Նիկոլա Տեսլա էլեկտրական մեքենա
Տրանսպորտային միջոց,  Մեքենաների շահագործում

Նիկոլա Տեսլա էլեկտրական մեքենա

Էլեկտրական շարժիչները շատ ավելի արդյունավետ են, քան ներքին այրման շարժիչները: Ինչու և երբ

Հիմնական ճշմարտությունն այն է, որ էլեկտրական մեքենաների խնդիրները կապված են էներգիայի աղբյուրի հետ, բայց դրանք կարելի է դիտարկել այլ տեսանկյունից: Կյանքում շատ բաների նման, որոնք մենք ընդունում ենք որպես տրված, էլեկտրական շարժիչը և էլեկտրական մեքենաների կառավարման համակարգը համարվում են այս մեքենաների ամենաարդյունավետ և հուսալի սարքը: Այնուամենայնիվ, իրերի այս վիճակին հասնելու համար նրանք երկար ճանապարհ են անցել էվոլյուցիայի մեջ՝ էլեկտրականության և մագնիսականության միջև կապի հայտնաբերումից մինչև դրա արդյունավետ փոխակերպումը մեխանիկական ուժի: Այս թեման հաճախ թերագնահատվում է ներքին այրման շարժիչի տեխնոլոգիական զարգացման մասին խոսելու համատեքստում, բայց ավելի ու ավելի է անհրաժեշտ դառնում խոսել էլեկտրական շարժիչ կոչվող մեքենայի մասին:

Մեկ կամ երկու շարժիչ

Եթե ​​նայեք էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի գրաֆիկին, անկախ նրա տեսակից, կնկատեք, որ այն ունի ավելի քան 85 տոկոս արդյունավետություն, հաճախ՝ ավելի քան 90 տոկոս, և որ այն ամենաարդյունավետն է 75 տոկոս բեռի դեպքում: առավելագույնը. Էլեկտրաշարժիչի հզորության և չափերի մեծացման հետ համապատասխանաբար ընդլայնվում է արդյունավետության շրջանակը, որտեղ այն կարող է հասնել առավելագույնին նույնիսկ ավելի վաղ՝ երբեմն 20 տոկոս բեռնվածության դեպքում: Այնուամենայնիվ, կա մետաղադրամի մյուս կողմը. չնայած ավելի բարձր արդյունավետության ընդլայնված շրջանակին, շատ հզոր շարժիչների օգտագործումը շատ ցածր բեռով կարող է կրկին հանգեցնել ցածր արդյունավետության գոտի հաճախակի մուտքի: Հետևաբար, էլեկտրական շարժիչների չափի, հզորության, թվի (մեկ կամ երկու) և օգտագործման (մեկ կամ երկուսը կախված ծանրաբեռնվածությունից) վերաբերյալ որոշումները գործընթացներ են, որոնք մեքենայի կառուցման նախագծային աշխատանքների մաս են կազմում: Այս համատեքստում հասկանալի է, թե ինչու ավելի լավ է ունենալ երկու շարժիչ՝ շատ հզոր շարժիչի փոխարեն, մասնավորապես, որպեսզի այն հաճախ չմտնի ցածր արդյունավետության տարածքներ և ցածր բեռների դեպքում այն ​​անջատելու հնարավորության պատճառով։ Հետևաբար, մասնակի բեռնվածության դեպքում, օրինակ, Tesla Model 3 Performance-ում օգտագործվում է միայն հետևի շարժիչը: Պակաս հզոր տարբերակներում այն ​​միակն է, իսկ ավելի դինամիկ տարբերակներում ասինխրոնը միացված է առջեւի առանցքին։ Սա էլեկտրական մեքենաների ևս մեկ առավելություն է. հզորությունը կարելի է ավելի հեշտությամբ բարձրացնել, ռեժիմներն օգտագործվում են՝ կախված արդյունավետության պահանջներից, իսկ երկակի ուժային ագրեգատները օգտակար կողմնակի ազդեցություն են: Այնուամենայնիվ, ցածր բեռի դեպքում ցածր արդյունավետությունը չի խանգարում այն ​​փաստին, որ, ի տարբերություն ներքին այրման շարժիչի, էլեկտրական շարժիչը զրոյական արագությամբ մղում է առաջացնում իր սկզբունքորեն տարբեր գործողության սկզբունքի և մագնիսական դաշտերի միջև փոխազդեցության պատճառով նույնիսկ նման պայմաններում: Արդյունավետության վերը նշված փաստը գտնվում է շարժիչի նախագծման և աշխատանքային ռեժիմների հիմքում. ինչպես արդեն ասացինք, չափից ավելի մեծ շարժիչը, որը շարունակաբար աշխատում է ցածր բեռով, անարդյունավետ կլինի:

Էլեկտրական շարժունակության արագ զարգացման հետ մեկտեղ ընդլայնվում է բազմազանությունը շարժիչների արտադրության առումով: Ավելի ու ավելի շատ համաձայնագրեր և պայմանավորվածություններ են մշակվում, որոնց համաձայն որոշ արտադրողներ, ինչպիսիք են BMW-ն և VW-ն, նախագծում և արտադրում են իրենց մեքենաները, մյուսները գնում են բաժնետոմսեր այս բիզնեսի հետ կապված ընկերություններում, իսկ մյուսները արտասահմանում են մատակարարում այնպիսի մատակարարների, ինչպիսին է Bosch-ը: Շատ դեպքերում, եթե դուք կարդաք էլեկտրական էներգիայով աշխատող մոդելի բնութագրերը, դուք կհայտնաբերեք, որ դրա շարժիչը «AC մշտական ​​մագնիս համաժամանակյա է»: Սակայն Tesla pioneer-ն այս ուղղությամբ օգտագործում է այլ լուծումներ՝ ասինխրոն շարժիչներ բոլոր նախորդ մոդելներում և ասինխրոն և այսպես կոչված համադրություն: «Դիմադրության անջատիչ շարժիչը որպես հետևի առանցքի շարժիչ 3 Performance մոդելում: Միայն հետևի քարշակով ավելի էժան տարբերակներում այն ​​միակն է։ Audi-ն նաև օգտագործում է ինդուկցիոն շարժիչներ q-tron մոդելի համար և համաժամանակյա և ասինխրոն շարժիչների համակցություն առաջիկա e-tron Q4-ի համար: Ինչի՞ մասին է իրականում խոսքը։

Նիկոլա Տեսլա էլեկտրական մեքենա

Այն, որ Նիկոլա Տեսլան հորինել է ասինխրոն կամ, այլ կերպ ասած, «ասինխրոն» էլեկտրաշարժիչը (դեռեւս 19 -րդ դարի վերջին) ուղղակի կապ չունի այն փաստի հետ, որ Tesla Motors- ի մոդելները նման մեքենայով աշխատող սակավաթիվ մեքենաներից են: .... Իրականում, Tesla շարժիչի շահագործման սկզբունքն ավելի հայտնի դարձավ 60 -ականներին, երբ կիսահաղորդչային սարքերը աստիճանաբար հայտնվում էին արևի տակ, և ամերիկացի ինժեներ Ալան Կոկոնին մշակեց շարժական կիսահաղորդչային ինվերտորներ, որոնք կարող են ուղիղ (DC) մարտկոցները վերածել փոփոխական հոսանքի (AC): ) ինչպես պահանջվում է ինդուկցիոն շարժիչի համար, և հակառակը (վերականգնման գործընթացում): Inverter- ի (նաև հայտնի է որպես ինժեներական տրանսվերտոր) և Coconi- ի կողմից մշակված էլեկտրաշարժիչի այս համադրությունը հիմք հանդիսացավ տխրահռչակ GM EV1- ի և, ավելի հստակ տեսքով, սպորտային tZERO- ի համար: Ինչպես Toyota- ից ճապոնական ինժեներների որոնումը Prius- ի ստեղծման և TRW արտոնագրի բացման գործընթացում, Tesla- ի ստեղծողները հայտնաբերեցին tZERO մեքենան: Ի վերջո, նրանք գնեցին tZero լիցենզիա և այն օգտագործեցին ռոդսթեր կառուցելու համար:
Ինդուկցիոն շարժիչի ամենամեծ առավելությունն այն է, որ այն չի օգտագործում մշտական ​​մագնիսներ և կարիք չունի թանկարժեք կամ հազվագյուտ մետաղների, որոնք նույնպես հաճախ արդյունահանվում են սպառողների համար բարոյական երկընտրանքներ ստեղծող պայմաններում: Այնուամենայնիվ, ինչպես ասինքրոն, այնպես էլ մշտական ​​մագնիսական սինքրոն շարժիչները լիովին օգտագործում են կիսահաղորդչային սարքերի տեխնոլոգիական առաջընթացը, ինչպես նաև դաշտային էֆեկտ ունեցող տրանզիստորներով և ավելի վերջերս գտնվող երկբևեռ մեկուսացման տրանզիստորներով (IGBT) MOSFET– ների ստեղծման գործընթացում: Հենց այս առաջընթացն է հնարավոր դարձնում ստեղծել նշված կոմպակտ ինվերտոր սարքերը և, ընդհանուր առմամբ, էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում ամբողջ ուժային էլեկտրոնիկան: Կարող է չնչին թվալ, որ DC- ին 150-փուլ AC մարտկոցներ արդյունավետ փոխակերպելու ունակությունը մեծապես պայմանավորված է կառավարման տեխնոլոգիայի առաջընթացով, բայց պետք է հիշել, որ էլեկտրոնիկայի էլեկտրական հոսանքը հասնում է տնային տնտեսություններում սովորականից շատ անգամ բարձր մակարդակի: էլեկտրական ցանց, և հաճախ արժեքները գերազանցում են XNUMX ամպեր: Սա առաջացնում է մեծ քանակությամբ ջերմություն, որի հետ պետք է գործ ունեն էլեկտրական էլեկտրոնիկան:

Բայց վերադառնանք էլեկտրաշարժիչների խնդրին: Ներքին այրման շարժիչների նման, դրանք կարող են դասակարգվել տարբեր որակավորումների մեջ, և «ժամանակացույցը» դրանցից մեկն է: Փաստորեն, սա շատ ավելի կարևոր տարբեր կառուցողական մոտեցման հետևանք է ՝ մագնիսական դաշտերի առաջացման և փոխազդեցության տեսանկյունից: Չնայած այն հանգամանքին, որ մարտկոցի անձի մեջ էլեկտրաէներգիայի աղբյուրը ուղղակի հոսանք է, էլեկտրական համակարգերի դիզայներները չեն էլ մտածում DC շարժիչներ օգտագործելու մասին: Նույնիսկ հաշվի առնելով փոխակերպման կորուստները, AC միավորները և հատկապես սինքրոն միավորները գերազանցում են DC տարրերի հետ մրցակցությունը: Այսպիսով, ի՞նչ է իրականում նշանակում սինքրոն կամ ասինխրոն շարժիչ:

Էլեկտրաշարժիչային ընկերություն

Եվ սինքրոն, և ասինքրոն շարժիչները պտտվող մագնիսական դաշտի էլեկտրական մեքենաների տեսակներից են, որոնք ունեն ավելի բարձր էներգիայի խտություն: Ընդհանուր առմամբ, ինդուկցիոն ռոտորը բաղկացած է ամուր թիթեղների, ալյումինից կամ պղնձից պատրաստված մետաղական ձողերից (վերջին տարիներին ավելի հաճախ օգտագործվող) մետաղական ձողերից ՝ փակ օղակի մեջ պարույրներով: Ընթացիկ հոսքը հոսում է ստատորի ոլորում հակառակ զույգերով, յուրաքանչյուր զույգում հոսող երեք փուլերից մեկից: Քանի որ նրանցից յուրաքանչյուրում փուլում տեղափոխվում է 120 աստիճանով մյուսի համեմատ, այսպես կոչված, պտտվող մագնիսական դաշտը: Ռոտորի ոլորունների խաչմերուկը ստատորի կողմից առաջացած դաշտից մագնիսական դաշտի գծերի հետ հանգեցնում է ռոտորում ընթացիկ հոսքի, որը նման է տրանսֆորմատորի փոխազդեցությանը:
Արդյունքում առաջացող մագնիսական դաշտը փոխազդում է ստատորի «պտտվողի» հետ, ինչը հանգեցնում է ռոտորի մեխանիկական սեղմմանը և հետագա ռոտացիային: Այնուամենայնիվ, այս տեսակի էլեկտրական շարժիչի դեպքում ռոտորը միշտ հետ է մնում դաշտից, քանի որ եթե դաշտի և ռոտորի միջև հարաբերական շարժում չլինի, ռոտորում ոչ մի մագնիսական դաշտ չի առաջացվի: Այսպիսով, առավելագույն արագության մակարդակը որոշվում է մատակարարման հոսանքի հաճախականությամբ և բեռով: Այնուամենայնիվ, սինքրոն շարժիչների ավելի բարձր արդյունավետության շնորհիվ արտադրողների մեծ մասը մնում է դրանց, բայց վերոհիշյալ որոշ պատճառներից ելնելով, Tesla- ն շարունակում է մնալ ասինխրոն շարժիչների ջատագով:

Այո, այս մեքենաներն ավելի էժան են, բայց նրանք ունեն իրենց բացասական կողմերը, և բոլոր այն մարդիկ, ովքեր փորձարկել են մի քանի հաջորդական արագացումներ Model S-ի հետ, կպատմեն ձեզ, թե ինչպես է կատարումը կտրուկ նվազում յուրաքանչյուր կրկնության հետ: Ինդուկցիայի պրոցեսները և հոսանքի հոսքը հանգեցնում են տաքացման, իսկ երբ մեքենան չի սառչում բարձր բեռի տակ, ջերմությունը կուտակվում է, և դրա հնարավորությունները զգալիորեն նվազում են: Պաշտպանության նպատակով էլեկտրոնիկան նվազեցնում է հոսանքի քանակը, իսկ արագացման կատարումը վատթարանում է: Եվ ևս մեկ բան՝ որպես գեներատոր օգտագործելու համար ինդուկցիոն շարժիչը պետք է մագնիսացվի, այսինքն՝ սկզբնական հոսանքը «անցնի» ստատորի միջով, որը ռոտորում դաշտ և հոսանք է առաջացնում՝ գործընթացը սկսելու համար։ Հետո նա կարող է կերակրել իրեն:

Ասինխրոն կամ համաժամանակյա շարժիչներ

Նիկոլա Տեսլա էլեկտրական մեքենա


Սինքրոն միավորներն ունեն զգալիորեն բարձր արդյունավետություն և էներգիայի խտություն: Ինդուկցիոն շարժիչի միջև էական տարբերությունն այն է, որ ռոտորում մագնիսական դաշտը պայմանավորված չէ ստատորի հետ փոխազդեցությամբ, այլ արդյունք է ընթացիկ հոսքի, որը հոսում է դրանում տեղադրված լրացուցիչ ոլորունների կամ մշտական ​​մագնիսների միջով: Այսպիսով, ռոտորում գտնվող դաշտը և ստատորում գտնվող դաշտը համաժամանակյա են, բայց շարժիչի առավելագույն արագությունը նույնպես կախված է դաշտի ռոտացիայից, համապատասխանաբար, ընթացիկ հաճախականությունից և բեռից: Որպեսզի խուսափեն ոլորուն լրացուցիչ էլեկտրամատակարարման անհրաժեշտությունից, ինչը մեծացնում է էլեկտրաէներգիայի սպառումը և բարդացնում է հոսանքի կառավարումը, էլեկտրական շարժիչները, այսպես կոչված, կայուն գրգռմամբ, օգտագործվում են ժամանակակից էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում և հիբրիդային մոդելներում: մշտական ​​մագնիսներով: Ինչպես արդեն նշվեց, ներկայումս նման տրանսպորտային միջոցների գրեթե բոլոր արտադրողները օգտագործում են այս տեսակի միավորներ, հետևաբար, ըստ շատ փորձագետների, դեռևս խնդիր կառաջանա թանկարժեք հազվագյուտ հողերի `նեոդիմի և դիսպրոզի պակասի հետ: Դրանց օգտագործման կրճատումը այս ոլորտի ինժեներներից պահանջարկի մի մասն է:

Ռոտորի միջուկի դիզայնը ամենամեծ ներուժն է առաջարկում էլեկտրական մեքենայի աշխատանքը բարելավելու համար:
Գոյություն ունեն տարբեր տեխնոլոգիական լուծումներ՝ մակերեսային մագնիսներով, սկավառակաձև ռոտորով, ներքին ներկառուցված մագնիսներով։ Այստեղ հետաքրքիր է Tesla-ի լուծումը, որն օգտագործում է վերոհիշյալ տեխնոլոգիան, որը կոչվում է Switched Reluctance Motor՝ Model 3-ի հետևի առանցքը վարելու համար: «Դժկամությունը» կամ մագնիսական դիմադրությունը մագնիսական հաղորդունակության հակառակ տերմին է, որը նման է էլեկտրական դիմադրությանը և նյութերի էլեկտրական հաղորդունակությանը: Այս տիպի շարժիչները օգտագործում են այն երևույթը, որ մագնիսական հոսքը հակված է անցնելու նյութի այն մասով, որն ունի նվազագույն մագնիսական դիմադրություն: Արդյունքում, այն ֆիզիկապես տեղաշարժում է նյութը, որով հոսում է, որպեսզի անցնի նվազագույն դիմադրություն ունեցող մասով: Այս էֆեկտն օգտագործվում է էլեկտրական շարժիչում՝ պտտվող շարժում ստեղծելու համար. դրա համար ռոտորում հերթափոխվում են տարբեր մագնիսական դիմադրություն ունեցող նյութերը՝ կոշտ (ֆերիտային նեոդիմի սկավառակների տեսքով) և փափուկ (պողպատե սկավառակներ): Փորձելով անցնել ավելի ցածր դիմադրողական նյութի միջով, ստատորից մագնիսական հոսքը պտտում է ռոտորը մինչև այն դիրքավորվի դրա համար: Ընթացիկ հսկողության դեպքում դաշտը մշտապես պտտում է ռոտորը հարմարավետ դիրքում: Այսինքն, պտույտը չի սկսվում մագնիսական դաշտերի փոխազդեցությամբ այնքանով, որքանով դաշտի միտումը հոսում է նյութի միջով նվազագույն դիմադրությամբ և ռոտորի պտույտի հետևանքով: Տարբեր նյութերի փոխարինմամբ թանկարժեք բաղադրիչների քանակը կրճատվում է:

Նիկոլա Տեսլա էլեկտրական մեքենա

Կախված դիզայնից, արդյունավետության կորը և ոլորող մոմենտը փոխվում են շարժիչի արագությամբ: Ի սկզբանե ինդուկցիոն շարժիչն ունի ամենացածր արդյունավետությունը, իսկ ամենաբարձրը՝ մակերևութային մագնիսները, սակայն վերջիններում այն ​​կտրուկ նվազում է արագության հետ։ BMW i3 շարժիչն ունի յուրահատուկ հիբրիդային բնույթ՝ շնորհիվ դիզայնի, որը համատեղում է մշտական ​​մագնիսները և վերը նկարագրված «դժկամության» էֆեկտը: Այսպիսով, էլեկտրական շարժիչը հասնում է մշտական ​​հզորության և ոլորող մոմենտների բարձր մակարդակներին, որոնք բնորոշ են էլեկտրական հուզված ռոտոր ունեցող մեքենաներին, բայց դրանցից զգալիորեն ավելի քիչ քաշ ունեն (վերջիններս շատ առումներով արդյունավետ են, բայց ոչ քաշի առումով): Այսքանից հետո պարզ է, որ արդյունավետությունը նվազում է բարձր արագություններում, ինչի պատճառով էլ ավելի ու ավելի շատ արտադրողներ ասում են, որ կենտրոնանալու են էլեկտրական շարժիչների երկու արագությամբ փոխանցման տուփերի վրա:

Հարցեր եւ պատասխաններ:

Ի՞նչ շարժիչներ է օգտագործում Tesla-ն: Tesla-ի բոլոր մոդելները էլեկտրական մեքենաներ են, ուստի դրանք հագեցած են բացառապես էլեկտրական շարժիչներով։ Գրեթե յուրաքանչյուր մոդելի գլխարկի տակ կլինի 3-փուլ AC ինդուկցիոն շարժիչ:

Ինչպե՞ս է աշխատում Tesla շարժիչը: Ասինխրոն էլեկտրական շարժիչը աշխատում է EMF-ի առաջացման պատճառով մագնիսական դաշտի անշարժ ստատորում պտտվելու պատճառով: Հակադարձ ճամփորդությունը ապահովվում է մեկնարկային ոլորանների վրա բևեռականության հակադարձմամբ:

Որտեղ է գտնվում Tesla շարժիչը: Tesla-ի մեքենաները հետևի քարշակ են։ Հետևաբար, շարժիչը գտնվում է հետևի առանցքի լիսեռների միջև: Շարժիչը բաղկացած է ռոտորից և ստատորից, որոնք միմյանց հետ շփվում են միայն առանցքակալների միջոցով:

Որքա՞ն է կշռում Tesla շարժիչը: Tesla մոդելների համար հավաքված էլեկտրական շարժիչի քաշը 240 կիլոգրամ է։ Հիմնականում օգտագործվում է մեկ շարժիչի փոփոխություն:

Մեկ մեկնաբանություն

Добавить комментарий