มอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักที่ดีขึ้น ส่งผลให้เร่งความเร็วได้เร็วขึ้น ทำให้ยานยนต์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิม โดยเฉพาะในแง่ของการออกตัวจากจุดหยุดนิ่งที่รวดเร็ว ความสามารถในการสร้างแรงบิดที่สำคัญที่ความเร็วต่ำถือเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ เนื่องจากช่วยให้ยานยนต์เร่งความเร็วได้อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพ
แม้ในสภาพการจราจรในเมืองหรือขณะขับขึ้นเนินมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูงที่ใช้ในรถไฟฟ้าปัจจุบันนี้มีบทบาทสำคัญในการมอบพละกำลังและแรงบิดที่สูง ซึ่งส่งผลให้อัตราเร่งของรถไฟฟ้าดีเยี่ยม เทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้าในรถไฟฟ้าปัจจุบันนี้มีการพัฒนาไปมาก โดยหลักๆ แล้วมีมอเตอร์ไฟฟ้า 3 ประเภทที่นิยมใช้ในรถไฟฟ้า ได้แก่:
มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ (Induction Motor หรือ IM): มอเตอร์ชนิดนี้ทำงานโดยอาศัยการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้เกิดการหมุนของโรเตอร์ มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำมีข้อดีคือโครงสร้างไม่ซับซ้อน ทนทาน และมีต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำ แต่มีข้อเสียคือประสิทธิภาพอาจจะไม่สูงเท่ามอเตอร์แบบอื่น และมีการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนมากกว่า มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำนิยมใช้ในรถไฟฟ้า Tesla รุ่นแรกๆ และยังคงใช้ในบางรุ่นร่วมกับมอเตอร์แบบอื่น
มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet Synchronous Motor หรือ PMSM): มอเตอร์ชนิดนี้ใช้แม่เหล็กถาวรในการสร้างสนามแม่เหล็ก ทำให้มีประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ ให้แรงบิดสูง และมีการควบคุมที่แม่นยำ มอเตอร์ PMSM นิยมใช้ในรถไฟฟ้าปัจจุบันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และให้กำลังสูง แต่มีข้อเสียคือต้นทุนการผลิตที่สูงกว่า เนื่องจากต้องใช้แม่เหล็กถาวรที่มีราคาสูง และอาจมีปัญหาเรื่องการลดลงของประสิทธิภาพเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
มอเตอร์ซิงโครนัสรีลัคแตนซ์แบบสวิตช์ (Switched Reluctance Motor หรือ SRM): มอเตอร์ชนิดนี้มีโครงสร้างที่เรียบง่าย ทนทาน และมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำ แต่มีข้อเสียคือมีเสียงดังขณะทำงาน และมีการสั่นสะเทือนมากกว่ามอเตอร์แบบอื่น มอเตอร์ SRM ยังไม่เป็นที่นิยมใช้ในรถไฟฟ้ามากนัก แต่มีการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อแก้ไขข้อเสียต่างๆ
เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ไฟฟ้าในรถไฟฟ้า:
การควบคุมแบบเวกเตอร์ (Vector Control หรือ Field-Oriented Control (FOC)): เป็นเทคนิคการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าที่แม่นยำ ทำให้สามารถควบคุมแรงบิดและความเร็วของมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การลดสนามแม่เหล็ก (Field Weakening): เป็นเทคนิคที่ใช้ในการเพิ่มช่วงความเร็วของมอเตอร์ ทำให้รถไฟฟ้าสามารถทำความเร็วสูงได้
การระบายความร้อน: เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานแล้วเกิดความร้อน การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อป้องกันมอเตอร์เสียหายและรักษาประสิทธิภาพการทำงาน
วัสดุและการออกแบบ: การใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูงและการออกแบบที่เหมาะสม ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดขนาดของมอเตอร์ไฟฟ้า
สรุป:
เทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้าในรถไฟฟ้ามีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดขนาด และเพิ่มกำลังของมอเตอร์ มอเตอร์ PMSM เป็นที่นิยมใช้ในรถไฟฟ้าปัจจุบัน เนื่องจากให้ประสิทธิภาพสูง แรงบิดสูง และมีการควบคุมที่แม่นยำ แต่ก็มีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีมอเตอร์แบบอื่น เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และมีต้นทุนที่ต่ำลงในอนาคต