Nikola Tesla ọkọ ayọkẹlẹ ina
Ẹrọ ọkọ,  Isẹ ti awọn ẹrọ

Nikola Tesla ọkọ ayọkẹlẹ ina

Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina ṣiṣẹ daradara diẹ sii ju awọn ẹrọ ijona inu. Idi ati nigbawo

Otitọ ipilẹ ni pe awọn iṣoro ti awọn ọkọ ina mọnamọna ni ibatan si orisun agbara, ṣugbọn wọn le wo lati irisi ti o yatọ. Gẹgẹbi ọpọlọpọ awọn ohun ti o wa ni igbesi aye ti a gba laaye, ẹrọ ina mọnamọna ati eto iṣakoso ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna ni a kà si daradara julọ ati ẹrọ ti o gbẹkẹle ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ wọnyi. Bibẹẹkọ, lati le ṣaṣeyọri ipo awọn ọran yii, wọn ti wa ọna pipẹ ni itankalẹ – lati ṣawari asopọ laarin ina ati oofa si iyipada ti o munadoko rẹ si agbara ẹrọ. Koko yii nigbagbogbo ni aibikita ni ọrọ sisọ nipa idagbasoke imọ-ẹrọ ti ẹrọ ijona inu, ṣugbọn o di pataki lati sọrọ diẹ sii nipa ẹrọ ti a pe ni ina mọnamọna.

Ọkan tabi meji Motors

Ti o ba wo aworan iṣẹ ti ẹrọ ina mọnamọna, laibikita iru rẹ, iwọ yoo ṣe akiyesi pe o ju 85 ogorun daradara, nigbagbogbo ju 90 ogorun, ati pe o wa ni ṣiṣe daradara julọ ni ayika 75 ogorun fifuye. o pọju. Bi agbara ati iwọn ti ina mọnamọna ṣe pọ si, iwọn ṣiṣe ti o pọ si ni ibamu, nibiti o le de ọdọ ti o pọju paapaa ni iṣaaju - nigbakan ni fifuye 20 ogorun. Sibẹsibẹ, ẹgbẹ miiran wa si owo-owo naa - laibikita ibiti o gbooro sii ti ṣiṣe ti o ga julọ, lilo awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o lagbara pupọ pẹlu ẹru kekere pupọ le tun ja si titẹsi loorekoore sinu agbegbe iṣẹ ṣiṣe kekere. Nitorinaa, awọn ipinnu nipa iwọn, agbara, nọmba (ọkan tabi meji) ati lilo (ọkan tabi meji ti o da lori ẹru) ti awọn ẹrọ ina mọnamọna jẹ awọn ilana ti o jẹ apakan ti iṣẹ apẹrẹ ni ikole ọkọ ayọkẹlẹ kan. Ni aaye yii, o jẹ oye idi ti o fi dara lati ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ meji dipo ọkan ti o lagbara pupọ, eyun ki o maṣe wọ awọn agbegbe ti ṣiṣe kekere nigbagbogbo, ati nitori iṣeeṣe ti pipade ni awọn ẹru kekere. Nitorinaa, ni fifuye apakan, fun apẹẹrẹ, ninu Tesla Model 3 Performance, ẹrọ ẹhin nikan ni a lo. Ni awọn ẹya ti ko lagbara, o jẹ ọkan nikan, ati ni awọn ẹya ti o ni agbara diẹ sii, asynchronous ti sopọ si axle iwaju. Eyi jẹ anfani miiran ti awọn ọkọ ina mọnamọna - agbara le pọ si ni irọrun diẹ sii, awọn ipo lo da lori awọn ibeere ṣiṣe, ati awọn ọna agbara meji jẹ ipa ẹgbẹ ti o wulo. Bibẹẹkọ, ṣiṣe kekere ni ẹru kekere ko ṣe idiwọ otitọ pe, ko dabi ẹrọ ijona inu, ẹrọ ina mọnamọna n ṣe ipilẹṣẹ ni iyara odo nitori ipilẹ ipilẹ ti o yatọ ti iṣẹ ati ibaraenisepo laarin awọn aaye oofa paapaa labẹ iru awọn ipo. Otitọ ti a ti sọ tẹlẹ ti ṣiṣe jẹ ni ọkan ti apẹrẹ ẹrọ ati awọn ipo iṣẹ - bi a ti sọ, ẹrọ ti o tobijulo ti n ṣiṣẹ nigbagbogbo ni ẹru kekere yoo jẹ ailagbara.

Pẹlu idagbasoke iyara ti iṣipopada ina, oniruuru ni awọn ofin ti iṣelọpọ motor n pọ si. Awọn adehun ati awọn eto diẹ sii ati siwaju sii ti wa ni idagbasoke, nipasẹ eyiti diẹ ninu awọn aṣelọpọ bii BMW ati VW ṣe apẹrẹ ati ṣe awọn ọkọ ayọkẹlẹ tiwọn, awọn miiran ra awọn ipin ni awọn ile-iṣẹ ti o jọmọ iṣowo yii, ati pe awọn miiran tun jade lọ si awọn olupese bii Bosch. Ni ọpọlọpọ awọn ọran, ti o ba ka awọn pato ti awoṣe ti o ni itanna, iwọ yoo rii pe mọto rẹ jẹ “Amuṣiṣẹpọ oofa titilai AC”. Sibẹsibẹ, aṣáájú-ọnà Tesla nlo awọn solusan miiran ni itọsọna yii - awọn ọkọ ayọkẹlẹ asynchronous ni gbogbo awọn awoṣe ti tẹlẹ ati apapo ti asynchronous ati ti a npe ni. “Moto yiyipada resistance bi awakọ axle ẹhin ni awoṣe Iṣe 3. Ni awọn ẹya ti o din owo pẹlu ẹhin-kẹkẹ nikan, o jẹ ọkan nikan. Audi tun nlo awọn mọto fifa irọbi fun awoṣe q-tron ati apapo ti amuṣiṣẹpọ ati awọn mọto asynchronous fun e-tron Q4 ti n bọ. Kini gan nipa?

Nikola Tesla ọkọ ayọkẹlẹ ina

Ni otitọ pe Nikola Tesla ṣe agbekalẹ asynchronous tabi, ni awọn ọrọ miiran, ẹrọ ina “asynchronous” (pada ni ipari orundun 19th) ko ni asopọ taara si otitọ pe awọn awoṣe Tesla Motors jẹ ọkan ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ diẹ ti o ni agbara nipasẹ iru ẹrọ kan .... Ni otitọ, ipilẹ iṣiṣẹ ti ọkọ ayọkẹlẹ Tesla di olokiki diẹ sii ni awọn ọdun 60, nigbati awọn ẹrọ semikondokito ti n farahan lalẹ labẹ oorun, ati ẹlẹrọ ara ilu Amẹrika Alan Coconi ṣe agbekalẹ awọn inverters semikondokito to ṣee gbe ti o le yi awọn batiri lọwọlọwọ taara (DC) pada si lọwọlọwọ miiran (AC ) bi o ṣe nilo fun moto ifunni, ati idakeji (ni ilana imularada). Ijọpọ yii ti ẹrọ oluyipada (tun mọ bi oluyipada ẹrọ) ati ẹrọ ina mọnamọna ti o dagbasoke nipasẹ Coconi di ipilẹ fun ailokiki GM EV1 ati, ni ọna ti o ti ni ilọsiwaju diẹ sii, tZERO ere idaraya. Iru si wiwa fun awọn ẹlẹrọ ara ilu Japan lati Toyota ni ilana ti ṣiṣẹda Prius ati ṣiṣi itọsi TRW, awọn olupilẹṣẹ Tesla ṣe awari ọkọ ayọkẹlẹ tZERO. Ni ipari, wọn ra iwe -aṣẹ tZero kan ati lo lati kọ ọna opopona.
Anfani ti o tobi julọ ti ẹrọ ifilọlẹ ni pe ko lo awọn oofa ti o wa titi ati pe ko nilo awọn irin ti o gbowolori tabi toje, eyiti o tun jẹ igbagbogbo fun ni awọn ipo ti o ṣẹda awọn iṣoro iwa fun awọn alabara. Sibẹsibẹ, mejeeji asynchronous ati magnes synchronous Motors synchronous motors cikakken lilo ti awọn ilọsiwaju imọ-ẹrọ ninu awọn ẹrọ semikondokito, bakanna ni ẹda awọn MOSFET pẹlu awọn transistors ipa ipa aaye ati awọn transistors ipinya bipolar diẹ sii (IGBTs). Ilọsiwaju yii ni o mu ki o ṣee ṣe lati ṣẹda awọn ẹrọ oluyipada iwapọ ti a mẹnuba ati, ni apapọ, gbogbo ẹrọ itanna agbara ninu awọn ọkọ ina. O le dabi ohun ti ko ṣe pataki pe agbara lati yi daradara DC pada si awọn batiri AC alakoso mẹta ati ni idakeji jẹ pupọ julọ nitori awọn ilọsiwaju ninu imọ-ẹrọ iṣakoso, ṣugbọn o yẹ ki o jẹri ni lokan pe lọwọlọwọ ninu ẹrọ itanna agbara de awọn ipele ni ọpọlọpọ awọn igba ti o ga ju deede lọ ni ile nẹtiwọọki itanna, ati nigbagbogbo awọn iye kọja 150 ampere. Eyi n ṣe ooru pupọ ti ẹrọ itanna agbara gbọdọ ṣe pẹlu.

Ṣugbọn pada si ọrọ ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina. Bii awọn ẹnjini ijona inu, wọn le ṣe tito lẹtọ si awọn afijẹẹri oriṣiriṣi, ati “akoko” jẹ ọkan ninu wọn. Ni otitọ, eyi jẹ abajade ti ọna pataki ti o yatọ pupọ ti o ṣe pataki pupọ julọ ni awọn iṣe ti iran ati ibaraenisepo ti awọn aaye oofa. Laibikita o daju pe orisun ina ninu eniyan ti batiri jẹ lọwọlọwọ taara, awọn apẹẹrẹ ti awọn ọna itanna ko paapaa ronu nipa lilo awọn ọkọ ayọkẹlẹ DC. Paapaa mu awọn adanu iyipada sinu akọọlẹ, awọn sipo AC ati paapaa awọn sipo amuṣiṣẹpọ ju idije lọ pẹlu awọn eroja DC. Nitorinaa kini iṣiṣẹpọ tabi asynchronous motor gangan tumọ si?

Ina ọkọ ayọkẹlẹ ọkọ ayọkẹlẹ

Mejeeji amuṣiṣẹpọ ati asynchronous Motors jẹ ti iru ti yiyi awọn ẹrọ itanna aaye oofa ti o ni iwuwo agbara ti o ga julọ. Ni gbogbogbo, ẹrọ iyipo ifasita kan ni akopọ ti o rọrun ti awọn aṣọ fẹlẹfẹlẹ, aluminiomu tabi awọn ọpa irin idẹ (ti a npọ si i ni awọn akoko aipẹ) pẹlu awọn iṣọn ni lupu pipade. Awọn ṣiṣan lọwọlọwọ ni awọn windor stator ni awọn ẹgbẹ idakeji, pẹlu lọwọlọwọ lati ọkan ninu awọn ipele mẹta ti nṣàn ni bata kọọkan. Niwon ninu ọkọọkan wọn o ti yipada ni apakan nipasẹ awọn iwọn 120 ni ibatan si ekeji, ti a pe ni aaye oofa yiyi. Ikorita ti awọn ẹrọ iyipo iyipo pẹlu awọn ila ti aaye oofa lati aaye ti ipilẹṣẹ nipasẹ stator nyorisi ṣiṣan lọwọlọwọ ninu ẹrọ iyipo, iru si ibaraenisepo lori ẹrọ iyipada kan.
Abajade oofa aaye n ṣepọ pẹlu “yiyi” ninu stator, eyiti o yori si mimu ẹrọ ti ẹrọ iyipo ati iyipo atẹle. Sibẹsibẹ, pẹlu iru ọkọ ayọkẹlẹ ina, ẹrọ iyipo nigbagbogbo wa ni ẹhin aaye, nitori ti ko ba si iṣipopada ibatan laarin aaye ati ẹrọ iyipo, ko si aaye oofa ti yoo fa ni ẹrọ iyipo. Bayi, ipele iyara ti o pọ julọ ni a pinnu nipasẹ igbohunsafẹfẹ ti ipese lọwọlọwọ ati ẹrù. Sibẹsibẹ, nitori ṣiṣe ti o ga julọ ti awọn ọkọ amuṣiṣẹpọ, ọpọlọpọ awọn aṣelọpọ ṣinṣin si wọn, ṣugbọn fun diẹ ninu awọn idi ti o wa loke, Tesla tun jẹ alagbawi ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ asynchronous.

Bẹẹni, awọn ẹrọ wọnyi din owo, ṣugbọn wọn ni awọn ipadasẹhin wọn, ati gbogbo eniyan ti o ti ni idanwo ọpọlọpọ awọn isare ti o tẹle pẹlu Awoṣe S yoo sọ fun ọ bi iṣẹ ṣe lọ silẹ ni iyara pẹlu aṣetunṣe kọọkan. Awọn ilana ti fifa irọbi ati ṣiṣan ṣiṣan lọwọlọwọ si alapapo, ati nigbati ẹrọ naa ko ba tutu labẹ ẹru giga, ooru kojọpọ ati awọn agbara rẹ dinku pupọ. Fun awọn idi aabo, ẹrọ itanna dinku iye lọwọlọwọ ati iṣẹ isare ti bajẹ. Ati ohun kan diẹ sii - lati ṣee lo bi monomono, motor induction gbọdọ jẹ magnetized - iyẹn ni, lati “kọja” lọwọlọwọ lọwọlọwọ nipasẹ stator, eyiti o ṣe agbejade aaye ati lọwọlọwọ ninu ẹrọ iyipo lati bẹrẹ ilana naa. Lẹhinna o le jẹun ara rẹ.

Asynchronous tabi awọn ẹrọ amuṣiṣẹpọ

Nikola Tesla ọkọ ayọkẹlẹ ina


Awọn sipo amuṣiṣẹpọ ni ṣiṣe ti o ga julọ pataki ati iwuwo agbara. Iyatọ pataki laarin ẹrọ ifasita ni pe aaye oofa ninu ẹrọ iyipo ko ni idamu nipasẹ ibaraenisepo pẹlu stator, ṣugbọn o jẹ abajade ti lọwọlọwọ ti nṣàn nipasẹ awọn iyipo afikun ti a fi sii inu rẹ, tabi awọn oofa titilai. Nitorinaa, aaye ninu ẹrọ iyipo ati aaye ninu stator jẹ amuṣiṣẹpọ, ṣugbọn iyara ọkọ ayọkẹlẹ ti o pọ julọ tun da lori iyipo ti aaye, lẹsẹsẹ, lori igbohunsafẹfẹ lọwọlọwọ ati fifuye. Lati yago fun iwulo fun ipese agbara ni afikun si awọn windings, eyiti o mu ki agbara agbara pọ si ati ṣakoju iṣakoso lọwọlọwọ, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina pẹlu eyiti a pe ni igbadun nigbagbogbo ni a lo ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ itanna igbalode ati awọn awoṣe arabara. pẹlu yẹ oofa. Gẹgẹbi a ti sọ tẹlẹ, o fẹrẹ to gbogbo awọn olupilẹṣẹ ti iru awọn ọkọ lọwọlọwọ nlo awọn sipo ti iru yii, nitorinaa, ni ibamu si ọpọlọpọ awọn amoye, iṣoro yoo tun wa pẹlu aito awọn ilẹ ti ko nira ti neodymium ati dysprosium. Idinku lilo wọn jẹ apakan ti eletan lati ọdọ awọn onise-ẹrọ ni aaye yii.

Apẹrẹ ti ẹrọ iyipo n funni ni agbara nla julọ fun imudarasi iṣẹ ti ẹrọ itanna kan.
Awọn solusan imọ-ẹrọ lọpọlọpọ wa pẹlu awọn oofa ti a gbe dada, rotor ti o ni apẹrẹ disiki, pẹlu awọn oofa ti a ṣe sinu inu. O yanilenu nibi ni ojutu Tesla, eyiti o nlo imọ-ẹrọ ti a ti sọ tẹlẹ ti a pe ni Yipada Reluctance Motor lati wakọ axle 3 Awoṣe XNUMX. "Ilọkuro", tabi resistance oofa, jẹ ọrọ ti o lodi si adaṣe oofa, ti o jọra si resistance itanna ati adaṣe itanna ti awọn ohun elo. Awọn mọto ti iru yii lo lasan ti ṣiṣan oofa duro lati kọja nipasẹ apakan ohun elo pẹlu resistance oofa ti o kere ju. Bi abajade, o ni iyipada ti ara ohun elo ti o nṣàn nipasẹ lati le kọja nipasẹ apakan pẹlu resistance ti o kere julọ. Ipa yii ni a lo ninu ọkọ ina mọnamọna lati ṣẹda iṣipopada yiyipo - fun eyi, awọn ohun elo ti o yatọ si iyatọ oofa ni ẹrọ iyipo: lile (ni irisi awọn disiki neodymium ferrite) ati rirọ (awọn disiki irin). Ni igbiyanju lati kọja nipasẹ ohun elo resistance kekere, ṣiṣan oofa lati stator yi iyipo naa titi ti o fi wa ni ipo lati ṣe bẹ. Pẹlu iṣakoso lọwọlọwọ, aaye naa n yi iyipo nigbagbogbo ni ipo itunu. Iyẹn ni, yiyi ko ni ipilẹṣẹ si iru iwọn nipasẹ ibaraenisepo ti awọn aaye oofa bi ifarahan ti aaye lati ṣan nipasẹ ohun elo pẹlu resistance ti o kere ju ati abajade abajade ti iyipo ti iyipo. Nipa yiyipada awọn ohun elo oriṣiriṣi, nọmba awọn paati gbowolori ti dinku.

Nikola Tesla ọkọ ayọkẹlẹ ina

Ti o da lori apẹrẹ, ọna ṣiṣe ṣiṣe ati iyipada iyipo pẹlu iyara engine. Ni ibẹrẹ, motor induction ni iṣẹ ṣiṣe ti o kere julọ, ati pe eyi ti o ga julọ ni awọn oofa dada, ṣugbọn ni igbehin o dinku ni kiakia pẹlu iyara. Ẹnjini BMW i3 naa ni ohun kikọ arabara alailẹgbẹ kan, o ṣeun si apẹrẹ kan ti o ṣajọpọ awọn oofa ayeraye ati ipa “ifẹ” ti a ṣalaye loke. Nitorinaa, ina mọnamọna ṣe aṣeyọri awọn ipele giga ti agbara igbagbogbo ati iyipo ti o jẹ ihuwasi ti awọn ẹrọ pẹlu ẹrọ iyipo itara itanna, ṣugbọn o ni iwuwo ti o dinku pupọ ju wọn lọ (igbẹhin jẹ daradara ni ọpọlọpọ awọn ọna, ṣugbọn kii ṣe ni awọn ofin iwuwo). Lẹhin gbogbo eyi, o han gbangba pe ṣiṣe n dinku ni awọn iyara giga, eyiti o jẹ idi ti awọn aṣelọpọ pupọ ati siwaju sii n sọ pe wọn yoo dojukọ awọn gbigbe iyara meji fun awọn ẹrọ ina mọnamọna.

Awọn ibeere ati idahun:

Awọn ẹrọ wo ni Tesla lo? Gbogbo awọn awoṣe Tesla jẹ awọn ọkọ ina mọnamọna, nitorinaa wọn ti ni ipese pẹlu awọn ẹrọ ina mọnamọna. Fere gbogbo awoṣe yoo ni motor ifakalẹ AC 3-ipele labẹ hood.

Bawo ni ẹrọ Tesla ṣe n ṣiṣẹ? Mọto ina asynchronous n ṣiṣẹ nitori iṣẹlẹ ti EMF nitori yiyi ni stator iduro ti aaye oofa kan. Irin-ajo yiyipada ti pese nipasẹ ipadasẹhin pola lori awọn coils ibẹrẹ.

Nibo ni ẹrọ Tesla wa? Awọn ọkọ ayọkẹlẹ Tesla jẹ awakọ kẹkẹ-ẹhin. Nitorinaa, mọto naa wa laarin awọn ọpa axle ẹhin. Awọn motor oriširiši ti a iyipo ati stator, eyi ti nikan kan si kọọkan miiran nipasẹ bearings.

Elo ni ẹrọ Tesla ṣe iwọn? Iwọn ti ọkọ ina mọnamọna ti a pejọ fun awọn awoṣe Tesla jẹ 240 kilo. Besikale ọkan engine iyipada ti lo.

Ọkan ọrọìwòye

Fi ọrọìwòye kun