Nikola Tesla auto elektrikoa

Motor elektrikoak barne errekuntzako motorrak baino askoz ere eraginkorragoak dira. Zergatik eta noiz

Oinarrizko egia da ibilgailu elektrikoen arazoak energia iturriarekin lotuta daudela, baina beste ikuspegi batetik ikus daitezke. Bizitzako gauza asko bezala hartzen ditugunak bezala, ibilgailu elektrikoetako motor elektrikoa eta kontrol sistema ibilgailu horien gailu eraginkor eta fidagarriena da. Hala ere, egoera hori lortzeko, eboluzioan bide luzea egin dute, elektrizitatearen eta magnetismoaren arteko lotura deskubritzetik indar mekaniko bihurtzeraino. Askotan gutxietsi egiten da gai hau barne-errekuntzako motorren garapen teknologikoari buruz hitz egiteko testuinguruan, baina gero eta beharrezkoagoa da motor elektrikoa izeneko makinaz gehiago hitz egitea.

Motor bat edo bi

Motor elektriko baten errendimendu grafikoari erreparatzen badiozu, bere mota edozein dela ere, ohartuko zara ehuneko 85etik gorako eraginkortasuna dela, askotan ehuneko 90etik gorakoa, eta eraginkorrena dela ehuneko 75eko kargarekin. gehienez. Motor elektrikoaren potentzia eta tamaina handitzen diren heinean, eraginkortasun sorta horren arabera zabaltzen da, non gehienez ere lehenago irits daitekeen, batzuetan ehuneko 20ko kargarekin. Hala ere, txanponaren beste alde bat dago - eraginkortasun handiagoko sorta zabala izan arren, oso karga baxuko motor oso indartsuak erabiltzeak eraginkortasun baxuko eremuan maiz sartzea ekar dezake. Beraz, motor elektrikoen tamaina, potentzia, kopurua (bat edo bi) eta erabilera (bat edo bi kargaren arabera) buruzko erabakiak auto baten eraikuntzan diseinu-lanaren parte diren prozesuak dira. Testuinguru honetan, ulertzen da zergatik den hobe bi motor edukitzea oso indartsua izan beharrean, hots, maiz eraginkortasun txikiko guneetan sar ez dadin, eta karga baxuetan ixteko aukera dela eta. Horregatik, karga partzialean, adibidez, Tesla Model 3 Performance-en, atzeko motorra bakarrik erabiltzen da. Bertsio gutxiago indartsuetan, bakarra da, eta bertsio dinamikoagoetan, asinkronoa aurreko ardatzari lotuta dago. Ibilgailu elektrikoen beste abantaila bat da - potentzia errazago handitu daiteke, moduak eraginkortasun-baldintzen arabera erabiltzen dira eta motor bikoitzak bigarren mailako efektu erabilgarriak dira. Hala ere, karga baxuan eraginkortasun txikiagoak ez du eragozten barne-errekuntzako motor batek ez bezala, motor elektriko batek bultzada zero abiaduran sortzen duela, bere funtzionamendu-printzipio eta eremu magnetikoen arteko elkarrekintza funtsean desberdina dela eta baldintza horietan ere. Aipatutako eraginkortasuna motorren diseinuaren eta funtzionamendu-moduen muina da; esan dugunez, tamaina handiko motor bat karga baxuan etengabe dabilena ez litzateke eraginkorra izango.

Mugikortasun elektrikoaren garapen azkarrarekin, motorraren ekoizpenari dagokionez aniztasuna hedatzen ari da. Geroz eta akordio eta akordio gehiago garatzen ari dira, eta, besteak beste, BMW eta VW bezalako fabrikatzaile batzuek beren autoak diseinatzen eta fabrikatzen dituzte, beste batzuek negozio honekin lotutako enpresetan akzioak erosten dituzte, eta beste batzuek Bosch bezalako hornitzaileei azpikontratatzen diete. Kasu gehienetan, elektrikoki elikatzen den modelo baten zehaztapenak irakurtzen badituzu, bere motorra "AC iman iraunkor sinkronoa" dela ikusiko duzu. Hala ere, Tesla aitzindariak beste irtenbide batzuk erabiltzen ditu norabide horretan: aurreko modelo guztietan motor asinkronoak eta asinkrono eta deiturikoen konbinazioa. “Erresistentzia aldatzeko motorra atzeko ardatzeko trakzio gisa 3 Performance modeloan. Atzeko gurpileko trakzioa duten bertsio merkeagoetan bakarra da. Audi q-tron modelorako indukzio motorrak eta motor sinkrono eta asinkronoen konbinazio bat ere erabiltzen ari da datorren e-tron Q4rako. Zertaz ari da benetan?

Nikola Tesla auto elektrikoa

Nikola Teslak motor elektriko asinkronoa edo, beste modu batera esanda, "asinkronoa" asmatu izanak (XIX. Mendearen amaieran) ez du lotura zuzenik Tesla Motors modeloak horrelako makina batek funtzionatzen duen auto bakarretako bat izateak. ... Izan ere, Tesla motorraren funtzionamendu printzipioa ezagunagoa zen 19ko hamarkadan, gailu erdieroaleak eguzkipean pixkanaka sortzen ari zirenean eta Alan Coconi ingeniari estatubatuarrak korronte zuzeneko (DC) bateriak korronte alternoko (AC) bihur ditzaketen inbertsore erdieroale eramangarriak garatu zituenean. ) indukzio motorra behar den moduan, eta alderantziz (berreskurapen prozesuan). Coconi-k garatutako inbertsoreen (ingeniaritza transverter gisa ere ezaguna) eta motor elektrikoaren konbinazio hau GM EV60 gaiztoaren oinarria bihurtu zen eta, forma zehatzagoan, kirol tZERO. Prius sortzeko eta TRW patentea irekitzeko prozesuan Toyota-ek egindako ingeniari japoniarren bilaketaren antzera, Teslaren sortzaileek tZERO autoa aurkitu zuten. Azkenean, tZero lizentzia erosi eta roadster bat eraikitzeko erabili zuten.
Indukzio motor baten abantaila handiena da ez duela iman iraunkorrik erabiltzen eta ez ditu metal garestiak edo arraroak behar, askotan kontsumitzaileentzako dilema moralak sortzen dituzten baldintzetan ere ateratzen baitira. Hala ere, iman asinkronoak zein iraunkorrak diren motor sinkronoak gailu erdieroaleen aurrerapen teknologikoez baliatzen dira, baita eremu efektu transistoreak dituzten MOSFETak sortzeko eta isolamendu bipolarrerako transistoreak (IGBTak). Aurrerapen horri esker aipatutako inbertsore gailu trinkoak eta, oro har, ibilgailu elektrikoetako potentzia elektronika guztiak sortzea ahalbidetzen du. Triviala dirudi DC modu alternatiboan trifasikoko bateria bihurtzeko gaitasuna eta alderantziz kontrol-teknologian izandako aurrerapenei zor zaiela neurri handi batean, baina kontuan hartu behar da potentzia elektronikako korronteak ohikoa baino maila askotan lortzen duela. etxeko sare elektrikoa, eta maiz balioek 150 amperea gainditzen dute. Horrek potentzia elektronikek aurre egin behar dioten bero handia sortzen du.

Baina motor elektrikoen auzira itzuli. Barne-errekuntzako motorrak bezala, titulazio desberdinetan sailka daitezke, eta horietako bat da "denbora". Egia esan, eremu magnetikoen sorrerari eta elkarreraginari dagokionez ikuspegi eraikitzaile desberdin garrantzitsuago baten ondorioa da. Bateriaren pertsonaren elektrizitate iturria korronte zuzena izan arren, sistema elektrikoen diseinatzaileek ez dute DC motorrak erabiltzea pentsatzen ere. Bihurtze galerak kontuan hartuta ere, AC unitateek, eta batez ere unitate sinkronikoek, lehia gainditzen dute DC elementuekin. Orduan, zer esan nahi du motor sinkrono edo asinkrono batek?

Motor elektrikoen konpainia

Motor sinkronoak eta asinkronoak potentzia dentsitate handiagoa duten eremu magnetiko birakorreko makina motakoak dira. Orokorrean, indukzio errotorea xafla solido, aluminio edo kobrezko metalezko hagaxka pila soil batek osatzen du (azkenaldian gero eta gehiago erabiltzen da) bobinak begizta itxian. Korrontea estator bihurguneetan kontrako bikoteetan isurtzen da, bikote bakoitzean hiru fase horietako bateko korrontearekin. Horietako bakoitzean fasean 120 graduz aldatzen denez, bestearekiko, eremu magnetiko birakaria deritzona. Estatoreak sortutako eremutik eremu magnetikoaren lerroekin errotorearen bobinatzeak ebakitzeak korrontearen fluxua eragiten du errotorean, transformadorearen elkarreraginaren antzera.
Lortutako eremu magnetikoak estatorreko "birakariarekin" elkarreragiten du, eta horrek errotorearen atxikimendu mekanikoa eta ondorengo biraketa eragiten ditu. Hala ere, mota horretako motor elektrikoarekin, errotorea beti atzean geratzen da, izan ere, eremuaren eta errotorearen artean mugimendu erlatiborik ez badago, ez da eremu magnetikoa eragingo errotorean. Horrela, abiadura gehieneko maila hornidura korrontearen eta kargaren maiztasunak zehazten du. Hala ere, motor sinkronoen eraginkortasun handiagoa dela eta, fabrikatzaile gehienak horiei eusten diete, baina aurreko arrazoi batzuk direla eta, Tesla motor asinkronoen defendatzaile izaten jarraitzen du.

Bai, makina hauek merkeagoak dira, baina alde txarrak dituzte, eta Model S-rekin jarraian segidako azelerazio anitz probatu duten pertsona guztiek esango dizute nola jaisten den errendimendua iterazio bakoitzean. Indukzio-prozesuak eta korronte-fluxuak berotzea eragiten dute, eta makina karga handian hozten ez denean, beroa pilatzen da eta bere gaitasunak nabarmen murrizten dira. Babeserako, elektronikak korronte kopurua murrizten du eta azelerazio-errendimendua hondatzen da. Eta beste gauza bat -sorgailu gisa erabiltzeko, indukzio-motorra magnetizatu egin behar da-, hau da, hasierako korrontea estatoretik "pasatzea" eta horrek errotorean eremua eta korrontea sortzen du prozesua hasteko. Orduan, bere burua elikatu dezake.

Motor asinkronoak edo sinkronoak

Unitate sinkronikoek eraginkortasun eta potentzia dentsitate nabarmen handiagoa dute. Indukzio motor baten arteko desberdintasun esanguratsua da errotorearen eremu magnetikoa ez dela estatorearekiko elkarreraginaren ondorioz sortzen, baizik eta bertan instalatutako bobina osagarrietatik edo iman iraunkorretatik igarotzen den korrontearen emaitza da. Horrela, errotorearen eremua eta estatorreko eremua sinkronikoak dira, baina motorraren gehieneko abiadura ere eremuaren biraketaren araberakoa da, hurrenez hurren, uneko maiztasunaren eta kargaren arabera. Harilketetarako energia hornidura osagarriaren beharra saihesteko, horrek energia kontsumoa handitzen du eta korrontearen kontrola zailtzen du, kitzikapen konstantea deituriko motor elektrikoak erabiltzen dira ibilgailu elektriko modernoetan eta modelo hibridoetan. iman iraunkorrekin. Esan bezala, gaur egun horrelako ibilgailuen fabrikatzaile ia guztiek erabiltzen dituzte mota horretako unitateak, beraz, aditu askoren arabera, oraindik arazo bat egongo da lur arraroen neodimio eta disprosio garestiaren eskasiarekin. Horien erabilera murriztea arlo horretako ingeniariek egiten duten eskaeraren parte da.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Errotore nukleoaren diseinuak makina elektriko baten errendimendua hobetzeko potentzial handiena eskaintzen du.
Hainbat soluzio teknologiko daude gainazalean muntatutako imanekin, disko itxurako errotorearekin, barnean sartutako imanekin. Interesgarria da hemen Teslaren irtenbidea, lehen aipatutako teknologia Switched Reluctance Motor izenekoa erabiltzen duena 3 ereduaren atzeko ardatza gidatzeko. "Erresistentzia" edo erresistentzia magnetikoa eroankortasun magnetikoaren aurkako terminoa da, materialen erresistentzia elektrikoaren eta eroankortasun elektrikoaren antzekoa. Mota honetako motorrek fluxu magnetikoak erresistentzia magnetiko gutxien duen materialaren zatitik igarotzeko joera duen fenomenoa erabiltzen dute. Ondorioz, zeharkatzen ari den materiala fisikoki desplazatzen du, erresistentzia gutxien duen piezatik igarotzeko. Efektu hau motor elektriko batean errotazio-mugimendu bat sortzeko erabiltzen da; horretarako, erresistentzia magnetiko desberdina duten materialak txandakatzen dira errotorean: gogorrak (ferrita-neodimio-disko moduan) eta bigunak (altzairuzko diskoak). Erresistentzia txikiagoko materiala igaro nahian, estatorearen fluxu magnetikoak errotorea biratzen du horretarako kokatu arte. Korrontearen kontrolarekin, eremuak errotorea etengabe biratzen du posizio eroso batean. Hau da, errotazioa ez da eremu magnetikoen elkarreraginaren ondorioz, erresistentzia gutxien duen materiala zeharkatzeko duen joera eta errotorearen biraketaren ondoriozko efektuaren eraginez. Material desberdinak txandakatuz, osagai garestien kopurua murrizten da.

Diseinuaren arabera, eraginkortasun-kurba eta momentua aldatzen dira motorraren abiadurarekin. Hasieran, indukzio-motorrak du eraginkortasun txikiena, eta altuenak gainazaleko imanak ditu, baina azken honetan abiadurarekin nabarmen jaisten da. BMW i3 motorrak izaera hibrido berezia du, iman iraunkorrak eta goian deskribatutako "errezelo" efektua uztartzen dituen diseinuari esker. Horrela, motor elektrikoak elektrikoki kitzikaturiko errotorea duten makinen ezaugarriak diren potentzia eta momentu konstante altuak lortzen ditu, baina haiek baino pisu nabarmen txikiagoa du (azken hauek eraginkorrak dira alderdi askotan, baina ez pisuaren aldetik). Horren guztiaren ostean, argi dago abiadura handietan eraginkortasuna murrizten ari dela, eta horregatik gero eta fabrikatzaile gehiagok esaten dute motor elektrikoen bi abiadurako transmisioetara bideratuko dutela.

Galderak eta erantzunak:

Zein motor erabiltzen ditu Teslak? Tesla modelo guztiak ibilgailu elektrikoak dira, beraz, motor elektrikoekin soilik hornituta daude. Ia modelo guztiek 3 faseko AC indukzio motor bat izango dute kanpaiaren azpian.

Nola funtzionatzen du Tesla motor batek? Motor elektriko asinkrono batek eremu magnetiko baten estatore geldi batean biratzearen ondorioz EMF bat agertzearen ondorioz funtzionatzen du. Alderantzizko bidaia hasierako bobinetan polaritatearen alderantzikatzeak ematen du.

Non dago Tesla motorra? Tesla autoak atzeko gurpilak dira. Hori dela eta, motorra atzeko ardatzen artean kokatzen da. Motorra errotorez eta estatorez osatuta dago, errodamenduen bidez soilik elkarri harremanetan jartzen direnak.

Zenbat pisatzen du Tesla motor batek? Tesla modeloetarako muntatutako motor elektrikoaren pisua 240 kilogramokoa da. Funtsean, motorraren aldaketa bat erabiltzen da.