انواع موتور الکتریکی در خودروهای برقی

انواع موتور الکتریکی در خودروهای برقی

پيشرفت فن آوري در ساخت موتورهاي الکتريکي، باعث شد تا خودروهاي برقي داراي مزيت نسبي نسبت به خودروهاي معمولي شوند.موتورهای برقی در انواع مختلفی ساخته می شوند.

موتورهاي الکتريکي داراي استاتور يا قسمت ساکن و روتور يا قسمت متحرک هستند موتورهاي الکتريکي فقط داراي يک قسمت متحرک هستند در حاليکه موتورهاي احتراقي قطعات متحرک زيادي دارند راندمان اين موتورها بالاست و اغلب بيش از ۹۰% است انواع موتورهاي الکتريکي را مي توان در محدوده وسيع قدرت و در اندازه هاي مختلف و شکلهاي مختلف از نوع dc يا ac طراحي کرد.

موتور الکتريکي وسيله مکانيکي است که انرژي مکانيکي را به حرکت تبديل مي نمايد و اين حرکت مي تواند براي توليد کار ، کشيدن ، هل دادن ، بالا بردن ، تکان دادن يا ايجاد نوسان بکار رود.

موتور الکتريکي از قوانين کلاسيک و مغناطيس استفاده مي نمايد هر کدام از انواع موتورها داراي مشخصه هاي سرعت ، گشتاور و مشخصه برقي خاص هستند و براي استفاده در خودرو برقي داراي مزايا و معايبي مي باشند انواع موتورهاي برقي مناسب براي استفاده در خودرو برقي که به صورت انبوه توليد مي شوند به طور اختصار معرفي مي گردد.

موتورهاي الکتريکي جريان مستقيم

در اين نوع موتورها جريان اصلي از کويل هاي هسته عبور مي نمايد و باعث چرخش هسته و ايجاد گشتاور در آن مي گردد استاتور شامل قطب هاي آهن ربايي است هسته شامل شافت اصلي موتور و چند کويل است هر يک از کويل ها به کويل بعدي متصل است و جريان در کل آنها وجود دارد البته نوع اتصال کويل ها به يکديگر خواص مختلفي ايجاد مي نمايد که انواع مختلف موتورهاي dc را به وجود مي آورد.

۱-    سري

۲-    شانت : در اين نوع موتور به علت وجود کوماتاتور متحرک جريان در آرميچر مرتباً تغيير جهت مي دهد.

۳-    ترکيبي  : که ترکيب نوع ۱ و ۲ مي باشد.

۴-    با مغناطيس دائم

۵-    بدون جاروبک

۶-    جامع

موتورهاي جريان مستقيم عموماً داراي مدار اينورتر ساده و ارزان با قابليت بسيار بالا مي باشند و سرعت موتور به راحتي قابل کنترل است وزن و حجم زياد ، قيمت بالا، پيچيدگي ساخت ، هزينه تعمير و نگهداري بالا ، راندمان پائين و وجود جاروبک از معايب اين موتورها مي باشد. در موتورها بدون نگهداري بالا ، راندمان پايين و وجود جاروبک از معايب اين موتورها مي باشد. در نوع موتور بدون جاروبک که جاروبک وجود ندارد ، کنترل سرعت براحتي انجام مي شود و موتور داراي دانسيته قدرت بالا مي باشد. اين نوع موتور در سرعتهای بالا کاربرد دارد حجم موتور کم و نويز نسبت به موتورهاي ديگر کمتر مي باشد عيب اين نوع پيچيده بودن ساخت موتور و قيمت بالاي آن است.

موتورهاي الکتريکي جريان متناوب

جريان ac خصوصيات خوبي دارد از جمله مي تواند در ولتاژهاي بالا به راحتي انتقال يابد و با وجود ترانسفورماتور تبديل مقدار ولتاژ نيز به راحتي انجام مي شود به علت در دسترس بودن اين نوع موتور براي خودرو برقي نيز بيشتر استفاده مي گردد.

مهمترين و پراستفاده ترين موتور ac ، موتور قفسه اي است در اين نوع موتور که اساس آن مانند يک ترانسفورماتور متحرک است وجود جريان در سيم پيچ استاتور باعث القاء جريان در سيم پيچ هسته مي شود بنابراين نيروهاي حاصل از ميدان جريان در هسته باعث چرخش آن و توليد گشتاور مي شود.

مهمترين خصوصيات موتور القائي قفسه اي به شرح زير است :

۱-    هيچگونه جاروبک يا کوماتاتوري نياز نمي باشد.

۲-    داراي کمترين تعميرات لازم است .

۳-    مناسب باري کار در محيط هاي کثيف است .

۴-    قابليت اطمينان بالا دارد .

۵-    راندمان بالا دارد.

۶-    سختي و عمر بالا.

۷-    هزينه ، وزن ، حجم و ممان اينرسي کم .

 

در زیر در مورد سه نوع موتور جريان متناوب که براي استفاده در خودروي برقي در نظر گرفته شده توضيحات بيشتري داده مي شود.

۱- موتورهاي سنکرون يا مغناطيس دائم

در اين نوع موتور دانسيته قدرت بالا است به دليل کنترل جريان و ميدان استاتور، گشتاور بيشتري مي توان توليد کرد جاروبک وجود ندارد و در سرعتهاي بالا و محدوده وسيع سرعت قابل استفاده است .

۲- موتورهاي القائي سه فاز

ساخت موتور ساده است اين موتور سبک، مقاوم ، کم حجم ، ارزان و داراي راندمان بالا مي باشد و نيازي به جاروبک ندارد البته براي کنترل سرعت بايد از سيستم کنترل پيچيده اي استفاده نمود و اين سيستم قيمت بالايي خواهد داشت.

۳- موتورهاي شار محوري :

اخيراً موتورهاي (Afm,Axial flux motor) يا موتورهاي شار محوري نيز ساخته شده اند که داراي دو مدل استفاده از موتور در داخل چرخ خودرو (whell motor) و يا موتورهاي با دو روتور و يک استاتور به صورتي که موتور به جاي ديفرانسيل خودرو نصب مي شود مي باشند. البته دو موتور اخير نياز به فن آوري بالاتري براي ساخت و استفاده کردن داشته و قيمت بالاتري نيز دارند ولي بازده و عملکرد آنها بهتر از موتورهاي القائي و PMSM  معمولي مي باشد دور موتور حداقل ۳۰۰۰ تا ۳۸۰۰ دور مي باشد.