Mobil listrik Nikola Tesla

Motor listrik luwih efisien tinimbang mesin pembakaran internal. Napa lan kapan

Bebener dhasar yaiku masalah kendaraan listrik ana gandhengane karo sumber energi, nanging bisa dideleng saka perspektif sing beda. Kaya pirang-pirang prekara ing urip sing bisa ditindakake, motor listrik lan sistem kontrol ing kendharaan listrik dianggep minangka piranti sing paling efisien lan dipercaya ing kendharaan kasebut. Nanging, kanggo nggayuh kahanan iki, dheweke wis ngalami evolusi sing dawa - saka nemokake sambungan antarane listrik lan magnetisme nganti transformasi efektif dadi gaya mekanik. Topik iki asring disepelekake ing konteks ngomong babagan perkembangan teknologi mesin pembakaran internal, nanging dadi tambah perlu kanggo ngomong luwih akeh babagan mesin sing diarani motor listrik.

Siji utawa loro motor

Yen katon ing graph kinerja motor listrik, preduli saka jinis, sampeyan bakal sok dong mirsani sing liwat 85 persen efisien, asring liwat 90 persen, lan iku paling efisien ing watara 75 persen mbukak. maksimal. Minangka daya lan ukuran motor listrik mundhak, sawetara efficiency nggedhekake, ngendi iku bisa tekan maksimum malah sadurungé - kadhangkala ing 20 persen mbukak. Nanging, ana sisih liyane kanggo duwit receh - senadyan sawetara lengkap efficiency luwih, nggunakake motor banget kuat karo mbukak kurang banget bisa maneh mimpin kanggo kerep entri menyang zona efficiency kurang. Mulane, keputusan babagan ukuran, daya, nomer (siji utawa loro) lan panggunaan (siji utawa loro gumantung saka beban) motor listrik minangka proses sing minangka bagéan saka karya desain ing pambangunan mobil. Ing konteks iki, bisa dingerteni kenapa luwih becik duwe motor loro tinimbang sing kuat banget, yaiku supaya ora asring mlebu ing wilayah sing kurang efisien, lan amarga ana kemungkinan mateni kanthi beban sing sithik. Mulane, ing beban sebagean, contone, ing kinerja Tesla Model 3, mung engine mburi digunakake. Ing versi sing kurang kuat, mung siji, lan ing versi sing luwih dinamis, sing ora sinkron disambungake menyang poros ngarep. Iki minangka kauntungan liyane saka kendaraan listrik - daya bisa tambah luwih gampang, mode digunakake gumantung saka syarat efisiensi, lan powertrains dual minangka efek samping sing migunani. Nanging, efisiensi sing luwih murah ing beban sing sithik ora nyegah kasunyatan manawa, ora kaya mesin pembakaran internal, motor listrik ngasilake dorongan kanthi kacepetan nol amarga prinsip operasi lan interaksi sing beda-beda ing antarane medan magnet sanajan ing kahanan kasebut. Kasunyatan efisiensi kasebut ana ing jantung desain mesin lan mode operasi - kaya sing wis dakkandhakake, mesin gedhe sing terus-terusan mlaku kanthi beban sithik bakal dadi ora efisien.

Kanthi pangembangan mobilitas listrik kanthi cepet, macem-macem babagan produksi motor saya tambah akeh. Persetujuan lan pengaturan sing luwih akeh dikembangake, ing ngendi sawetara manufaktur kayata BMW lan VW ngrancang lan nggawe mobil dhewe, liyane tuku saham ing perusahaan sing ana hubungane karo bisnis iki, lan isih ana liyane sing outsource menyang supplier kayata Bosch. Ing kasus paling, yen maca specifications saka model powered listrik, sampeyan bakal nemokake sing motor "AC Magnetik permanen sinkron". Nanging, pelopor Tesla nggunakake solusi liyane ing arah iki - motor asinkron ing kabeh model sadurunge lan kombinasi asinkron lan sing diarani. "Motor switching resistensi minangka drive poros mburi ing model 3 Performance. Ing versi luwih murah karo mburi-wheel drive mung, iku mung siji. Audi uga nggunakake motor induksi kanggo model q-tron lan kombinasi motor sinkron lan asinkron kanggo e-tron Q4 sing bakal teka. Sejatine babagan apa?

Mobil listrik Nikola Tesla

Kasunyatan manawa Nikola Tesla nggawe motor asinkron utawa, kanthi tembung liyane, motor listrik "asinkron" (bali ing pungkasan abad kaping 19) ora ana gandhengane langsung karo kasunyatan manawa model Tesla Motors minangka salah sawijining mobil sing didhukung dening mesin kasebut. . ... Kasunyatane, prinsip operasi motor Tesla dadi luwih populer ing taun 60-an, nalika piranti semikonduktor alon-alon muncul ing sangisore srengenge, lan insinyur Amerika Alan Coconi nggawe inverters semikonduktor portabel sing bisa ngonversi batere langsung (DC) dadi arus bolak-balik (AC ) kaya sing dibutuhake kanggo motor induksi, lan uga kosok baline (ing proses pemulihan). Kombinasi inverter (uga dikenal minangka transverter rekayasa) lan motor listrik sing dikembangake dening Coconi dadi basis kanggo GM EV1 sing kondhang lan, kanthi bentuk sing luwih apik, tZERO olahraga. Mirip karo telusuran para insinyur Jepang saka Toyota nalika nggawe Prius lan mbukak paten TRW, pangripta Tesla nemokake mobil tZERO kasebut. Pungkasane, dheweke tuku lisensi tZero lan digunakake kanggo nggawe roadster.
Keuntungan paling gedhe saka motor induksi yaiku ora nggunakake magnet permanen lan ora butuh logam larang utawa langka, sing uga asring ditambang ing kahanan sing nggawe dilema moral tumrap konsumen. Nanging, motor sinkron magnetik asinkron lan permanen nggunakake kauntungan teknologi maju ing piranti semikonduktor, uga nggawe MOSFET kanthi transistor efek lapangan lan transistor isolasi bipolar (IGBT). Kemajuan iki sing bisa nggawe piranti inverter kompak sing disebutake lan, umume, kabeh elektronik listrik ing kendaraan listrik. Kayane sepele yen kemampuan ngonversi DC dadi batere AC 150-phase lan kosok balene amarga teknologi teknologi kontrol wis maju, nanging kudu dieling-eling manawa arus listrik bisa nganti tekan kaping pirang-pirang luwih dhuwur tinimbang biasane ing kluwarga jaringan listrik, lan asring regane ngluwihi XNUMX ampere. Iki ngasilake akeh panas sing kudu diatasi listrik listrik.

Nanging bali menyang masalah motor listrik. Kaya mesin pembakaran internal, mesin kasebut bisa dikategorikake dadi kualifikasi sing beda, lan "wektu" minangka salah sawijining. Nyatane, iki minangka akibat saka pendekatan konstruktif sing beda-beda sing luwih penting ing babagan generasi lan interaksi medan magnet. Sanajan kasunyatan manawa sumber listrik ing batere yaiku arus langsung, para desainer sistem listrik malah ora mikir nggunakake motor DC. Malah nganggep kerugian konversi, unit AC lan unit sinkronisasi luwih unggul tinimbang kompetisi karo elemen DC. Dadi, apa sejatine tegese motor sinkron utawa asinkron?

Perusahaan mobil motor listrik

Motor sinkronis lan asinkron kalebu jinis mesin listrik medan magnet sing muter sing duwe kerapatan daya sing luwih dhuwur. Umumé, rotor induksi kasusun saka tumpukan lembaran padhet sing gampang, batang logam sing digawe saka aluminium utawa tembaga (saiki digunakake ing jaman saiki) kanthi kumparan ing loop tertutup. Saiki mili ing gulung stator ing pasangan sing ngelawan, kanthi arus saka salah siji saka telung fase sing mili ing saben pasangan. Amarga ing masing-masing kasebut, owah dadi fase nganti 120 derajat tinimbang sing liyane, medan magnet sing diputer. Persimpangan gulungan rotor kanthi garis medan magnet saka lapangan sing digawe stator nyebabake aliran arus ing rotor, padha karo interaksi ing trafo.
Medan magnet sing ana hubungane karo "muter" ing stator, sing nyebabake pegangan mekanik rotor lan rotasi sabanjure. Nanging, kanthi jinis motor listrik iki, rotor mesthi ketinggalan lapangan, amarga yen ora ana gerakan relatif ing antarane lapangan lan rotor, mula ora bakal ana medan magnet ing rotor. Mangkono, level kacepetan maksimum ditemtokake dening frekuensi arus pasokan lan beban. Nanging, amarga efisiensi motor sinkronis sing luwih dhuwur, umume produsen nggawe, nanging amarga sawetara alasan ing ndhuwur, Tesla tetep dadi pendukung motor asinkron.

Ya, mesin kasebut luwih murah, nanging duwe kekurangan, lan kabeh wong sing wis nyoba akselerasi kaping pirang-pirang kanthi Model S bakal menehi pitutur marang kowe kepiye kinerja mudhun kanthi drastis ing saben pengulangan. Proses induksi lan aliran arus mimpin kanggo dadi panas, lan nalika mesin ora digawe adhem ing beban dhuwur, panas accumulates lan Kapabilitas sing Ngartekno suda. Kanggo tujuan proteksi, elektronik nyuda jumlah arus lan kinerja akselerasi mudhun. Lan siji liyane - kanggo digunakake minangka generator, motor induksi kudu magnetized - yaiku, kanggo "pass" saiki dhisikan liwat stator, kang ngasilake lapangan lan saiki ing rotor kanggo miwiti proses. Banjur dheweke bisa mangan awake dhewe.

Motor sinkronis utawa sinkron

Unit sinkronis duwe efisiensi lan kerapatan daya sing luwih dhuwur. Beda sing signifikan ing antarane motor induksi yaiku medan magnet ing rotor ora disebabake interaksi karo stator, nanging minangka asil arus sing mili liwat gulungan tambahan sing dipasang, utawa magnet permanen. Mangkene, lapangan ing rotor lan lapangan ing stator kasebut sinkron, nanging kacepetan motor maksimum uga gumantung karo rotasi lapangan, masing-masing karo frekuensi lan beban saiki. Kanggo ngindhari kebutuhan suplai listrik tambahan kanggo gulungan, sing ningkatake konsumsi listrik lan nyusahake kontrol saiki, motor listrik kanthi eksitasi terus-terusan digunakake ing kendaraan listrik modern lan model hibrida. kanthi magnet permanen. Kaya sing wis disebutake, meh kabeh pabrikan kendaraan kaya saiki nggunakake unit jinis iki, mula miturut para ahli, isih bakal ana masalah kekurangan neodymium lan disprosium bumi langka. Ngurangi panggunaan minangka bagean saka panjaluk saka para insinyur ing lapangan iki.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Desain inti rotor nyedhiyakake potensial paling gedhe kanggo ningkatake kinerja mesin listrik.
Ana macem-macem solusi teknologi kanthi magnet sing dipasang ing permukaan, rotor berbentuk disk, kanthi magnet sing dipasang ing njero. Menarik ing kene yaiku solusi Tesla, sing nggunakake teknologi kasebut disebut Switched Reluctance Motor kanggo nyopir poros mburi Model 3. "Reluctance", utawa resistensi magnetik, minangka istilah sing ngelawan konduktivitas magnetik, padha karo resistensi listrik lan konduktivitas listrik bahan. Motor saka jinis iki nggunakake fénoména sing fluks Magnetik cenderung kanggo pass liwat bagean saka materi karo resistance Magnetik paling. Akibaté, sacara fisik mindhah materi sing dilewati supaya bisa ngliwati bagian kanthi resistensi paling sithik. Efek iki digunakake ing motor listrik kanggo nggawe gerakan rotasi - kanggo iki, bahan kanthi resistensi magnetik sing beda diganti ing rotor: hard (ing wangun disk neodymium ferrite) lan alus (disk baja). Ing upaya kanggo ngliwati materi resistance ngisor, fluks Magnetik saka stator muter rotor nganti dipanggonke kanggo nglakoni. Kanthi kontrol saiki, lapangan terus muter rotor ing posisi nyaman. Tegese, rotasi ora diwiwiti nganti kaya ngono kanthi interaksi medan magnet minangka kecenderungan medan kanggo mili liwat materi kanthi resistensi paling sithik lan efek asil rotasi rotor. Kanthi ganti bahan sing beda-beda, jumlah komponen sing larang dikurangi.

Gumantung ing desain, kurva efisiensi lan torsi ganti kanthi kacepetan mesin. Kaping pisanan, motor induksi nduweni efisiensi sing paling murah, lan sing paling dhuwur nduweni magnet permukaan, nanging sing terakhir mudhun kanthi cepet kanthi cepet. Mesin BMW i3 nduweni karakter hibrida sing unik, amarga desain sing nggabungake magnet permanen lan efek "wegah" sing kasebut ing ndhuwur. Mangkono, motor listrik entuk tingkat dhuwur saka daya pancet lan torsi sing karakteristik saka mesin karo rotor elektrik bungah, nanging wis Ngartekno kurang bobot saka wong-wong mau (sing terakhir efisien ing akeh bab, nanging ora ing bobot). Sawise kabeh iki, iku cetha yen efficiency wis mudun ing kacepetan dhuwur, pramila liyane lan liyane manufaktur ngandika bakal fokus ing transmisi loro-kacepetan kanggo motor listrik.

Pitakonan & Jawaban:

Mesin apa sing digunakake Tesla? Kabeh model Tesla minangka kendaraan listrik, saengga dilengkapi kanthi motor listrik. Meh saben model bakal duwe motor induksi AC 3 fase ing sangisore hood.

Kepiye cara kerja mesin Tesla? Motor listrik asinkron dianggo amarga kedadeyan EMF amarga rotasi ing stator stasioner saka medan magnet. Lelungan mbalikke diwenehake dening pembalikan polaritas ing gulungan wiwitan.

Ngendi lokasi Tesla engine? Mobil Tesla minangka penggerak roda mburi. Mulane, motor dumunung ing antarane poros poros mburi. Motor kasusun saka rotor lan stator, kang mung kontak saben liyane liwat bantalan.

Pira bobote mesin Tesla? Bobot motor listrik sing dipasang kanggo model Tesla yaiku 240 kilogram. Sejatine siji modifikasi engine digunakake.