Càr dealain Nikola Tesla
Inneal carbaid,  Obrachadh innealan

Càr dealain Nikola Tesla

Tha motaran dealain mòran nas èifeachdaiche na einnseanan losgaidh a-staigh. Carson agus cuin

Is e an fhìrinn bhunaiteach gu bheil duilgheadasan charbadan dealain co-cheangailte ris an stòr lùtha, ach faodar coimhead orra bho shealladh eadar-dhealaichte. Coltach ri mòran de rudan nar beatha a tha sinn a’ gabhail mar thabhartas, thathas den bheachd gur e an siostam motair dealain agus smachd ann an carbadan dealain an inneal as èifeachdaiche agus as earbsaiche anns na carbadan sin. Ach, gus an suidheachadh seo a choileanadh, tha iad air a thighinn air slighe fhada ann an mean-fhàs - bho bhith a’ faighinn a-mach an ceangal eadar dealan agus magnetachd gu cruth-atharrachadh èifeachdach gu bhith na fheachd meacanaigeach. Gu tric chan eilear a ’dèanamh dì-meas air a’ chuspair seo ann an co-theacsa a bhith a ’bruidhinn mu leasachadh teicneòlach an einnsean losgaidh a-staigh, ach tha e a’ sìor fhàs riatanach bruidhinn mun inneal ris an canar an motair dealain.

Aon no dhà motair

Ma choimheadas tu air graf coileanaidh motair dealain, ge bith dè an seòrsa a th’ ann, chì thu gu bheil e còrr air 85 sa cheud èifeachdach, gu tric os cionn 90 sa cheud, agus gu bheil e aig an ìre as èifeachdaiche aig timcheall air 75 sa cheud luchd. as àirde. Mar a bhios cumhachd agus meud an motair dealain ag àrdachadh, bidh an raon èifeachdais a’ leudachadh a rèir sin, far an ruig e an ìre as àirde eadhon nas tràithe - uaireannan aig luchd 20 sa cheud. Ach, tha taobh eile den bhuinn - a dh'aindeoin an raon leudaichte de èifeachdas nas àirde, faodaidh cleachdadh motaran fìor chumhachdach le luchdan glè ìosal leantainn gu inntrigeadh tric a-steach don raon èifeachdais ìosal. Mar sin, tha co-dhùnaidhean a thaobh meud, cumhachd, àireamh (aon no dhà) agus cleachdadh (aon no dhà a rèir an luchd) de motaran dealain nam pròiseasan a tha nam pàirt den obair dealbhaidh ann an togail càr. Anns a 'cho-theacsa seo, tha e furasta a thuigsinn carson a tha e nas fheàrr dà motair a bhith an àite fear gu math cumhachdach, is e sin gus nach bi e tric a' dol a-steach do raointean le èifeachdas ìosal, agus air sgàth 's gu bheil e comasach a dhùnadh sìos aig luchdan ìosal. Mar sin, aig ìre luchd, mar eisimpleir, ann an coileanadh Tesla Model 3, chan eil ach an einnsean cùil air a chleachdadh. Ann an dreachan nach eil cho cumhachdach, is e seo an aon fhear, agus ann an dreachan nas beothaile, tha am fear asyncronach ceangailte ris an aiseil aghaidh. Is e buannachd eile a tha seo do charbadan dealain - faodar cumhachd àrdachadh nas fhasa, thathas a’ cleachdadh modhan a rèir riatanasan èifeachdais, agus tha trèanaichean cumhachd dùbailte nan taobh-bhuaidh feumail. Ach, chan eil èifeachdas nas ìsle aig luchdan ìosal a’ cur casg air, eu-coltach ri einnsean losgaidh a-staigh, gu bheil motair dealain a’ toirt a-mach smeòrach aig astar neoni air sgàth a phrionnsapal obrach eadar-dhealaichte agus eadar-obrachadh eadar raointean magnetach eadhon fo chumhachan mar sin. Tha an fhìrinn mu èifeachdas a chaidh ainmeachadh gu h-àrd aig cridhe dealbhadh einnsean agus modhan obrachaidh - mar a thuirt sinn, bhiodh einnsean mòr a tha a’ ruith gu leantainneach aig luchd ìosal neo-èifeachdach.

Le leasachadh luath air gluasad dealain, tha an iomadachd a thaobh cinneasachadh motair a’ leudachadh. Thathas a’ leasachadh barrachd is barrachd aontaidhean agus rèiteachaidhean, far am bi cuid de luchd-saothrachaidh leithid BMW agus VW a’ dealbhadh agus a’ dèanamh an càraichean fhèin, cuid eile a’ ceannach earrannan ann an companaidhean co-cheangailte ris a’ ghnìomhachas seo, agus cuid eile fhathast a’ cur a-mach gu solaraichean leithid Bosch. Anns a 'mhòr-chuid de chùisean, ma leughas tu mion-chomharrachadh modail le cumhachd dealain, gheibh thu a-mach gu bheil an motair aige "AC maireannach magnet synchronous". Ach, bidh an tùsaire Tesla a’ cleachdadh fhuasglaidhean eile san taobh seo - motaran asyncronach anns a h-uile modal roimhe agus measgachadh de asyncronach agus ris an canar. “Motair suidse an-aghaidh mar dhràibhear cùil aiseil anns a’ mhodail 3 Performance. Ann an dreachan nas saoire le draibheadh ​​​​cuibhle cùil a-mhàin, is e an aon fhear. Tha Audi cuideachd a’ cleachdadh motaran inntrigidh airson a’ mhodail q-tron agus measgachadh de motaran sioncronaich agus asyncronach airson an e-tron Q4 a tha ri thighinn. Cò mu dheidhinn a tha e dha-rìribh?

Càr dealain Nikola Tesla

Is e an fhìrinn gun do chruthaich Nikola Tesla an motair dealain asyncronach no, ann am faclan eile, chan eil ceangal dìreach aig a ’motair dealain“ asyncronach ”(air ais aig deireadh an 19mh linn) gur e modalan Tesla Motors aon de na beagan chàraichean a tha air an cumhachd le inneal mar sin . ... Gu dearbh, dh ’fhàs prionnsapal obrachaidh motair Tesla nas mòr-chòrdte anns na 60an, nuair a bha innealan semiconductor a’ nochdadh mean air mhean fon ghrèin, agus leasaich an innleadair Ameireaganach Alan Coconi inverters semiconductor so-ghiùlain a dh ’fhaodas bataraidhean gnàthach dìreach (DC) a thionndadh gu sruthan alternating (AC ) mar a dh ’fheumar airson motair inntrigidh, agus a chaochladh (ann am pròiseas faighinn air ais). Thàinig an cothlamadh seo de inverter (ris an canar cuideachd transverter innleadaireachd) agus motair dealain a chaidh a leasachadh le Coconi gu bhith na bhunait airson an GM EV1 mì-chliùiteach agus, ann an cruth nas grinne, an sporty tZERO. An coimeas ri bhith a ’lorg innleadairean Iapanach bho Toyota nuair a chaidh am Prius a chruthachadh agus nuair a chaidh patent TRW a lorg, lorg luchd-cruthachaidh Tesla an càr tZERO. Mu dheireadh, cheannaich iad cead tZero agus chleachd iad e airson rathad a thogail.
Is e a ’bhuannachd as motha a tha aig motair inntrigidh nach bi e a’ cleachdadh magnets maireannach agus nach fheum e meatailtean daor no tearc, a tha cuideachd gu tric air am mèinneadh ann an suidheachaidhean a chruthaicheas dileaban moralta do luchd-cleachdaidh. Ach, bidh an dà chuid motaran sioncronaich magnet asyncronach agus maireannach a ’dèanamh làn fheum de adhartasan teicneòlais ann an innealan semiconductor, a bharrachd air a bhith a’ cruthachadh MOSFETs le transistors buaidh achaidh agus transistors iomallachd bipolar nas ùire (IGBTs). Is e an adhartas seo a tha ga dhèanamh comasach na h-innealan inverter compact ainmichte a chruthachadh agus san fharsaingeachd a h-uile dealan dealan ann an carbadan dealain. Is dòcha gu bheil e duilich gu bheil an comas air DC a thionndadh gu bataraidhean AC 150-ìre agus a chaochladh gu ìre mhòr mar thoradh air adhartasan ann an teicneòlas smachd, ach bu chòir cuimhneachadh gu bheil an sruth ann an electronics cumhachd a ’ruighinn ìrean iomadh uair nas àirde na an àbhaist san dachaigh. lìonra dealain, agus gu tric bidh na luachan nas àirde na XNUMX amperes. Bidh seo a ’gineadh tòrr teas ris am feum an electronics cumhachd dèiligeadh.

Ach air ais gu cùis motaran dealain. Coltach ri einnseanan losgaidh a-staigh, faodaidh iad a bhith air an seòrsachadh gu diofar theisteanasan, agus is e "tìm" aon dhiubh. Gu dearbh, tha seo mar thoradh air dòigh-obrach cuideachail eadar-dhealaichte mòran nas cudromaiche a thaobh gineadh agus eadar-obrachadh raointean magnetach. A dh ’aindeoin gu bheil stòr an dealain ann am pearsa a’ bhataraidh gnàthach dìreach, chan eil luchd-dealbhaidh shiostaman dealain eadhon a ’smaoineachadh mu bhith a’ cleachdadh motaran DC. Fiù ‘s le bhith a’ toirt aire do chall tionndaidh, tha aonadan AC agus gu sònraichte aonadan sioncronaich a ’coileanadh nas fheàrr na a’ cho-fharpais le eileamaidean DC. Mar sin dè a tha motair sioncronaich no asyncronach a ’ciallachadh?

Companaidh càr motair dealain

Tha an dà chuid motaran sioncronaich agus asyncronach den t-seòrsa innealan dealain achadh rothlach aig a bheil dùmhlachd cumhachd nas àirde. San fharsaingeachd, tha rotor inntrigidh a ’toirt a-steach pasgan sìmplidh de dhuilleagan cruaidh, slatan meatailt air an dèanamh le alùmanum no copar (air an cleachdadh barrachd is barrachd o chionn ghoirid) le corailean ann an lùb dùinte. Bidh sruth a ’sruthadh anns an stator lùbach ann an càraidean mu choinneamh, le sruth bho aon de na trì ìrean a’ sruthadh anns gach paidhir. Bho anns gach aon dhiubh tha e air a ghluasad ann an ceum le 120 ceum an coimeas ris an fhear eile, an raon magnetach rothlach ris an canar. Tha eadar-ghearradh lùban an rotor le loidhnichean den raon magnetach bhon achadh a chruthaich an stator a ’leantainn gu sruthadh sruth anns an rotor, coltach ris an eadar-obrachadh air cruth-atharrachaidh.
Bidh an raon magnetach a thig às a sin ag eadar-obrachadh leis an "rothlach" anns an stator, a tha a ’leantainn gu grèim meacanaigeach air an rotor agus cuairteachadh an dèidh sin. Ach, leis an seòrsa motair dealain seo, bidh an rotor an-còmhnaidh air cùl an achaidh, oir mura h-eil gluasad dàimheach eadar an raon agus an rotor, cha tèid raon magnetach sam bith a thoirt a-steach don rotor. Mar sin, tha an ìre astair as àirde air a dhearbhadh le tricead an t-sruth solair agus an luchd. Ach, air sgàth èifeachdas nas àirde motaran sioncronaich, bidh a ’mhòr-chuid de luchd-saothrachaidh a’ cumail riutha, ach airson cuid de na h-adhbharan gu h-àrd, tha Tesla fhathast na thagraiche airson motaran asyncronach.

Tha, tha na h-innealan sin nas saoire, ach tha na h-eas-bhuannachdan aca, agus innsidh a h-uile duine a rinn deuchainn air ioma luathachadh leantainneach leis a’ Model S dhut mar a tha coileanadh a ’tuiteam gu mòr le gach tionndadh. Bidh pròiseasan inntrigidh agus sruthadh sruth a ’leantainn gu teasachadh, agus nuair nach eil an inneal air fhuarachadh fo luchd àrd, bidh teas a’ cruinneachadh agus tha na comasan aige air an lughdachadh gu mòr. Airson adhbharan dìon, bidh an electronics a’ lughdachadh na tha de shruth agus tha coileanadh luathachaidh air a lughdachadh. Agus aon rud eile - airson a chleachdadh mar ghineadair, feumaidh an motair inntrigidh a bhith air a magnetachadh - is e sin, “a dhol seachad” an t-sruth tùsail tron ​​​​stator, a ghineas an raon agus an sruth anns an rotor gus am pròiseas a thòiseachadh. An uairsin faodaidh e e fhèin a bhiadhadh.

Motairean asyncronach no sioncronaich

Càr dealain Nikola Tesla


Tha èifeachdas mòran nas àirde agus dùmhlachd cumhachd aig aonadan sioncronaich. Is e eadar-dhealachadh mòr eadar motair inntrigidh nach eil an raon magnetach anns an rotor air a bhrosnachadh le eadar-obrachadh leis an stator, ach tha e mar thoradh air an t-sruth a ’sruthadh tro na lùban a bharrachd a tha air a chuir a-steach ann, no magnets maireannach. Mar sin, tha an raon anns an rotor agus an raon san stator sioncronaich, ach tha an astar motair as motha cuideachd an urra ri cuairteachadh an raoin, fa leth, air an tricead agus an luchd a th ’ann an-dràsta. Gus an fheum air solar cumhachd a bharrachd a sheachnadh airson na lùban, a tha a ’meudachadh caitheamh cumhachd agus a’ dèanamh smachd air smachd gnàthach, thathas a ’cleachdadh motaran dealain leis an t-excitation seasmhach ann an carbadan dealain an latha an-diugh agus modalan tar-chinealach. le magnets maireannach. Mar a chaidh ainmeachadh cheana, tha cha mhòr a h-uile neach-saothrachaidh de chàraichean mar sin a ’cleachdadh aonadan den t-seòrsa seo, mar sin, a rèir mòran eòlaichean, bidh duilgheadas ann fhathast le gainnead talmhainn tearc daor neodymium agus dysprosium. Tha lughdachadh an cleachdadh mar phàirt den iarrtas bho innleadairean san raon seo.

Tha dealbhadh cridhe an rotor a ’tabhann an comas as motha airson coileanadh inneal dealain a leasachadh.
Tha grunn fhuasglaidhean teicneòlach ann le magnets air an cur suas air uachdar, rotor ann an cumadh diosc, le magnets air an togail a-staigh. Tha e inntinneach an seo fuasgladh Tesla, a bhios a’ cleachdadh an teicneòlas a chaidh ainmeachadh roimhe ris an canar Switched Reluctance Motor gus aiseag cùil Model 3 a dhràibheadh. Tha “reluctance”, no an aghaidh magnetach, na theirm mu choinneamh giùlan magnetach, coltach ri strì an aghaidh dealain agus giùlan dealain stuthan. Bidh motaran den t-seòrsa seo a’ cleachdadh an iongantas gu bheil flux magnetach buailteach a dhol tro phàirt den stuth leis a’ char as lugha de dh ’ionnsaigh magnetach. Mar thoradh air an sin, bidh e gu corporra a ’gluasad an stuth a tha e a’ sruthadh troimhe gus a dhol tron ​​​​phàirt leis an ìre as lugha de dh ’aghaidh. Tha a ’bhuaidh seo air a chleachdadh ann an motair dealain gus gluasad rothlach a chruthachadh - airson seo, stuthan le diofar neart magnetach mu seach anns an rotor: cruaidh (ann an cruth diosc ferrite neodymium) agus bog (diosan stàilinn). Ann an oidhirp a dhol tro stuth dìon nas ìsle, bidh an flux magnetach bhon stator a’ cuairteachadh an rotor gus am bi e suidhichte airson sin a dhèanamh. Le smachd gnàthach, bidh an raon an-còmhnaidh a ’cuairteachadh an rotor ann an suidheachadh comhfhurtail. Is e sin, chan eil an cuairteachadh air a thòiseachadh chun ìre seo le eadar-obrachadh nan raointean magnetach mar a tha an raon buailteach a bhith a’ sruthadh tron ​​​​stuth leis an ìre as lugha de dh ’aghaidh agus a’ bhuaidh mar thoradh air cuairteachadh an rotor. Le bhith ag atharrachadh stuthan eadar-dhealaichte, tha an àireamh de phàirtean daor air a lughdachadh.

Càr dealain Nikola Tesla

A rèir an dealbhaidh, bidh an lùb èifeachdais agus an torque ag atharrachadh le astar an einnsein. An toiseach, tha an èifeachdas as ìsle aig a ’motair inntrigidh, agus tha magnets uachdar aig an fhear as àirde, ach anns an fhear mu dheireadh bidh e a’ lughdachadh gu mòr le astar. Tha caractar tar-chinealach sònraichte aig an einnsean BMW i3, le taing don dealbhadh a tha a ’cothlamadh magnets maireannach agus a’ bhuaidh “dealasach” a tha air a mhìneachadh gu h-àrd. Mar sin, bidh an motair dealain a’ coileanadh na h-ìrean àrda de chumhachd is torque seasmhach a tha àbhaisteach do dh’ innealan le rotor le spionnadh dealain, ach tha mòran nas lugha de chuideam aca na iad (tha an fheadhainn mu dheireadh èifeachdach ann an iomadh dòigh, ach chan ann a thaobh cuideam). Às deidh seo uile, tha e soilleir gu bheil èifeachdas a ’crìonadh aig astaran àrda, agus is e sin as coireach gu bheil barrachd is barrachd de luchd-saothrachaidh ag ràdh gum bi iad a’ cuimseachadh air tar-chuir dà-astar airson motaran dealain.

Ceistean agus Freagairtean:

Dè na motaran a bhios Tesla a’ cleachdadh? Tha a h-uile modal de bhrand Tesla nan carbadan dealain, agus mar sin tha iad uidheamaichte le motaran dealain a-mhàin. Fo chochall cha mhòr a h-uile modal bidh motair inntrigidh 3-ìre AC.

Ciamar a tha einnsean Tesla ag obair? Bidh motair dealain asyncronach ag obair mar thoradh air EMF mar thoradh air cuairteachadh achadh magnetach ann an stator pàipearachd. Tha cùl air a thoirt seachad le bhith ag atharrachadh am polarity air na coilichean tòiseachaidh.

Càite a bheil an einnsean Tesla suidhichte? Tha càraichean Tesla nan draibhear cuibhle cùil. Mar sin, tha an motair suidhichte eadar na claisean cùil aiseil. Tha an motair air a dhèanamh suas de rotor agus stator, a tha ann an conaltradh ri chèile a-mhàin tro chòmhnardan.

Dè an cuideam a tha air einnsean Tesla? Is e cuideam an motair dealain cruinnichte airson modalan Tesla 240 cileagram. Gu bunaiteach, thathas a’ cleachdadh aon atharrachadh einnseanan.

Aon bheachd

Cuir beachd ann