Nikola Tesla machin elektrik

Motè elektrik yo pi efikas pase motè entèn combustion. Poukisa ak ki lè

Verite debaz la se ke pwoblèm yo nan machin elektrik yo gen rapò ak sous enèji a, men yo ka wè yo nan yon pèspektiv diferan. Tankou anpil bagay nan lavi ke nou pran pou yo akòde, motè elektrik ak sistèm kontwòl nan machin elektrik yo konsidere kòm aparèy ki pi efikas ak serye nan machin sa yo. Sepandan, yo nan lòd yo reyalize eta sa a nan zafè, yo te vini yon fason lontan nan evolisyon - soti nan dekouvri koneksyon ki genyen ant elektrisite ak mayetis nan transfòmasyon efikas li nan yon fòs mekanik. Sijè sa a souvan souzèstime nan yon kontèks pale sou devlopman teknolojik motè a ki degaje konbisyon entèn, men li ap vin de pli zan pli nesesè yo pale plis sou machin nan rele motè elektrik la.

Youn oswa de motè

Si w gade nan graf pèfòmans yon motè elektrik, kèlkeswa kalite li, w ap remake ke li plis pase 85 pousan efikas, souvan plis pase 90 pousan, e ke li pi efikas nan anviwon 75 pousan chaj. maksimòm. Kòm pouvwa a ak gwosè nan motè elektrik la ogmante, seri a nan efikasite elaji kòmsadwa, kote li ka rive nan maksimòm li yo menm pi bonè - pafwa nan 20 pousan chaj. Sepandan, gen yon lòt bò nan pyès monnen an - malgre seri a pwolonje nan pi wo efikasite, itilizasyon motè trè pwisan ak chaj ki ba anpil ka mennen nan antre souvan nan zòn nan efikasite ki ba. Se poutèt sa, desizyon konsènan gwosè, pouvwa, nimewo (youn oswa de) ak itilizasyon (youn oswa de depann sou chaj la) nan motè elektrik yo se pwosesis ki fè pati travay la konsepsyon nan konstriksyon an nan yon machin. Nan kontèks sa a, li konprann poukisa li pi bon pou gen de motè olye pou yo yon sèl trè pwisan, sètadi pou ke li pa souvan antre nan zòn ki ba efikasite, ak paske nan posibilite pou fèmen li desann nan chaj ki ba. Se poutèt sa, nan chaj pasyèl, pou egzanp, nan Tesla Model 3 Pèfòmans, se sèlman motè a dèyè yo itilize. Nan vèsyon mwens pwisan, li se youn nan sèlman, ak nan vèsyon ki pi dinamik, yon sèl la asynchrone konekte ak aks devan an. Sa a se yon lòt avantaj nan machin elektrik - pouvwa ka ogmante pi fasil, mòd yo itilize depann sou kondisyon efikasite, ak tren propulseur doub se yon efè segondè itil. Sepandan, efikasite ki pi ba nan chaj ki ba pa anpeche lefèt ke, kontrèman ak yon motè combustion entèn, yon motè elektrik jenere pouse nan vitès zewo akòz prensip fondamantalman diferan nan operasyon ak entèraksyon ant jaden mayetik menm nan kondisyon sa yo. Reyalite a mansyone pi wo a nan efikasite se nan kè a nan konsepsyon motè a ak mòd opere - jan nou te di, yon motè gqo kontinyèlman kouri nan chaj ki ba ta pa efikas.

Avèk devlopman rapid nan mobilite elektrik, divèsite an tèm de pwodiksyon motè ap agrandi. Plis ak plis akò ak aranjman yo ap devlope, kote kèk manifaktirè tankou BMW ak VW konsepsyon ak fabrike pwòp machin yo, lòt moun achte aksyon nan konpayi ki gen rapò ak biznis sa a, epi toujou lòt externalisation bay founisè tankou Bosch. Nan pifò ka yo, si ou li espesifikasyon yo nan yon modèl elektrik, w ap jwenn ke motè li se "AC pèmanan leman synchrone". Sepandan, pyonye Tesla sèvi ak lòt solisyon nan direksyon sa a - motè asynchrone nan tout modèl anvan yo ak yon konbinezon de asynchrone ak sa yo rele. "Motè pou chanje rezistans kòm kondwi aks dèyè nan modèl la 3 Pèfòmans. Nan vèsyon pi bon mache ak kondwi wou dèyè sèlman, li se youn nan sèlman. Audi ap itilize tou motè endiksyon pou modèl q-tron ak yon konbinezon de motè synchrone ak asynchrone pou pwochen e-tron Q4 la. Ki sa li vrèman sou?

Nikola Tesla machin elektrik

Lefèt ke Nikola Tesla envante asenkron oswa, nan lòt mo, "asenkron" motè elektrik la (tounen nan fen 19yèm syèk la) pa gen okenn koneksyon dirèk ak lefèt ke modèl Tesla Motors yo se youn nan machin yo kèk patrone pa tankou yon machin ... ... An reyalite, prensip fonksyònman motè Tesla a te vin pi popilè nan 60s yo, lè aparèy semi-conducteurs yo te piti piti émergentes anba solèy la, ak enjenyè Ameriken Alan Coconi devlope varyateur semi-conducteurs pòtab ki ka konvèti pil dirèk (DC) nan altène aktyèl (AC). ) jan sa nesesè pou yon motè endiksyon, ak vis vèrsa (nan pwosesis rekiperasyon an). Sa a konbinezon de yon varyateur (li rele tou yon jeni transverter) ak yon motè elektrik devlope pa Coconi te vin baz la pou trist GM EV1 la, epi, nan yon fòm pi rafine, spòtif tZERO la. Menm jan ak rechèch la pou enjenyè Japonè soti nan Toyota nan pwosesis pou kreye Prius la ak louvri patant lan TRW, kreyatè Tesla a dekouvri machin nan tZERO. Evantyèlman, yo te achte yon lisans tZero epi yo te itilize li pou konstwi yon roadster.
Avantaj nan pi gwo nan yon motè endiksyon se ke li pa sèvi ak leman pèmanan epi yo pa bezwen metal chè oswa ra, ki fè yo tou souvan mine nan kondisyon ki kreye dilèm moral pou konsomatè yo. Sepandan, toude asenkron ak pèmanan leman motè synchronous fè tout itilizasyon pwogrè teknolojik nan aparèy semi-conducteurs, osi byen ke nan kreyasyon MOSFETs ak tranzistò efè jaden ak pi resan tranzistò izolasyon bipolè (IGBTs). Li se pwogrè sa a ki fè li posib yo kreye mansyone aparèy yo varyateur kontra enfòmèl ant, epi, an jeneral, tout elektwonik pouvwa nan machin elektrik. Li ka sanble trivial ke kapasite nan konvèti avèk efikasite DC nan 150-faz AC pil ak vis vèrsa se lajman akòz pwogrè nan teknoloji kontwòl, men li ta dwe kenbe nan tèt ou ke aktyèl la nan elektwonik pouvwa rive nan nivo anpil fwa pi wo pase nòmal nan kay la rezo elektrik, e souvan valè depase XNUMX amp. Sa a jenere yon anpil nan chalè ki elektwonik yo pouvwa dwe fè fas ak.

Men, tounen nan pwoblèm lan nan motè elektrik. Tankou motè entèn combustion, yo ka klase nan diferan kalifikasyon, e "distribisyon" se youn nan yo. An reyalite, sa a se yon konsekans yon apwòch konstriktif diferan pi enpòtan an tèm de jenerasyon an ak entèraksyon nan jaden mayetik. Malgre lefèt ke sous la nan elektrisite nan moun ki nan batri a se aktyèl dirèk, konsèpteur yo nan sistèm elektrik pa menm konsidere lè l sèvi avèk motè DC. Menm pran pèt konvèsyon an kont, inite AC ak espesyalman inite synchronous pèfòme konpetisyon an ak eleman DC. Se konsa, ki sa yon motè synchronous oswa asynchrone aktyèlman vle di?

Konpayi machin elektrik

Tou de motè synchronous ak asynchrone yo se nan kalite wotasyon jaden mayetik machin elektrik ki gen yon dansite pouvwa ki pi wo. An jeneral, yon rotor endiksyon konsiste de yon chemine senp nan fèy solid, aliminyòm oswa kwiv branch metal (de pli zan pli itilize nan dènye ane yo) ak anwoulman nan yon bouk fèmen. Kouran ap koule nan likidasyon stator yo nan pè opoze, ak kouran ki soti nan youn nan twa faz yo ap koule tankou dlo nan chak pè. Depi nan chak nan yo li deplase nan faz pa 120 degre relatif nan lòt la, sa yo rele wotasyon jaden an mayetik. Entèseksyon an nan likidasyon yo rotor ak liy nan jaden an mayetik soti nan jaden an ki te pwodwi pa stator la mennen nan yon koule aktyèl nan rotor la, menm jan ak entèraksyon an sou yon transfòmatè.
Jaden an mayetik ki kapab lakòz kominike avèk "wotasyon an" nan stator la, ki mennen nan priz mekanik nan rotor la ak wotasyon ki vin apre. Sepandan, ak sa a ki kalite motè elektrik, rotor la toujou ram dèyè jaden an, paske si pa gen okenn mouvman relatif ant jaden an ak rotor la, pa gen okenn jaden mayetik ap pwovoke nan rotor la. Se konsa, nivo a vitès maksimòm detèmine pa frekans nan ekipman pou aktyèl la ak chay la. Sepandan, akòz efikasite ki pi wo nan motè synchronous, pifò manifaktirè bwa yo, men pou kèk nan rezon ki anwo yo, Tesla rete yon defansè nan motè asynchrone.

Wi, machin sa yo pi bon mache, men yo gen dezavantaj yo, ak tout moun ki te teste plizyè akselerasyon siksesif ak Modèl S la pral di w ki jan pèfòmans desann byen wo ak chak iterasyon. Pwosesis yo nan endiksyon ak koule aktyèl la mennen nan chofaj, epi lè machin nan pa refwadi anba gwo chaj, chalè akimile ak kapasite li yo siyifikativman redwi. Pou rezon pwoteksyon, elektwonik yo redwi kantite aktyèl ak pèfòmans akselerasyon an degrade. Ak yon lòt bagay - yo dwe itilize kòm yon dèlko, motè a endiksyon dwe magnetized - se sa ki, "pase" aktyèl la inisyal nan stator la, ki jenere jaden an ak aktyèl nan rotor la kòmanse pwosesis la. Lè sa a, li ka manje tèt li.

Motè asynchrone oswa synchronous

Inite senkronik gen siyifikativman pi wo efikasite ak dansite pouvwa. Yon diferans enpòtan ant yon motè endiksyon se ke jaden an mayetik nan rotor la pa pwovoke pa entèraksyon ak stator la, men se rezilta aktyèl la ap koule tankou dlo nan likidasyon yo adisyonèl enstale nan li, oswa leman pèmanan. Se konsa, jaden an nan rotor la ak jaden an nan stator la yo se synchronous, men vitès la maksimòm motè tou depann sou wotasyon nan jaden an, respektivman, sou frekans aktyèl la ak chaj. Pou evite bezwen an pou ekipman pou pouvwa adisyonèl nan likidasyon yo, ki ogmante konsomasyon pouvwa ak konplike kontwòl aktyèl, motè elektrik ak eksitasyon sa yo rele konstan yo te itilize nan machin modèn elektrik ak modèl ibrid. ak leman pèmanan. Kòm deja mansyone, prèske tout manifaktirè yo de machin sa yo kounye a itilize inite sa a ki kalite, Se poutèt sa, dapre ekspè anpil, ap toujou gen yon pwoblèm ak yon mank de chè Neyodim latè ra ak disprozyòm. Diminye itilizasyon yo se yon pati nan demann lan nan men enjenyè nan jaden sa a.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Konsepsyon nwayo rotor la ofri pi gwo potansyèl pou amelyore pèfòmans yon machin elektrik.
Gen divès kalite solisyon teknolojik ak leman sifas-monte, rotor ki gen fòm ki gen kapasite, ak leman entèn bati-an. Enteresan isit la se solisyon Tesla a, ki sèvi ak teknoloji ki mansyone pi wo a ki rele Switched Reluctance Motor pou kondwi aks dèyè Modèl 3 la. "Retirance", oswa rezistans mayetik, se yon tèm opoze a konduktiviti mayetik, menm jan ak rezistans elektrik ak konduktiviti elektrik nan materyèl. Motè nan kalite sa a sèvi ak fenomèn ke flux mayetik gen tandans pase nan pati nan materyèl la ki gen pi piti rezistans nan mayetik. Kòm yon rezilta, li fizikman deplase materyèl la ap koule tankou dlo nan lòd yo pase nan pati a ki gen pi piti rezistans. Se efè sa a itilize nan yon motè elektrik yo kreye yon mouvman wotasyon - pou sa a, materyèl ki gen diferan rezistans mayetik altène nan rotor la: difisil (nan fòm lan nan disk neyodim ferit) ak mou (disk asye). Nan yon tantativ pou pase nan pi ba materyèl rezistans, flux mayetik de stator a wotasyon rotor jiskaske li positionné pou fè sa. Avèk kontwòl aktyèl la, jaden an toujou ap vire rotor la nan yon pozisyon konfòtab. Sa vle di, wotasyon an pa inisye nan yon limit konsa pa entèraksyon an nan jaden yo mayetik kòm tandans nan jaden an koule nan materyèl la ak pi piti rezistans ak efè a rezilta nan wotasyon an nan rotor la. Pa altène materyèl diferan, kantite eleman chè redwi.

Tou depan de konsepsyon an, koub efikasite ak koupl chanje ak vitès motè a. Okòmansman, motè endiksyon an gen pi ba efikasite, ak pi wo a gen leman sifas, men nan lèt la li diminye sevè ak vitès. Motè BMW i3 a gen yon karaktè ibrid inik, gras a yon konsepsyon ki konbine leman pèmanan ak efè "retiyans" ki dekri pi wo a. Se konsa, motè elektrik la reyalize nivo segondè yo nan pouvwa konstan ak koupl ki karakteristik nan machin ki gen yon rotor elektrik eksite, men li gen siyifikativman mwens pwa pase yo (lèt la yo efikas nan anpil respè, men se pa an tèm de pwa). Apre tout bagay sa yo, li klè ke efikasite ap bese nan gwo vitès, se poutèt sa pi plis ak plis manifaktirè yo di yo pral konsantre sou transmisyon de-vitès pou motè elektrik.

Kesyon ak Repons:

Ki motè Tesla itilize? Tout modèl Tesla yo se machin elektrik, kidonk yo ekipe sèlman ak motè elektrik. Prèske chak modèl pral gen yon motè endiksyon AC 3-faz anba kapo a.

Ki jan yon motè Tesla travay? Yon motè elektrik asynchrone travay akòz ensidan an nan yon EMF akòz wotasyon an nan yon stator estasyonè nan yon jaden mayetik. Vwayaj ranvèse bay nan ranvèsman polarite sou bobin starter yo.

Ki kote motè Tesla a ye? Machin Tesla yo kondwi dèyè wou. Se poutèt sa, motè a sitiye ant arbr yo aks dèyè. Motè a konsiste de yon rotor ak stator, ki sèlman kontakte youn ak lòt atravè BEARINGS.

Konbyen yon motè Tesla peze? Pwa a nan motè elektrik reyini pou modèl Tesla se 240 kilogram. Fondamantalman, se yon sèl modifikasyon motè yo itilize.