कार उत्साही हमेशा इंजनों के प्रति कट्टर रहे हैं, लेकिन विद्युतीकरण अजेय है, और कुछ लोगों के ज्ञान भंडार को अद्यतन करने की आवश्यकता हो सकती है।
आज सबसे अधिक परिचित चार-स्ट्रोक चक्र इंजन है, जो अधिकांश गैसोलीन चालित वाहनों के लिए शक्ति का स्रोत भी है।आंतरिक दहन इंजन के चार-स्ट्रोक, दो-स्ट्रोक और वेंकेल रोटर इंजन के समान, इलेक्ट्रिक वाहन मोटर्स को रोटर्स में अंतर के अनुसार सिंक्रोनस मोटर्स और एसिंक्रोनस मोटर्स में विभाजित किया जा सकता है।एसिंक्रोनस मोटर्स को इंडक्शन मोटर्स भी कहा जाता है, जबकि सिंक्रोनस मोटर्स में स्थायी चुंबक होते हैं।और मोटर को उत्तेजित करने के लिए करंट।
स्टेटर और रोटर
सभी प्रकार के इलेक्ट्रिक वाहन मोटरों में दो मुख्य भाग होते हैं: एक स्टेटर और एक रोटर।
स्टेटर▼
स्टेटर मोटर का वह हिस्सा है जो स्थिर रहता है और मोटर का निश्चित आवास है, जो इंजन ब्लॉक की तरह चेसिस पर लगा होता है।क्रैंकशाफ्ट के समान रोटर मोटर का एकमात्र गतिशील भाग है, जो ट्रांसमिशन और डिफरेंशियल के माध्यम से टॉर्क को बाहर भेजता है।
स्टेटर तीन भागों से बना है: स्टेटर कोर, स्टेटर वाइंडिंग और फ्रेम।स्टेटर के शरीर में कई समानांतर खांचे आपस में जुड़ी तांबे की वाइंडिंग से भरे होते हैं।
इन वाइंडिंग्स में साफ-सुथरे हेयरपिन तांबे के आवेषण होते हैं जो स्लॉट भरण घनत्व और सीधे तार-से-तार संपर्क को बढ़ाते हैं।घनी वाइंडिंग्स टॉर्क क्षमता को बढ़ाती हैं, जबकि सिरे अधिक करीने से क्रमबद्ध होते हैं, जिससे छोटे समग्र पैकेज के लिए थोक कम हो जाता है।
स्टेटर और रोटर▼
स्टेटर का मुख्य कार्य एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र (आरएमएफ) उत्पन्न करना है, जबकि रोटर का मुख्य कार्य वर्तमान (आउटपुट) उत्पन्न करने के लिए घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र में चुंबकीय बल रेखाओं द्वारा कटौती करना है।
मोटर घूर्णन क्षेत्र को सेट करने के लिए तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग करता है, और इसकी आवृत्ति और शक्ति को पावर इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो त्वरक पर प्रतिक्रिया करता है।बैटरियां डायरेक्ट करंट (डीसी) डिवाइस हैं, इसलिए इलेक्ट्रिक वाहन के पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में एक डीसी-एसी इन्वर्टर शामिल होता है जो सभी महत्वपूर्ण चर घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए स्टेटर को आवश्यक एसी करंट की आपूर्ति करता है।
लेकिन यह इंगित करने योग्य है कि ये मोटरें जनरेटर भी हैं, जिसका अर्थ है कि पहिये स्टेटर के अंदर रोटर को पीछे चलाएंगे, दूसरी दिशा में घूमने वाले चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करेंगे, एसी-डीसी कनवर्टर के माध्यम से बैटरी को बिजली वापस भेजेंगे।
पुनर्योजी ब्रेकिंग के रूप में जानी जाने वाली यह प्रक्रिया, खिंचाव पैदा करती है और वाहन को धीमा कर देती है।पुनर्जनन न केवल इलेक्ट्रिक वाहनों की रेंज का विस्तार करने का मूल है, बल्कि अत्यधिक कुशल हाइब्रिड का भी है, क्योंकि व्यापक पुनर्जनन ईंधन अर्थव्यवस्था में सुधार करता है।लेकिन वास्तविक दुनिया में, पुनर्जनन "कार को घुमाने" जितना कुशल नहीं है, जो ऊर्जा हानि से बचाता है।
अधिकांश ईवी मोटर और पहियों के बीच स्पिन को धीमा करने के लिए सिंगल-स्पीड ट्रांसमिशन पर निर्भर करते हैं।आंतरिक दहन इंजनों की तरह, इलेक्ट्रिक मोटरें कम आरपीएम और उच्च भार पर सबसे अधिक कुशल होती हैं।
जबकि ईवी को सिंगल गियर के साथ अच्छी रेंज मिल सकती है, भारी पिकअप और एसयूवी उच्च गति पर रेंज बढ़ाने के लिए मल्टी-स्पीड ट्रांसमिशन का उपयोग करते हैं।
मल्टी-गियर ईवी असामान्य हैं, और आज, केवल ऑडी ई-ट्रॉन जीटी और पोर्शे टेक्कन ही दो-स्पीड ट्रांसमिशन का उपयोग करते हैं।
तीन मोटर प्रकार
19वीं शताब्दी में जन्मे, इंडक्शन मोटर के रोटर में अनुदैर्ध्य परतें या प्रवाहकीय सामग्री की पट्टियां होती हैं, जिनमें आमतौर पर तांबा और कभी-कभी एल्यूमीनियम होता है।स्टेटर का घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र इन शीटों में करंट उत्पन्न करता है, जो बदले में एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) बनाता है जो स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के भीतर घूमना शुरू कर देता है।
इंडक्शन मोटर्स को एसिंक्रोनस मोटर्स कहा जाता है क्योंकि प्रेरित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और घूर्णी टॉर्क केवल तभी उत्पन्न किया जा सकता है जब रोटर की गति घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र से पीछे हो जाती है।इस प्रकार की मोटरें आम हैं क्योंकि उन्हें दुर्लभ-पृथ्वी मैग्नेट की आवश्यकता नहीं होती है और निर्माण के लिए अपेक्षाकृत सस्ते होते हैं।लेकिन वे निरंतर उच्च भार पर गर्मी को नष्ट करने में कम सक्षम होते हैं, और कम गति पर स्वाभाविक रूप से कम कुशल होते हैं।
स्थायी चुंबक मोटर, जैसा कि नाम से पता चलता है, इसके रोटर का अपना चुंबकत्व होता है और रोटर के चुंबकीय क्षेत्र को बनाने के लिए बिजली की आवश्यकता नहीं होती है।वे कम गति पर अधिक कुशल होते हैं।ऐसा रोटर स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ समकालिक रूप से भी घूमता है, इसलिए इसे सिंक्रोनस मोटर कहा जाता है।
हालाँकि, केवल रोटर को चुम्बकों से लपेटने की अपनी समस्याएँ हैं।सबसे पहले, इसके लिए बड़े चुम्बकों की आवश्यकता होती है, और अतिरिक्त वजन के साथ, उच्च गति पर सिंक बनाए रखना मुश्किल हो सकता है।लेकिन बड़ी समस्या तथाकथित हाई-स्पीड "बैक ईएमएफ" है, जो ड्रैग को बढ़ाती है, टॉप-एंड पावर को सीमित करती है, और अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न करती है जो मैग्नेट को नुकसान पहुंचा सकती है।
इस समस्या को हल करने के लिए, अधिकांश इलेक्ट्रिक वाहन स्थायी चुंबक मोटर्स में आंतरिक स्थायी चुंबक (आईपीएम) होते हैं जो जोड़े में अनुदैर्ध्य वी-आकार के खांचे में स्लाइड करते हैं, जो रोटर के लौह कोर की सतह के नीचे कई लोबों में व्यवस्थित होते हैं।
वी-ग्रूव उच्च गति पर स्थायी चुम्बकों को सुरक्षित रखता है, लेकिन चुम्बकों के बीच एक अनिच्छा बल उत्पन्न करता है।चुम्बक या तो अन्य चुम्बकों की ओर आकर्षित होते हैं या विकर्षित होते हैं, लेकिन साधारण अनिच्छा, लोहे के रोटर के लोबों को घूमते चुंबकीय क्षेत्र की ओर आकर्षित करती है।
स्थायी चुम्बक कम गति पर काम में आते हैं, जबकि अनिच्छा बलाघूर्ण उच्च गति पर काम करता है।इस संरचना में प्रियस का उपयोग किया जाता है।
अंतिम प्रकार की धारा-उत्तेजित मोटर हाल ही में इलेक्ट्रिक वाहनों में दिखाई दी है।उपरोक्त दोनों ब्रशलेस मोटर हैं।पारंपरिक ज्ञान यह मानता है कि इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ब्रशलेस मोटर ही एकमात्र व्यवहार्य विकल्प है।और बीएमडब्ल्यू ने हाल ही में मानक के खिलाफ जाकर नए i4 और iX मॉडल पर ब्रश्ड करंट-एक्साइटेड एसी सिंक्रोनस मोटर्स स्थापित की हैं।
इस प्रकार की मोटर का रोटर बिल्कुल स्थायी चुंबक रोटर की तरह स्टेटर के घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ संपर्क करता है, लेकिन स्थायी चुंबक के बजाय, यह छह चौड़े तांबे के लोब का उपयोग करता है जो आवश्यक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाने के लिए डीसी बैटरी से ऊर्जा का उपयोग करता है .
इसके लिए रोटर शाफ्ट पर स्लिप रिंग और स्प्रिंग ब्रश लगाने की आवश्यकता होती है, इसलिए कुछ लोग डरते हैं कि ब्रश खराब हो जाएंगे और धूल जमा हो जाएगी और इस विधि को छोड़ देंगे।जबकि ब्रश ऐरे को हटाने योग्य कवर के साथ एक अलग बाड़े में संलग्न किया गया है, यह देखा जाना बाकी है कि क्या ब्रश का घिसना कोई मुद्दा है।
स्थायी चुम्बकों की अनुपस्थिति दुर्लभ पृथ्वी की बढ़ती लागत और खनन के पर्यावरणीय प्रभाव से बचाती है।यह समाधान रोटर की चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को अलग-अलग करना भी संभव बनाता है, इस प्रकार आगे अनुकूलन को सक्षम बनाता है।फिर भी, रोटर को बिजली देने में अभी भी कुछ बिजली की खपत होती है, जो इन मोटरों को कम कुशल बनाती है, खासकर कम गति पर, जहां चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा कुल खपत का एक बड़ा हिस्सा है।
इलेक्ट्रिक वाहनों के संक्षिप्त इतिहास में, वर्तमान-उत्तेजित एसी सिंक्रोनस मोटर अपेक्षाकृत नए हैं, और नए विचारों को विकसित करने के लिए अभी भी बहुत जगह है, और इसमें प्रमुख मोड़ आए हैं, जैसे टेस्ला का इंडक्शन मोटर अवधारणाओं से स्थायी की ओर बढ़ना मैग्नेट तुल्यकालिक मोटर.और हम आधुनिक ईवी के युग में एक दशक से भी कम समय में हैं, और हम अभी शुरुआत कर रहे हैं।
पोस्ट समय: जनवरी-21-2023