Vittura elettrica Nikola Tesla

I mutori elettrichi sò assai più efficienti di i motori à combustione interna. Perchè è quandu

A verità basica hè chì i prublemi di i veiculi elettrici sò ligati à a fonte d'energia, ma ponu esse vistu da una perspettiva diversa. Cum'è parechje cose in a vita chì pigliamu per scontate, u mutore elettricu è u sistema di cuntrollu in i veiculi elettrici sò cunsiderate u dispusitivu più efficaci è affidabile in questi veiculi. In ogni casu, per ottene stu statu di l'affari, anu fattu una longa strada in l'evoluzione - da a scuperta di a cunnessione trà l'electricità è u magnetismu à a so trasfurmazioni efficace in una forza meccanica. Stu tema hè spessu sottuvalutatu in u cuntestu di parlà di u sviluppu tecnologicu di u mutore di combustione interna, ma hè sempre più necessariu di parlà più di a macchina chjamata mutore elettricu.

Unu o dui mutori

Se fighjate à u graficu di u rendiment di un mutore elettricu, indipendentemente da u so tipu, vi vede chì hè più di 85 per centu efficaci, spessu più di 90 per centu, è chì hè più efficau à circa 75 per centu di carica. massimu. Cume a putenza è a dimensione di u mutore elettricu aumentanu, a gamma di efficienza si espande in cunseguenza, induve pò ghjunghje à u so massimu ancu prima - à volte à 20 per centu di carica. In ogni casu, ci hè un altru latu à a munita - malgradu a gamma allargata di efficienza più altu, l'usu di mutori assai putenti cù una carica assai bassa pò ancu guidà à l'entrata frequente in a zona di bassa efficienza. Dunque, e decisioni in quantu à a dimensione, a putenza, u numeru (unu o dui) è l'usu (unu o dui sicondu a carica) di i mutori elettrici sò prucessi chì sò parti di u travagliu di cuncepimentu in a custruzzione di una vittura. In questu cuntestu, hè capitu perchè hè megliu avè dui mutori invece di un assai putente, vale à dì chì ùn entre micca spessu in zone di bassa efficienza, è per via di a pussibilità di chjude à carichi bassi. Dunque, à carica parziale, per esempiu, in u Tesla Model 3 Performance, solu u mutore posteriore hè utilizatu. In versioni menu putenti, hè l'unicu, è in versione più dinamica, l'asynchronous hè cunnessu à l'assale di fronte. Questu hè un altru vantaghju di i veiculi elettrichi - a putenza pò esse aumentata più facilmente, i modi sò usati secondu e esigenze di efficienza, è i motori duali sò un effettu side utile. Tuttavia, l'efficienza più bassa à una carica bassa ùn impedisce micca u fattu chì, à u cuntrariu di un mutore di combustione interna, un mutore elettricu genera spinta à velocità zero per via di u so principiu fundamentale di funziunamentu è interazzione trà i campi magnetichi ancu in tali cundizioni. U fattu sopra citatu di l'efficienza hè in u core di u disignu di u mutore è di i modi di funziunamentu - cum'è avemu dettu, un mutore oversize chì funziona continuamente à bassa carica seria inefficiente.

Cù u rapidu sviluppu di a mobilità elettrica, a diversità in termini di pruduzzione di mutore hè in espansione. Sempre più accordi è arrangiamenti sò sviluppati, induve certi pruduttori, cum'è BMW è VW, cuncepiscenu è fabricanu e so propiu vitture, altri cumprà azioni in cumpagnie ligati à questu affari, è ancu altri esternalizzanu à fornitori cum'è Bosch. In a maiò parte di i casi, se leghjite e specificazioni di un mudellu alimentatu elettricamente, truverete chì u so mutore hè "AC magnet permanent synchronous". Tuttavia, u pioniere di Tesla usa altre suluzioni in questa direzzione - mutori asincroni in tutti i mudelli precedenti è una cumminazione di asincroni è cusì chjamati. "Motore di commutazione di resistenza cum'è trasmissione di l'assale posteriore in u mudellu 3 Performance. In versioni più ecunumia cù solu trazione posteriore, hè l'unicu. Audi usa ancu mutori à induzione per u mudellu q-tron è una cumminazione di muturi sincroni è asincroni per u prossimu e-tron Q4. Chì ghjè veramente?

Vittura elettrica Nikola Tesla

U fattu chì Nikola Tesla hà inventatu u mutore elettricu asincrunu o, in altre parolle, u mutore elettricu "asincrunu" (à a fine di u 19u seculu) ùn hà alcuna cunnessione diretta cù u fattu chì i mudelli Tesla Motors sò una di e poche vitture alimentate da una tale macchina . ... Infatti, u principiu di funziunamentu di u mutore Tesla hè diventatu più pupulare in l'anni 60, quandu i dispositivi semiconduttori emergevanu gradualmente sottu u sole, è l'ingegnere americanu Alan Coconi hà sviluppatu inverter semiconduttori portatili chì ponu cunvertisce batterie in corrente continua (DC) in corrente alternata (AC) ) cum'è necessariu per un mutore à induzione, è viceversa (in u prucessu di recuperu). Questa cumminazione di un inverter (cunnisciutu ancu cum'è trasformatore di ingegneria) è un mutore elettricu sviluppatu da Coconi hè diventatu a basa per l'infame GM EV1 è, in una forma più raffinata, u sportu tZERO. Per analogia cù a ricerca di ingegneri giapponesi da Toyota durante a creazione di u Prius è a scuperta di u brevettu TRW, i creatori di Tesla anu scupertu a vittura tZERO. Finalmente, anu compru una licenza tZero è l'anu aduprata per custruisce un roadster.
U vantaghju maiò di un mutore à induzione hè chì ùn utilizza micca magneti permanenti è ùn hà micca bisognu di metalli cari o rari, chì sò ancu spessu sfruttati in cundizioni chì creanu dilemmi murali per i cunsumatori. Tuttavia, sia i motori sincroni asincroni sia i magneti permanenti prufittanu pienu di l'avanzate tecnulugiche in dispositivi semiconduttori, è ancu in a creazione di MOSFET cù transistori à effettu di campu è più tardi transistori d'isolamentu bipolari (IGBT). Hè questu prugressu chì permette di creà i dispositivi inverter compatti menzionati è in generale tutta l'elettronica di potenza in i veiculi elettrichi. Pò parè banale chì a capacità di cunvertisce in modu efficiente DC in batterie AC trifase è vice versa sia in gran parte da l'avanzate di a tecnulugia di cuntrollu, ma si deve tene à mente chì u currente in l'elettronica di putenza ghjunghje à livelli assai più alti di l'abituali in casa rete elettrica, è spessu i valori superanu i 150 amperi. Questu genera una grande quantità di calore chì l'elettronica di putenza deve trattà.

Ma torna à a quistione di i mutori elettrichi. Cum'è i motori à combustione interna, ponu esse classificati in diverse qualificazioni, è u "timing" hè unu di elli. In realtà, questu hè una conseguenza di un approcciu costruttivu assai più impurtante in termini di generazione è interazione di campi magnetichi. Malgradu u fattu chì a fonte di elettricità in a persona di a batteria hè di corrente diretta, i cuncettori di sistemi elettrichi ùn pensanu mancu à aduprà mutori à corrente continua. Ancu tenendu contu di perdite di cunversione, unità AC è sopratuttu unità sincrone superanu a cumpetizione cù elementi DC. Allora chì significa in realtà un mutore sincrunu o asincrunu?

Cumpagnia di vittura elettrica

Tramindui i motori sincroni è asincroni sò di u tippu di macchine elettriche rotative à campu magneticu chì anu una densità di putenza più alta. In generale, un rotore à induzione si compone di un pacchettu semplice di foglii solidi, verghe metalliche fatte di alluminiu o di ramu (sempre più aduprate in i tempi recenti) cù bobine in un anellu chjosu. Flussu di corrente in i bobinaggi di u statore in coppie opposte, cù corrente da una di e trè fasi chì scorri in ogni coppia. Siccomu in ognuna di esse hè spostatu in fase da 120 gradi in quantu à l'altru, u cusì chjamatu campu magneticu rotativu. L'intersezione di e bobine di rotore cù e linee di u campu magneticu da u campu creatu da u stator conduce à u flussu di corrente in u rotore, simile à l'interazione nantu à un trasformatore.
U campu magneticu resultanti interagisce cù u "rotativu" in u stator, chì porta à una presa meccanica di u rotore è a rotazione successiva. Tuttavia, cù stu tippu di mutore elettricu, u rotore ferma sempre daretu à u campu, perchè s'ellu ùn ci hè nisun muvimentu relativu trà u campu è u rotore, nisun campu magneticu serà induttu in u rotore. Cusì, u livellu massimu di velocità hè determinatu da a frequenza di a corrente di fornitura è da u caricu. Tuttavia, à causa di a più alta efficienza di i motori sincroni, a maiò parte di i pruduttori si aderiscenu à elli, ma per alcune di e ragioni sopra, Tesla rimane un difensore di i motori asincroni.

Iè, sti machini sò più prezzu, ma anu i so svantaghji, è tutte e persone chì anu pruvatu parechje accelerazioni successive cù u Model S vi diciaranu cumu u rendiment scende drasticamente cù ogni iterazione. I prucessi di induzione è u flussu di corrente portanu à u riscaldamentu, è quandu a macchina ùn hè micca rinfriscata sottu una carica alta, u calore s'accumula è e so capacità sò significativamente ridotte. Per scopi di prutezzione, l'elettronica riduce a quantità di corrente è a prestazione di accelerazione hè degradata. È una cosa più - per esse utilizatu cum'è generatore, u mutore d'induzione deve esse magnetizatu - vale à dì, per "passà" u currente iniziale à traversu u stator, chì genera u campu è a corrente in u rotore per inizià u prucessu. Allora si pò alimenta.

Motori asincroni o sincroni

Unità sincrone anu efficienza è densità di putenza significativamente più alti. Una differenza significativa trà un mutore à induzione hè chì u campu magneticu in u rotore ùn hè micca induttu da l'interazione cù u statore, ma hè u risultatu di u currente chì scorre per i bobinaggi addiziunali installati in questu, o magneti permanenti. Cusì, u campu in u rotore è u campu in u statore sò sincroni, ma a velocità massima di u mutore dipende ancu da a rotazione di u campu, rispettivamente da a frequenza è a carica attuali. Per evità a necessità di un'alimentazione supplementare à l'avvolgimenti, chì aumenta u cunsumu d'energia è complica u cuntrollu attuale, i motori elettrichi cù a cosiddetta eccitazione costante sò aduprati in i veiculi elettrichi muderni è in i mudelli ibridi. cù magneti permanenti. Cum'è digià menzionatu, quasi tutti i pruduttori di tali veiculi utilizanu attualmente unità di stu tippu, dunque, secondu parechji esperti, ci sarà sempre un prublema cù una scarsità di costosi terreni rari in neodimiu è disprosiu. Riduce u so usu face parte di a dumanda di l'ingegneri in stu campu.

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A cuncezzione di u core di u rotore offre u più grande putenziale per migliurà e prestazioni di una macchina elettrica.
Ci sò parechji suluzioni tecnulugichi cù magnets superficia-muntatu, rotore di discu-shaped, cù magnets internu custruitu-in. Interessante quì hè a suluzione di Tesla, chì usa a tecnulugia sopra citata chjamata Switched Reluctance Motor per guidà l'asse posteriore di u Model 3. "Reluctance", o resistenza magnetica, hè un termu oppostu à a conduttività magnetica, simile à a resistenza elettrica è a conduttività elettrica di i materiali. I mutori di stu tipu utilizanu u fenomenu chì u flussu magneticu tende à passà per a parte di u materiale cù a minima resistenza magnetica. In u risultatu, si sposta fisicamente u materiale chì passa per passà per a parte cù a minima resistenza. Stu effettu hè utilizatu in un mutore elettricu per creà un muvimentu di rotazione - per questu, i materiali cù diverse resistenze magnetiche alternanu in u rotore: duru (in forma di discu di ferrite neodimiu) è dolce (dischi d'acciaio). In un tentativu di passà per u materiale di resistenza più bassa, u flussu magneticu da u stator gira u rotore finu à ch'ellu hè posizionatu per fà. Cù u cuntrollu attuale, u campu rotate constantemente u rotore in una pusizioni còmode. Vale à dì, a rotazione ùn hè micca iniziata à tale puntu da l'interazzione di i campi magnetichi cum'è a tendenza di u campu di flussu à traversu u materiale cù a minima resistenza è l'effettu risultatu di a rotazione di u rotore. Alternendu diversi materiali, u numeru di cumpunenti caru hè ridutta.

Sicondu u disignu, a curva di efficienza è u torque cambianu cù a velocità di u mutore. Inizialmente, u mutore di induzione hà l'efficienza più bassu, è u più altu hà magneti di superficia, ma in l'ultimi diminuite bruscamente cù a velocità. U mutore BMW i3 hà un caratteru hibridu unicu, grazia à un disignu chì combina i magneti permanenti è l'effettu "reluctance" descrittu sopra. Cusì, u mutore elettricu ghjunghje l'alti livelli di putenza constante è torque chì sò caratteristiche di e machini cù un rotore eccitatu elettricamente, ma hà un pesu significativamente menu di elli (questi ultimi sò efficaci in parechji rispetti, ma micca in termini di pesu). Dopu tuttu questu, hè chjaru chì l'efficienza hè in calata à alta velocità, per quessa, più è più pruduttori dicenu chì si focalizeghjanu nantu à trasmissioni à duie velocità per i mutori elettrici.

Dumande è risposte:

Chì motori usa Tesla? Tutti i mudelli di Tesla sò veiculi elettrici, cusì sò furnuti solu cù muturi elettrici. Quasi ogni mudellu avarà un mutore di induzione AC trifase sottu u cappucciu.

Cumu funziona un mutore Tesla? Un mutore elettricu asincronu funziona per via di l'occurrence di un EMF per via di a rotazione in un statore stazionariu di un campu magneticu. U viaghju inversu hè furnitu da l'inversione di polarità nantu à e bobine di starter.

Induve si trova u mutore Tesla? I vitture Tesla sò trazione posteriore. Dunque, u mutore hè situatu trà l'arbureti di l'asse posteriore. U mutore hè custituitu da un rotore è un stator, chì si cuntattanu solu per via di cuscinetti.

Quantu pesa un mutore Tesla? U pesu di u mutore elettricu assemblatu per i mudelli Tesla hè 240 kilogrammi. Bastamente una mudificazione di u mutore hè aduprata.