่ของมอเตอร์ฝืนแปรผันที่มีความสามารถสองเท่า มอเตอร์แบบรีดักแตนซ์แบบสวิตช์มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและแข็งแรง ใบพัดของ SRM เป็นชิ้นส่วนของเหล็กลามิเนตที่ไม่มีลวดหรือแม่เหล็กถาวรในนั้นทำให้ความเฉื่อยของโรเตอร์น้อยลงซึ่งช่วยในการเร่งความเร็วสูง ลักษณะที่แข็งแกร่งของ SRM ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานความเร็วสูง SRM ยังมีความหนาแน่นของพลังงานสูงซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จำเป็นบางประการของยานยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ถูก จำกัด ไว้ที่สเตเตอร์จึงทำให้มอเตอร์เย็นลงได้ง่ายกว่า อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดของ SRM คือความซับซ้อนในการควบคุมและการเพิ่มขึ้นในวงจรการเปลี่ยน. นอกจากนี้ยังมีปัญหาเรื่องเสียงรบกวน เมื่อ SRM เข้าสู่ตลาดเชิงพาณิชย์แล้วก็สามารถแทนที่ PMSM และมอเตอร์เหนี่ยวนำได้ในอนาคตข้อมูลเชิงลึกสำหรับการเลือกมอเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับ EV ของคุณ
สำหรับการเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าที่เหมาะสมอันดับแรกต้องระบุข้อกำหนดของสมรรถนะที่รถต้องเป็นไปตามเงื่อนไขการใช้งานและค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องก่อน ตัวอย่างเช่นรถโกคาร์ทและแอพพลิเคชั่นสองล้อซึ่งต้องการสมรรถนะที่น้อยกว่า (ส่วนใหญ่น้อยกว่า 3 กิโลวัตต์) ในราคาประหยัดควรใช้มอเตอร์ BLDC Hub สำหรับรถสามล้อและสองล้อควรเลือกมอเตอร์ BLDC ที่มีหรือไม่มีระบบเกียร์ภายนอก สำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูงเช่นรถสองล้อรถยนต์รถประจำทางรถบรรทุกทางเลือกที่ดีที่สุดคือมอเตอร์ PMSM หรือมอเตอร์เหนี่ยวนำ เมื่อมอเตอร์แบบไม่เต็มใจแบบซิงโครนัสและมอเตอร์แบบไม่ฝืนสลับถูกทำให้คุ้มค่าเป็น PMSM หรือมอเตอร์เหนี่ยวนำแล้วเราสามารถมีตัวเลือกประเภทมอเตอร์เพิ่มเติมสำหรับการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า