आधुनिक विद्युत मोटर. इलेक्ट्रिक कार के लिए ट्रैक्शन मोटर: इलेक्ट्रिक कारें इस पर कैसे काम करती हैं।

हाइड्रोकार्बन ईंधन की कमी, पर्यावरणीय स्थिति में गिरावट और कई अन्य कारण देर-सबेर निर्माताओं को इलेक्ट्रिक वाहन मॉडल विकसित करने के लिए मजबूर करेंगे जो सामान्य आबादी के लिए उपलब्ध हो जाएंगे। इस बीच, जो कुछ बचा है वह इंतजार करना या पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकी के लिए अपने हाथों से विकल्प विकसित करना है। यदि आप अभी भी बाहर से उनके लिए इंतजार करने के बजाय स्वयं समाधान ढूंढना पसंद करते हैं, तो आपको कौन से इंजन के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होगी इलेक्ट्रिक वाहनों का आविष्कार पहले ही हो चुका है, वे कैसे भिन्न हैं और उनमें से कौन सा सबसे अधिक आशाजनक है।

कर्षण मोटर

यदि आप अपनी कार के हुड के नीचे एक साधारण इलेक्ट्रिक मोटर लगाने का निर्णय लेते हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि इससे कुछ नहीं होगा। और यह सब इसलिए क्योंकि आपको कर्षण की आवश्यकता है विद्युत इंजन(TED). यह पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटरों से अपनी अधिक शक्ति, अधिक टॉर्क उत्पन्न करने की क्षमता, छोटे आयाम और कम वजन में भिन्न है।

ट्रैक्शन मोटर को पावर देने के लिए बैटरियों का उपयोग किया जाता है। उन्हें बाहरी स्रोतों ("आउटलेट से"), सौर पैनलों से, कार में स्थापित जनरेटर से, या रिकवरी मोड (चार्ज की स्व-पुनः पूर्ति) से रिचार्ज किया जा सकता है।

इलेक्ट्रिक वाहन इंजन अक्सर लिथियम-आयन बैटरी द्वारा संचालित होते हैं। TED आमतौर पर दो मोड में काम करता है - मोटर और जनरेटर। बाद के मामले में, तटस्थ गति पर स्विच करने पर यह खर्च किए गए ऊर्जा भंडार की भरपाई करता है।

संचालन का सिद्धांत

एक मानक इलेक्ट्रिक मोटर में दो तत्व होते हैं - एक स्टेटर और एक रोटर। पहला घटक स्थिर है और इसमें कई कॉइल हैं, जबकि दूसरा घटक घूमता है और बल को शाफ्ट तक पहुंचाता है। एक निश्चित आवधिकता के साथ स्टेटर कॉइल्स को एक वैकल्पिक विद्युत प्रवाह की आपूर्ति की जाती है, जो की उपस्थिति का कारण बनती है चुंबकीय क्षेत्र, जो रोटर को घुमाना शुरू कर देता है।

जितनी अधिक बार कॉइल को चालू और बंद किया जाता है, शाफ्ट उतनी ही तेजी से घूमता है। इलेक्ट्रिक वाहन इंजनों में दो प्रकार के रोटर लगाए जा सकते हैं:

• शॉर्ट-सर्किट, जिसमें स्टेटर क्षेत्र के विपरीत एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिसके कारण घूर्णन होता है;
• चरण - प्रारंभिक धारा को कम करने और शाफ्ट की गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है, यह सबसे आम है।

इसके अलावा, चुंबकीय क्षेत्र और रोटर के घूमने की गति के आधार पर, मोटरें अतुल्यकालिक या तुल्यकालिक हो सकती हैं। उपलब्ध धनराशि और सौंपे गए कार्यों में से किसी न किसी प्रकार का चयन किया जाना चाहिए।

तुल्यकालिक मोटर

सिंक्रोनस मोटर एक विद्युत मोटर है जिसमें रोटर की घूर्णन गति चुंबकीय क्षेत्र की घूर्णन गति के साथ मेल खाती है। इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ऐसी मोटरों का उपयोग केवल उन मामलों में करने की सलाह दी जाती है जहां बढ़ी हुई शक्ति का स्रोत हो - 100 किलोवाट से।

सिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर की किस्मों में से एक ऐसी स्थापना की स्टेटर वाइंडिंग को कई खंडों में विभाजित किया गया है। एक निश्चित क्षण में, एक निश्चित खंड को करंट की आपूर्ति की जाती है, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो रोटर को एक निश्चित कोण पर घुमाता है। फिर करंट को अगले खंड पर लागू किया जाता है और प्रक्रिया दोहराई जाती है, शाफ्ट घूमना शुरू कर देता है।

अतुल्यकालिक विद्युत मोटर

में अतुल्यकालिक मोटरचुंबकीय क्षेत्र के घूमने की गति रोटर के घूमने की गति से मेल नहीं खाती। ऐसे उपकरणों का लाभ उनकी रखरखाव क्षमता है - इन प्रतिष्ठानों से सुसज्जित इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए स्पेयर पार्ट्स ढूंढना बहुत आसान है। अन्य लाभों में शामिल हैं:

1. सरल डिज़ाइन.
2. रखरखाव और संचालन में आसान।
3. कम लागत।
4. उच्च विश्वसनीयता।

ब्रश-कम्यूटेटर इकाई की उपस्थिति के आधार पर, मोटरों को ब्रश या ब्रश रहित किया जा सकता है। कलेक्टर एक उपकरण है जिसका उपयोग प्रत्यावर्ती धारा को दिष्ट धारा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। ब्रश रोटर में बिजली स्थानांतरित करने का काम करते हैं।

इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए ब्रशलेस मोटरों की विशेषता हल्के वजन, कॉम्पैक्ट आयाम और उच्च दक्षता है। उनके ज़्यादा गरम होने और कम बिजली की खपत करने की संभावना कम होती है। ऐसे इंजन का एकमात्र नुकसान इलेक्ट्रॉनिक इकाई की उच्च कीमत है, जो एक संग्राहक के रूप में कार्य करती है। इसके अतिरिक्त, ब्रशलेस मोटर से सुसज्जित इलेक्ट्रिक वाहनों के पुर्जे ढूंढना अधिक कठिन होता है।

इलेक्ट्रिक मोटर निर्माता

बहुमत घरेलू इलेक्ट्रिक वाहनकम्यूटेटर मोटर का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया। इसका कारण उपलब्धता, कम कीमत और आसान रखरखाव है।

मोटरों की इस श्रेणी की एक प्रमुख निर्माता जर्मन कंपनी पर्म-मोटर है। इसके उत्पाद जनरेटर मोड में पुनर्योजी ब्रेकिंग में सक्षम हैं। इसका उपयोग स्कूटर, मोटर बोट, कार और इलेक्ट्रिक लिफ्टिंग उपकरणों से लैस करने के लिए सक्रिय रूप से किया जाता है। यदि प्रत्येक इलेक्ट्रिक कार में पर्म-मोटर इंजन लगाए जाएं तो उनकी कीमत काफी कम होगी। अब इनकी कीमत 5-7 हजार यूरो के बीच है.

एक लोकप्रिय निर्माता Etek है, जो ब्रशलेस और ब्रश कम्यूटेटर मोटर्स का उत्पादन करता है। एक नियम के रूप में, ये तीन चरण वाली मोटरें हैं जो स्थायी चुम्बकों पर काम करती हैं। स्थापनाओं के मुख्य लाभ:

• नियंत्रण सटीकता;
• पुनर्प्राप्ति के आयोजन में आसानी;
• सरल डिज़ाइन के कारण उच्च विश्वसनीयता।

निर्माताओं की सूची अमेरिकी प्लांट एडवांस्ड डीसी मोटर्स द्वारा पूरी की गई है, जो ब्रश्ड इलेक्ट्रिक मोटर का उत्पादन करता है। कुछ मॉडलों में एक असाधारण विशेषता होती है - उनमें एक दूसरा स्पिंडल होता है, जिसका उपयोग अतिरिक्त विद्युत उपकरण को इलेक्ट्रिक कार से जोड़ने के लिए किया जा सकता है।

कौन सा इंजन चुनना है

यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपकी खरीदारी आपको निराश न करे, आपको खरीदे गए मॉडल की विशेषताओं की कार की आवश्यकताओं के साथ तुलना करने की आवश्यकता है। इलेक्ट्रिक मोटर चुनते समय, वे मुख्य रूप से इसके प्रकार द्वारा निर्देशित होते हैं:

• सिंक्रोनस इंस्टॉलेशन में एक जटिल डिज़ाइन होता है और महंगे होते हैं, लेकिन उनमें अधिभार क्षमता होती है, नियंत्रण करना आसान होता है, वोल्टेज बढ़ने का डर नहीं होता है, और उच्च भार पर उपयोग किया जाता है। इन्हें मर्सिडीज इलेक्ट्रिक वाहनों पर स्थापित किया गया है।
• अतुल्यकालिक मॉडल कम लागत वाले हैं, सरल उपकरण. उन्हें बनाए रखना और संचालित करना आसान है, लेकिन वे जो बिजली उत्पन्न करते हैं वह एक सिंक्रोनस इंस्टॉलेशन की तुलना में बहुत कम है।

यदि इलेक्ट्रिक मोटर को इंजन के साथ जोड़ा जाए तो इलेक्ट्रिक कार की कीमत काफी कम होगी आंतरिक जलन. ऐसी संयुक्त स्थापनाएँ बाज़ार में अधिक लोकप्रिय हैं, क्योंकि उनकी लागत लगभग 4-4.5 हज़ार यूरो है।

इलेक्ट्रिक मोटर लंबे समय से कई उपकरण डिजाइनरों का सच्चा दोस्त और सहायक बन गया है। इसका असर मैकेनिकल इंजीनियरिंग पर भी पड़ा. हाल तक, घरेलू और विदेशी दोनों उत्पादन की कारें विशेष रूप से आंतरिक दहन के सिद्धांत पर निर्मित इकाइयों से सुसज्जित थीं। समय के साथ, कार के इंजन में सुधार की आवश्यकता और अधिक महत्वपूर्ण हो गई। यह न केवल इस तथ्य के कारण है कि तेल संसाधन धीरे-धीरे समाप्त हो रहे हैं, बल्कि इस तथ्य के कारण भी है कि एक आधुनिक बड़े शहर की पारिस्थितिकी खराब होती जा रही है। आज, दुनिया में कई अलग-अलग इकाइयों का आविष्कार किया गया है जो सामान्य की जगह ले सकती हैं पिस्टन इंजनहालाँकि, यह इलेक्ट्रिक मोटर है जिसमें उनमें से सबसे उज्ज्वल संभावनाएं हैं। आज हम इस विशेष इकाई पर नजर डालेंगे। इसकी उत्पत्ति और विकास के इतिहास से शुरुआत करना उचित है।

कहानी

कार के लिए इलेक्ट्रिक मोटर का आविष्कार अंग्रेजी डिजाइनर और आविष्कारक स्टारली ने किया था। यह 1888 में हुआ था। उन्होंने सबसे पहले इस तकनीक का इस्तेमाल किया था यात्री गाड़ी. वैसे, 19वीं सदी में, इलेक्ट्रिक ड्राइव का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न कारों के लिए कर्षण पैदा करने के लिए किया जाता था। लोगों को तुरंत समझ में आ गया कि उनका मुख्य लाभ क्या है। सच तो यह है कि तब भी इलेक्ट्रिक मोटर की दक्षता 90 फीसदी थी. अगर हम इस इकाई की तुलना आंतरिक दहन के आधार पर बने इंजन से करें तो इस पैरामीटर में यह पहले से ही 3.5 गुना आगे थी। उस समय, बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से कर्षण इकाई के रूप में किया जाता था, जिसकी क्षमता वाहन के वजन पर निर्भर करती थी।

प्रारंभ में, लोगों ने बस रेलवे इंजनों के इंजन का विकल्प खोजने की कोशिश की, जो अपने संचालन के दौरान भयानक आवाजें निकालते थे और भारी मात्रा में हानिकारक पदार्थों को वातावरण में उत्सर्जित करते थे। हालाँकि, वैज्ञानिकों ने धीरे-धीरे अपना ध्यान कारों की ओर लगाया। यह तब था जब स्टारली ने छोटी कार के लिए पहली इलेक्ट्रिक मोटर डिजाइन की थी। हालाँकि, यह प्रयोग सफल नहीं रहा। केवल 1893 में ही वास्तव में उच्च गुणवत्ता वाली इलेक्ट्रिक मोटर जारी की गई थी। इसमें दो बैटरियाँ शामिल थीं जिनमें बहुत प्रभावशाली शक्ति विशेषताएँ और वजन था। वहीं, कार का पावर रिजर्व काफी बड़ा था।

समय बीतता गया, प्रगति स्थिर नहीं रही। हालाँकि, पहले से ही 1910 में इस प्रकार की मोटर को छोड़ने का निर्णय लिया गया था। सच तो यह है कि तब सीमित बिजली रिजर्व की समस्या का समाधान संभव नहीं था। इस समय, आंतरिक दहन इंजनों का विकास शुरू हुआ, जिसने बाजार से विद्युत इकाइयों को लगभग पूरी तरह से बदल दिया। लंबी यात्राएँ करने की क्षमता पहले आई। यह तब था जब ऐसी इकाइयों का उत्पादन व्यावहारिक रूप से बंद हो गया था। इलेक्ट्रिक मोटर गायब नहीं हुई, वे बस थोड़ी देर के लिए इसके बारे में भूल गए। हालाँकि, वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति के हमारे युग में, सब कुछ अपनी जगह पर लौट आता है। आज इलेक्ट्रिक मोटर तेजी से लोकप्रिय हो रही है। कई कार निर्माता इसके विकास और प्रगति में भारी मात्रा में पैसा निवेश करने लगे हैं। यह अजीब नहीं है, क्योंकि अब ऐसे उपकरणों के कार्यशील स्ट्रोक को बढ़ाना संभव है। इस तथ्य के कारण कि बड़े शहरों की पारिस्थितिकी वांछित नहीं है, इलेक्ट्रिक मोटर अधिक से अधिक प्रासंगिक होती जा रही है।

संचालन की संरचना और सिद्धांत

कार की इलेक्ट्रिक मोटर विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर काम करती है। इसी को आज आधार माना जाता है। आधुनिक इलेक्ट्रिक कारें, अपने सार में, उन कारों से बहुत अलग नहीं हैं जिन्हें हम देश की सड़कों पर हर दिन देख सकते हैं। सामान्यतया, ऐसी तकनीक के मुख्य भाग हैं:

• नियंत्रक;
• रिचार्जेबल बैटरीज़।

हम कार के दिल के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे। तो, यह विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियमों के आधार पर काम करता है। जो लोग भौतिकी की इस अवधारणा से परिचित नहीं हैं, उनके लिए हम कह सकते हैं कि यह घटना एक बंद सर्किट में ईएमएफ की घटना से जुड़ी है जब इसमें चुंबकीय प्रवाह बदलना शुरू हो जाता है। यहां सब कुछ काफी सरल है. एक इलेक्ट्रिक मोटर बस विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है, जो कार को चलने की अनुमति देती है। वर्तमान में, ऐसी इकाइयों की दक्षता लगभग 90 प्रतिशत है। यह बेहद प्रभावशाली आंकड़ा है.

किसी भी अन्य इलेक्ट्रिक मोटर की तरह, इलेक्ट्रिक वाहनों में स्थापित इकाई की अपनी विशेषताएं होती हैं। इसमे शामिल है:

• इकाई शक्ति;
• यह अधिकतम टॉर्क उत्पन्न करता है;
• घूर्णन आवृत्ति.

वास्तव में, सब कुछ मानक है. उद्योग में उपयोग किए जाने वाले मॉडलों से एकमात्र अंतर कार के संबंध में इन मापदंडों में बदलाव है।

सभी विद्युत मोटरों को डीसी वोल्टेज स्रोत या एसी वोल्टेज स्रोत से संचालित किया जा सकता है। इस मामले में, हम अक्सर पहले विकल्प के बारे में बात कर रहे हैं। ऐसी मशीनों में उपयोग की जाने वाली बैटरियां 96-192 वोल्ट का आउटपुट मान उत्पन्न करती हैं। यह ईएमएफ बनाने के लिए काफी है। AC मोटर को जोड़ने के लिए तीन-चरण सर्किट का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रिक वाहनों के आधुनिक मॉडल इस मायने में भिन्न हैं कि उनमें इलेक्ट्रिक मोटर सीधे पहिये से जुड़ी होती है। यह डिज़ाइन मशीन की हैंडलिंग में काफी सुधार कर सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ सबसे उन्नत मॉडल, जो एक इकाई पर काम करने से सुसज्जित हैं प्रत्यावर्ती धारा, ब्रेकिंग के दौरान बैटरी को रिचार्ज करने में सक्षम हैं। इससे उनकी सेवा अवधि कई गुना बढ़ जाती है। यह सीमित आवाजाही की समस्या का एक प्रकार का समाधान है। ऐसे उपकरण बिना रिचार्ज किए कार का माइलेज 10-20 प्रतिशत तक बढ़ा सकते हैं। एक इलेक्ट्रिक कार के लिए यह काफी प्रभावशाली आंकड़ा है।

अन्यथा, कार की इलेक्ट्रिक मोटर इस प्रकार की किसी भी अन्य इकाई की तरह ही काम करती है। यहां एक कार्यशील तत्व है, जो पहिये से जुड़ा है। जब विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है, तो उत्तेजना वाइंडिंग मोटर रोटर पर कार्य करना शुरू कर देती है, जो ईएमएफ के कारण घूमना शुरू कर देती है। यह गति कार्यशील निकायों तक प्रसारित होती है। आज एक विद्युत मोटर को विभिन्न तरीकों से संचालित किया जा सकता है। में रहने की स्थितितीन-चरण सॉकेट या पारंपरिक एकल-चरण संस्करण का उपयोग किया जाता है। यह सब उस डिवाइस के विशिष्ट डिज़ाइन पर निर्भर करता है जिसे लॉन्च करने की आवश्यकता है।

बैटरियों के बारे में

आज, किसी भी कार की इलेक्ट्रिक मोटर बैटरी द्वारा संचालित होती है। आज, ऐसे उपकरणों की लागत काफी अधिक है, जो कार की कीमत को प्रभावित नहीं कर सकती है। यही कारण है कि आज हमारे देश की सड़कों पर ज्यादातर लोग पेट्रोल और डीजल से गाड़ी चलाते हैं डीजल गाड़ियाँ. शायद समय के साथ लागत बैटरियोंउल्लेखनीय रूप से कमी आएगी। इससे संभवतः इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन पर आधारित कारों की लोकप्रियता में वृद्धि होगी।

लेड-एसिड बैटरियों को वर्तमान में कारों के लिए बनाई गई सबसे सस्ती प्रतिनिधि माना जाता है। उनकी उच्च लोकप्रियता मुख्यतः इस तथ्य के कारण है कि उन्हें पुनर्चक्रित किया जा सकता है। निकेल-मेटल हाइब्रिड विकल्प आज सीसे वाले की तुलना में बहुत अधिक महंगे हैं, लेकिन उनका प्रदर्शन बहुत अधिक है। अधिकांश सर्वोत्तम विकल्पविशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए, ये लिथियम-आयन बैटरियां हैं जो लंबे समय तक चार्ज रहती हैं, लेकिन साथ ही आकार में छोटी रहती हैं। वे इतने व्यापक नहीं हैं, क्योंकि उनकी लागत इलेक्ट्रिक मोटर के लिए पावर बैटरियों के सभी प्रतिनिधियों में सबसे अधिक है। यह वह इकाई है जिसे लगातार ऊर्जा के एक नए हिस्से की आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है। इसके बिना, इलेक्ट्रिक मोटर बस काम करने में सक्षम नहीं होगी।

उपरोक्त सभी को सारांशित करने के लिए, हम ऐसा कह सकते हैं आधुनिक विद्युत मोटरेंऑटोमोटिव उद्योग में अस्तित्व का अधिकार है। उनकी पर्यावरण मित्रता और सादगी अधिक से अधिक प्रसिद्ध निर्माताओं को उन्हें चुनने के लिए मजबूर कर रही है। हाइब्रिड कार मॉडल अपेक्षाकृत हाल ही में बाज़ार में आए हैं। उनमें मोटर या तो बैटरी से या इंजन से चल सकती है। बेशक, वे काफी महंगे हैं। हालाँकि, यह उनमें है कि अपर्याप्त बिजली आरक्षित की समस्या लगभग पूरी तरह से हल हो गई है। इलेक्ट्रिक मोटर धीरे-धीरे हमारे जीवन में प्रवेश कर रही है, फिलहाल छोटे कदम उठा रही है, लेकिन कौन जानता है, शायद बहुत जल्द हम सभी इलेक्ट्रिक कारों पर स्विच कर देंगे।