Dlaczego samochód Tesla używa silnika prądu przemiennego zamiast silnika prądu stałego?

Właśnie oglądałem wideo z mega fabryką i zastanawiałem się, dlaczego używają silnika prądu przemiennego, który wymaga falownika zamiast prądu stałego, który może być zasilany bezpośrednio z akumulatora prądu stałego? Wprowadzenie falownika oznacza większy koszt (waga, sterownik itp.).

Czy są tego jakieś powody? Jakie są różnice między silnikiem prądu przemiennego i stałego, które mogły doprowadzić do tej decyzji? Czy ktoś też wie, jaki rodzaj silnika jest używany w innych samochodach elektrycznych?

Pytasz o kompromisy techniczne związane z wyborem silnika trakcyjnego do zastosowania w pojazdach elektrycznych. Opis pełnej przestrzeni projektowej wykracza daleko poza to, co można rozsądnie podsumować tutaj, ale przedstawię najważniejsze kompromisy projektowe dla takiej aplikacji.

Ponieważ ilość energii, którą można magazynować chemicznie (tj. W akumulatorze) jest dość ograniczona, prawie wszystkie pojazdy elektryczne są projektowane z myślą o wydajności. Większość silników trakcyjnych do zastosowań w transporcie ma moc szczytową od 60 kW do 300 kW. Prawo Ohma wskazuje, że straty mocy w okablowaniu, uzwojeniach silnika i połączeniach akumulatorów wynoszą P = I ² R. W ten sposób zmniejszenie prądu o połowę zmniejsza straty rezystancyjne o 4x. W rezultacie większość aplikacji motoryzacyjnych pracuje przy nominalnym napięciu obwodu pośredniego między 288 a 360 V _nom (istnieją również inne powody takiego wyboru napięcia, ale skupmy się na stratach). Napięcie zasilania jest istotne w tej dyskusji, ponieważ niektóre silniki, takie jak Brush DC, mają praktyczne górne limity napięcia zasilania z powodu wyładowania łukowego komutatora.

Ignorując bardziej egzotyczne technologie silnikowe, takie jak przełączana / zmienna reluktancja, istnieją trzy podstawowe kategorie silników elektrycznych stosowanych w motoryzacji:

Szczotkowy silnik prądu stałego : komutowany mechanicznie, do sterowania momentem obrotowym wymagany jest tylko prosty „przerywacz” prądu stałego. Podczas gdy silniki szczotkowe DC mogą mieć magnesy trwałe, rozmiar magnesów do zastosowań trakcyjnych czyni je nieopłacalnymi. W rezultacie większość silników trakcyjnych prądu stałego ma uzwojenie szeregowe lub bocznikowe. W takiej konfiguracji występują uzwojenia zarówno stojana, jak i wirnika.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC): elektronicznie komutowany przez falownik, magnesy stałe na wirniku, uzwojenia na stojanie.

Silnik indukcyjny : elektronicznie komutowany przez falownik, wirnik indukcyjny, uzwojenia na stojanie.

Poniżej znajdują się zuchwałe uogólnienia dotyczące kompromisów między trzema technologiami silnikowymi. Istnieje wiele przykładowych przykładów, które przeciwstawią się tym parametrom; moim celem jest jedynie podzielenie się tym, co uważam za wartości nominalne dla tego rodzaju aplikacji.

- Wydajność:
Szczotkowy prąd stały: silnik: ~ 80%, kontroler prądu stałego: ~ 94% (pasywny powrót), NET = 75%
BLDC: ~ 93%, falownik: ~ 97% (synchroniczne sterowanie zwrotne lub histeretyczne), NET = 90%
Indukcja: ~ 91%: falownik: 97% (synchroniczne cofanie lub sterowanie histeretyczne), NET = 88%

- Zużycie / serwis:
Szczotka DC: Szczotki podlegają zużyciu; wymagają okresowej wymiany. Namiar.
BLDC: Łożyska (całe życie)
Indukcja: Łożyska (całe życie)

- Konkretny koszt (koszt za kW), w tym falownik
Szczotka DC: Niski - silnik i sterownik są ogólnie niedrogie
BLDC: Magnesy trwałe o dużej mocy są bardzo drogie
Indukcja: Umiarkowana - falowniki zwiększają koszty, ale silnik jest tani

-
Szczotka odrzucająca ciepło DC: Uzwojenia na wirniku sprawiają, że usuwanie ciepła zarówno z wirnika, jak i komutatora jest trudne z silnikami o dużej mocy.
BLDC: Uzwojenia stojana ułatwiają odrzucanie ciepła. Magnesy na wirniku mają niskie-umiarkowane ogrzewanie indukowane prądem wirowym.
Indukcja: Uzwojenia stojana ułatwiają odrzucanie ciepła przez stojan. Prądy indukowane w wirniku mogą wymagać chłodzenia oleju w zastosowaniach o dużej mocy (wchodzących i wychodzących przez wał, nie rozpryskanych).

- Zachowanie momentu obrotowego / prędkości
Szczotka DC: Teoretycznie nieskończony moment zerowy, moment obrotowy spada wraz ze wzrostem prędkości. Zastosowania motoryzacyjne DC w szczotkach wymagają z reguły 3-4 przełożeń, aby objąć pełny zakres klasy i prędkości maksymalnej. Przez wiele lat jeździłem pojazdem EV napędzanym silnikiem prądu stałego o mocy 24 kW, który mógł zapaść w bezruchu (ale walczyłem o osiągnięcie prędkości 65 km / h).
BLDC: Stały moment obrotowy do prędkości podstawowej, stała moc do prędkości maksymalnej. Zastosowanie w motoryzacji jest możliwe dzięki przekładni o pojedynczym przełożeniu.
Indukcja: Stały moment obrotowy do prędkości podstawowej, stała moc do prędkości maksymalnej. Zastosowanie w motoryzacji jest możliwe dzięki przekładni o pojedynczym przełożeniu. Potrzeba setek ms, aby moment obrotowy narastał po przyłożeniu prądu

- Różne:
Szczotki DC: Przy wysokich napięciach wyładowanie komutatorowe może być problematyczne. Silniki szczotkowe prądu stałego są kanonicznie stosowane w wózkach golfowych i wózkach widłowych (24 V lub 48 V), chociaż nowsze modele są indukcyjne ze względu na lepszą wydajność. Hamowanie regeneracyjne jest trudne i wymaga bardziej złożonego regulatora prędkości.
BLDC: Koszty magnesów i wyzwania montażowe (magnesy są BARDZO mocne) sprawiają, że silniki BLDC nadają się do zastosowania w aplikacjach o niższej mocy (takich jak dwa silniki / generatory Prius). Hamowanie zwrotne przychodzi zasadniczo za darmo.
Indukcja: Silnik jest stosunkowo tani w produkcji, a elektronika energetyczna do zastosowań motoryzacyjnych znacznie spadła w ciągu ostatnich 20 lat. Hamowanie zwrotne przychodzi zasadniczo za darmo.

Ponownie, jest to tylko bardzo ogólne podsumowanie niektórych głównych sterowników projektowych do wyboru silnika. Celowo pominąłem określoną moc i moment obrotowy, ponieważ zwykle różnią się one znacznie w zależności od rzeczywistej implementacji.

... a teraz dlaczego Tesla stosuje silniki indukcyjne

Pozostałe odpowiedzi są doskonałe i wynikają z przyczyn technicznych. Śledząc Teslę i ogólnie rynek EV od wielu lat, chciałbym odpowiedzieć na twoje pytanie, dlaczego Tesla używa silników indukcyjnych.

tło

Elon Musk (współzałożyciel Tesli) wywodzi się z myślenia w Dolinie Krzemowej (SV), w którym mantra mówi: „poruszaj się szybko i niszcz rzeczy”. Kiedy wypłacił z PayPala za kilkaset milionów, postanowił zająć się (eksploracją kosmosu i) pojazdami elektrycznymi. W SV-land czas / prędkość, aby załatwić sprawę, są wszystkim, więc rozejrzał się i znalazł coś, co mógłby wykorzystać jako punkt wyjścia do rozpoczęcia skoku.

JB Straubel był podobnie myślącym inżynierem (zarówno kosmicznym, jak i EV), który skontaktował się z Muskiem wkrótce po tym, jak Musk zainteresował się przestrzenią kosmiczną i EV.

Podczas pierwszego spotkania na lunchu Straubel wspomniał o firmie o nazwie AC Propulsion , która opracowała prototyp elektrycznego samochodu sportowego za pomocą ramy zestawu samochodowego. Już w swojej drugiej generacji niedawno przeszedł na stosowanie akumulatorów litowo-jonowych, miał zasięg 250 mil, oferował duży moment obrotowy, mógł osiągnąć 0-60 w ciągu 4 sekund, ale, jak najbardziej niemądry w tej dyskusji, użył - - zgadłeś - Napęd AC (silnik indukcyjny).

Musk odwiedził AC Propulsion i wyszedł pod wielkim wrażeniem. Przez kilka miesięcy próbował przekonać AC Propulsion do komercjalizacji pojazdu elektrycznego, ale wtedy nie byli zainteresowani.

Tom Gage, prezes AC Propulsion, zasugerował, aby Musk połączył siły z innym konkurentem składającym się z Martina Eberharda, Marca Tarpenninga i Iana Wrighta. Zgodzili się połączyć swoje wysiłki, a Musk zostanie prezesem i dyrektorem generalnym ds. Projektowania produktów, Eberhard zostanie dyrektorem generalnym, a Straubel zostanie dyrektorem technicznym nowej firmy, którą nazwali „Tesla Motors”.

Odpowiedź

Tak więc, masz, Tesla wykorzystuje indukcję głównie dlatego, że użył go pierwszy żywy prototyp, który widział Musk. Bezwładność (żadna gra słów nie jest przeznaczona ... ok, trochę) wyjaśnia resztę („Jeśli nie jest zepsuta ...”).

Teraz, dlaczego AC Propulsion zastosowało go w swoim prototypie Tzero, zobacz inne odpowiedzi ... ;-)

Jeśli chcesz zobaczyć całą historię, przejdź tutaj lub tutaj .

Trudno powiedzieć, jakie były dokładne powody inżynierów, nie będąc w zespole projektowym, ale oto kilka przemyśleń:

1. Oba silniki wymagają podobnych napędów. Szczotkowane silniki prądu stałego mogą działać bezpośrednio z akumulatora, ale typ silnika, na który patrzysz w pojeździe elektrycznym, to bezszczotkowy silnik prądu stałego. Napędy silnika indukcyjnego i bezszczotkowego silnika prądu stałego są bardzo podobne. Sterowanie silnikiem indukcyjnym jest prawdopodobnie bardziej złożone.

2. Silniki bezszczotkowe na prąd stały mają magnesy w wirniku. Jest to droższe niż wirnik indukcyjny z miedzią. Ponadto rynek magnesów jest bardzo niestabilny. Z drugiej strony silnik indukcyjny będzie wytwarzał znacznie więcej ciepła w wirniku z powodu strat I²R i strat rdzenia.

3. Moment rozruchowy w silniku bezszczotkowym jest na ogół wyższy niż w silnikach indukcyjnych.

4. Wydajność szczytowa bezszczotkowego silnika jest na ogół wyższa niż w przypadku silników indukcyjnych, ale wydaje mi się, że gdzieś przeczytałem, że Tesla uzyskuje wyższą średnią wydajność dzięki silnikowi indukcyjnemu niż w przypadku silnika bezszczotkowego. Niestety nie pamiętam, gdzie to przeczytałem.

5. Wiele osób bada obecnie przełączane maszyny niechętne. Ostatnie kilka konferencji motoryzacyjnych, o których mówiłem, dotyczyły zmienionej niechęci. Nie wymagają magnesów, a wydajność tego typu silników wygląda obiecująco. Każdy chce uciec od magnesów w silnikach.

Tak więc, jak powiedziałem, wątpię, aby ktokolwiek mógł odpowiedzieć na twoje pytanie, z wyjątkiem inżynierów z Tesli. Ale przypuszczam, że prawdopodobnie ma to coś wspólnego z moim punktem 4), ale nie jestem tego pewien. Jestem pewien, że zmienność cen magnesów również ma z tym coś wspólnego.

Odpowiedź pochodzi od samych pracowników Tesli w artykule Indukcyjne kontra DC bezszczotkowe silniki

Ta część jest szczególnie godna uwagi:

W idealnym bezszczotkowym napędzie siła pola magnetycznego wytwarzanego przez magnesy trwałe byłaby regulowana. Gdy wymagany jest maksymalny moment obrotowy, szczególnie przy niskich prędkościach, siła pola magnetycznego (B) powinna być maksymalna - aby prądy falownika i silnika były utrzymywane na najniższych możliwych wartościach. Minimalizuje to straty I² R (rezystancja prądowa²), a tym samym optymalizuje wydajność. Podobnie, gdy poziomy momentu obrotowego są niskie, pole B powinno zostać zmniejszone, tak aby zmniejszone zostały również straty wirowe i histerezowe spowodowane przez B. Idealnie B należy ustawić tak, aby zminimalizować sumę strat wirowych, histerezowych i I². Niestety nie ma łatwego sposobu na zmianę B za pomocą magnesów trwałych.

Natomiast maszyny indukcyjne nie mają magnesów, a pola B można „regulować”, ponieważ B jest proporcjonalny do V / f (napięcie do częstotliwości). Oznacza to, że przy niewielkich obciążeniach falownik może zmniejszyć napięcie, tak że straty magnetyczne zostaną zmniejszone, a wydajność zmaksymalizowana. Zatem maszyna indukcyjna pracująca z inteligentnym falownikiem ma przewagę nad maszyną bezszczotkową na prąd stały - straty magnetyczne i przewodnictwo można wymieniać w taki sposób, aby zoptymalizować wydajność. Ta zaleta staje się coraz ważniejsza wraz ze wzrostem wydajności. W przypadku bezszczotkowego prądu stałego, wraz ze wzrostem wielkości maszyny, straty magnetyczne rosną proporcjonalnie, a wydajność obciążenia częściowego spada. Dzięki indukcji wraz ze wzrostem wielkości maszyny straty niekoniecznie rosną. Zatem napędy indukcyjne mogą być preferowanym podejściem, w którym pożądana jest wysoka wydajność;

Stałe magnesy są drogie - około 50 USD za kilogram. Wirniki z magnesem trwałym (PM) są również trudne w obsłudze ze względu na bardzo duże siły, które wchodzą w grę, gdy cokolwiek ferromagnetycznego się do nich zbliży. Oznacza to, że silniki indukcyjne prawdopodobnie zachowają przewagę kosztową nad maszynami PM. Ponadto, ze względu na osłabienie pola maszyn indukcyjnych, wartości znamionowe falowników i koszty wydają się być niższe, szczególnie w przypadku napędów o wysokiej wydajności. Ponieważ wirujące maszyny indukcyjne wytwarzają niewielkie napięcie lub nie wytwarzają napięcia przy wzbudzeniu, łatwiej je chronić.

WSZYSTKIE obrotowe silniki elektryczne są silnikami prądu przemiennego. Każdy z nich.
W głębi serca robią to samo. Różnica polega na tym, jak DC zamienia się w AC i jak przyzwyczaja się do uzyskania standardowego wyniku.

Jedynym silnikiem, który jest elektronicznie stały, jest silnik szczotkowy. Prąd stały zamienia się w prąd przemienny za pomocą obracającego się komutatora i stałych szczotek. Oprócz tego silnika, wszyscy inni będą potrzebować jakiejś formy konwersji prądu stałego na prąd przemienny. Silnik szczotkowy jest zasadniczo nieatrakcyjny, ponieważ mechaniczny zmieniacz prądu stałego na przemienny (komutator) jest stosunkowo drogi i stosunkowo krótkotrwały.

Tak więc, w przypadku Tesli lub innego pojazdu elektrycznego wyborem nie jest prąd stały lub przemienny, ale to, która forma silnika prądu przemiennego najlepiej spełnia założenia projektowe, jest opłacalna.

Tesla wykorzysta to, co robi, ponieważ osiągnęła cele projektowe w najbardziej opłacalny sposób.

Przegłosowane opinie sugerują, że wiele osób zgadza się z Marcusem i uważa, że ​​powyższa odpowiedź jest głupotą. Trochę przemyśleń i ogólne spojrzenie na moje odpowiedzi może sugerować brak zrozumienia ze strony downvoters.

Wszystkie obrotowe silniki elektryczne są silnikami prądu przemiennego

• Jeśli uważasz, że ten punkt jest głupi, musisz się bardziej zastanowić, co ogólnie robi samochód elektryczny.

Zobaczmy, czy downvoters mają odwagę przeczytać poniższe, a następnie usunąć swoje downvotes. Dla mnie to nie ma znaczenia. To, że wprowadzasz w błąd innych ludzi, ma duże znaczenie.

WSZYSTKIE obrotowe silniki elektryczne wymagają sterownika, który w jakiś sposób doprowadzi prąd przemienny do silnika.
Rozróżnienie między silnikiem prądu przemiennego a silnikiem prądu stałego jest przydatne w niektórych kontekstach, ale w samochodzie, który jest systemem zamkniętym, który zaczyna się od źródła energii prądu stałego, a kończy obrotowym silnikiem elektrycznym, rozróżnienie jest fałszywe i nieprzydatne. Samochód jest systemem zamkniętym. Gdzieś w systemie znajduje się kontroler, który przekształca DC na AC w ​​jakiejś formie. Nie ma znaczenia, czy jest on zamontowany wewnątrz stojana wirnika, czy wirnika, wewnątrz płaszcza silnika, przymocowany do płaszcza czy gdzie indziej w samochodzie.

W szczotkowanym silniku „DC” „sterownik” jest mechanicznym przełącznikiem zamontowanym na końcu wału silnika. Ten kontroler jest nazywany komutatorem, ale funkcjonalnie jest kontrolerem, który pobiera prąd stały i tworzy łańcuch magnetyczny prądu przemiennego w odniesieniu do uzwojeń silnika.

Stojan z uzwojonym wirnikiem z magnesami trwałymi „Bezszczotkowy silnik prądu stałego” jest bardzo podobny funkcjonalnie do szczotkowanego silnika prądu stałego, przy czym komutator został zastąpiony przełącznikami elektronicznymi i czujnikami, które pobierają dostarczany prąd stały i przykładają go do różnych pól, aby mogli ścigać ogonem, ponieważ wirnik się obraca. Znów jest to silnik prądu przemiennego z kontrolerem. Po prostu zapytaj o każde uzwojenie. Czujniki znajdują się wewnątrz silnika, a przełączniki mogą przylegać do silnika właściwego lub zdalnego.

Silnik indukcyjny klatkowy zwiększa stopień złożoności, wykorzystując obrót gniazda uzwojeń o niskiej impedancji wewnątrz pola stojana, aby indukować napięcie w prętach wirnika i wytwarzać pole magnetyczne, które obraca wirnik tak, że goni wirujące pole prądu przemiennego zastosowany do uzwojenia stojana. Ponownie, ma jednokierunkowy (ale sinusoidalnie zmienny) prąd stały podczas dowolnej części sekwencji napędowej. Jest to tak samo mieszany system prądu stałego i zmiennego jak każdy inny.

Można niechętnie opisać silniki napędowe ze zmiennym prądem wirowym - bardziej takie same, ale różne. Jest to silnik prądu przemiennego z kontrolerem wytwarzającym go z prądu stałego.

Dokonane rozróżnienie jest nieistotne i trywialne. Prawdziwe pytanie brzmi: „dlaczego Tesla używa tej szczególnej formy silnika zamiast jakiejś innej”. To, że nie jest to tylko semantyka, ale brak zrozumienia, pokazuje słowo

• ... które wymagają miernika mocy zamiast prądu stałego, który jest bardziej bezpośrednio z akumulatora prądu stałego. Wprowadzenie inveter oznacza większy koszt (waga, kontroler, itp.) ...

Jedynym silnikiem „DC”, który nie wymaga jakiejkolwiek formy falownika lub elektronicznego układu przełączającego, jest silnik szczotkowany mechanicznie. Są one tak nieprzydatne do zadań lekkich napędów o zmiennej prędkości, że będzie ich niewiele, jeśli zostaną zastosowane w nowoczesnych samochodach elektrycznych. WSZYSTKIE inne typy silników elektrycznych, które nie mają falownika, będą miały elektronikę zamiast falownika.

Powiedziałem, że ROTARY "silniki elektryczne są silnikami prądu przemiennego, ponieważ można prawdopodobnie wyprodukować bezszczotkowy silnik liniowy z silnikiem prądu stałego z przełączoną pracą tylko z prądem stałym, chociaż to nieefektywnie wykorzystywałoby miedź i magnesy. Można to zrobić za pomocą silnika obrotowego, ale nie ma prawdziwego świata zrobiłby to silnik w produkcji masowej.

Silniki prądu stałego nie mogą dorównać gęstości mocy maszyn prądu przemiennego. Maksymalne natężenie pola, jakie mogą osiągnąć nawet najlepsze magnesy, wynosi 2,5 tesli w poprzek szczeliny powietrznej, a do tego wymaga poważnej inżynierii, szczególnie jeśli chcesz szybko obracać, aby gęstość mocy była wysoka. Maszyny indukcyjne dość wygodnie wytwarzają teslę 3+ bez żalu z magnesami i głupich tolerancji. Oczywiście nie robią tego tak skutecznie jak maszyny prądu stałego, ale kto powiedział, że samochody sportowe są wydajne? Kg na kg maszyna indukcyjna prądu przemiennego jest najmocniejszym ze wszystkich typów maszyn, kiedy jest sterowana, kup zaawansowany falownik i pracujący z dużymi prędkościami obrotowymi.

Prawdziwe powody, dla których używają silników indukcyjnych do swoich samochodów, to:

1. silniki indukcyjne są tańsze
2. silniki indukcyjne nie wymagają wiele konserwacji (bez szczotek)
3. silniki indukcyjne są lżejsze
4. nowa technologia kontroli prędkości silników indukcyjnych jest już dostępna (zmienne napięcie, zmienna częstotliwość) i łatwa do masowej produkcji

IMHO, AC Propulsion (Tesla Motors) wykorzystuje prąd przemienny, ponieważ mechanicznie komutowany silnik prądu stałego, który spełnia wysoki współczynnik „redukcji” zastosowania pojazdu, jest bardziej złożony niż komutowany elektronicznie silnik prądu przemiennego. Bez tego wysokiego współczynnika ograniczenia fizyczny rozmiar silnika wytwarzającego tylko surowy moment obrotowy byłby wygórowany. Silnik indukcyjny zamiast silnika PM jest nie tylko bardziej stabilny finansowo, ale także bardziej stabilny z technicznego punktu widzenia. Magnesy mogą ulec uszkodzeniu. Cewki pola elektromagnetycznego w wirniku, nie tak bardzo i jak pokazują, gęstość energii jest podobna.

Biorę wielki wyjątek od pozornego konsensusu, że „wszystkie silniki elektryczne mają prąd przemienny” i opieram swój argument na ruchu jednobiegunowym, a nie na pełnej rotacji silnika.

W ruchu jednobiegunowym jedynym wymaganym prądem przemiennym jest wtedy, gdy konieczne jest indukowanie przepływu prądu w uzwojeniu pasożytniczym, jak w wirniku silników indukcyjnych. W przeciwnym razie konieczna jest tylko komutacja.

Argument ten najlepiej można wykazać, obserwując silnik na utknięciu. Tylko silniki bez PM lub pól uzwojonych, które są silnikami indukcyjnymi, potrzebują prądu przemiennego do wytworzenia prądu pola, który wytwarza reaktywne pole magnetyczne.

Wszystkie pozostałe silniki muszą tylko dostarczać prąd stały do ​​stojana, aby wygenerować pełny moment obrotowy przy zgaśnięciu. Silniki z uzwojonym polem często używają prądu przemiennego do generowania pola, ale również dobrze sobie radzą z prądem stałym, prawdopodobnie z jeszcze większym momentem obrotowym niż w przypadku prądu przemiennego.

Moje „serwo” silniki PM mogą odcinać prąd stały, aby kontrolować moc, ale przecinają tylko prąd stały, nie odwracając go przy każdym cięciu. Umieść mechaniczny komutator na silniku serwo AC PM, a będzie on działał na prąd stały. To prawda, nie tak wydajne, ale nie z powodu braku sinusoidalnego kształtu fali. Prędkość maksymalna będzie również ograniczona bez mechanicznego przyspieszacza pędzla.

Poświęć trochę czasu na rozważenie właściwości przeciągnięcia podwójnie uzwojonego silnika, oczywiście „tylko prądu przemiennego”, gdy jest on zasilany prądem stałym, a być może będziesz w stanie zrozumieć mój argument. Tylko wtedy, gdy chcesz popchnąć każdy biegun oprócz ciągnięcia, musisz zapewnić prąd przemienny, w przeciwnym razie prąd stały jest wszystkim, czego potrzebujesz, a często wszystkim, czego używasz, nawet jeśli zasilacz jest prądem przemiennym.

Łupek

Wszystko: Maszyny szczotkowane są ograniczone do być może 48 V, aby uniknąć wyładowania łukowego. W przeciwieństwie do tego, bezszczotkowa maszyna może z łatwością pracować z akumulatora 240 V, z napięciem podwyższonym do 480 V lub wyższym przez przetwornicę podwyższającą napięcie DC umieszczoną między akumulatorem a silnikiem. Przy tak wysokim napięciu, podobnym do tego stosowanego w większości współczesnych samochodów hybrydowych lub wtykowych, straty kontroli prędkości są zminimalizowane w stosunku do całkowitej przenoszonej mocy, co sprzyja wysokiej wydajności.

W rzeczywistości Tesla stosuje synchroniczne silniki elektryczne, które wykorzystują zarówno prąd przemienny, jak i stały. Gdyby silnik używał tylko prądu przemiennego, byłby to asynchroniczny silnik indukcyjny, który jest nieprzewidywalnym silnikiem do zastosowania w pojazdach z powodu poślizgu w polu elektromagnetycznym, gdy napięcie jest indukowane w wirniku (prędkość wyjściowa jest wolniejsza niż obrót pole elektromagnetyczne Wzór: Liczba obrotów na minutę = częstotliwość * 60 / pary biegunów na fazę - poślizg prędkości).

W silniku synchronicznym ma cewkę stojana powiększoną prądem przemiennym (jak konwencjonalny silnik indukcyjny), ale ma również wirnik powiększony prądem stałym (w przeciwieństwie do silnika indukcyjnego). W ten sposób prędkość wyjściowa może osiągnąć teoretyczną prędkość maksymalną (prędkość słoneczną), co czyni przewidywalny i skuteczny silnik do zastosowania w pojazdach. (Wzór: Liczba obrotów na minutę = częstotliwość * 60 / pary biegunów na fazę).

Tesla może następnie to wyjaśnić i użyć ESC (Electronic Speed ​​Controller). ESC to płytka drukowana, która odwraca część prądu stałego z akumulatora na prąd przemienny, zmienia fale prostokątne na fale sinusoidalne, zmienia częstotliwość i amplitudę zgodnie z sygnałami z pedału gazu i wysyła przetworzoną moc do stojana. Zmienia również amplitudę prądu stałego wirnika zgodnie z mocą prądu przemiennego stojana.