Kaʻa uila ʻo Nikola Tesla

ʻOi aku ka maikaʻi o nā mīkini uila ma mua o nā ʻenekini kuni kūloko. No ke aha a i ka manawa hea

ʻO ka ʻoiaʻiʻo maoli ʻo nā pilikia o nā kaʻa uila e pili ana i ke kumu ikehu, akā hiki ke ʻike ʻia mai kahi ʻano like ʻole. E like me nā mea he nui o ke ola a mākou e manaʻo nei, ʻo ka ʻōnaehana uila a me ka ʻōnaehana hoʻokele i nā kaʻa uila i manaʻo ʻia ʻo ia ka mea pono loa a hilinaʻi hoʻi i kēia mau kaʻa. Eia nō naʻe, i mea e hoʻokō ai i kēia kūlana, ua hele lōʻihi lākou i ka evolution - mai ka ʻike ʻana i ka pilina ma waena o ka uila a me ka magnetism a hiki i kona hoʻololi pono ʻana i ka ikaika mechanical. Hoʻohaʻahaʻa pinepine ʻia kēia kumuhana ma ke ʻano o ke kamaʻilio ʻana e pili ana i ka hoʻomohala ʻenehana o ka ʻenekini hoʻopau i loko, akā ke ulu nui nei ke kamaʻilio hou e pili ana i ka mīkini i kapa ʻia ʻo ka uila uila.

Hoʻokahi a ʻelua paha motika

Inā ʻoe e nānā i ka pakuhi hana o kahi kaʻa uila, me ka nānā ʻole i kona ʻano, e ʻike ʻoe ua ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o 85 pākēneka, pinepine ma luna o 90 pākēneka, a ʻoi aku ka maikaʻi ma kahi o 75 pakeneka o ka ukana. kiʻekiʻe. Ke piʻi nei ka mana a me ka nui o ka mīkini uila, hoʻonui ʻia ka laulā o ka pono, kahi e hiki ai ke hōʻea i kona kiʻekiʻe ma mua - i kekahi manawa ma ka 20 pakeneka ukana. Eia nō naʻe, aia kekahi ʻaoʻao o ke kālā - ʻoiai ka lōʻihi o ka hana ʻoi aku ka maikaʻi, hiki i ka hoʻohana ʻana i nā motika ikaika loa me ka haʻahaʻa haʻahaʻa hiki ke alakaʻi hou i ke komo pinepine ʻana i ka wahi haʻahaʻa haʻahaʻa. No laila, ʻo nā hoʻoholo e pili ana i ka nui, ka mana, ka helu (hoʻokahi a ʻelua paha) a me ka hoʻohana ʻana (hoʻokahi a ʻelua paha e pili ana i ka ukana) o nā kaʻa uila he ʻāpana o ka hana hoʻolālā i ke kūkulu ʻana i kahi kaʻa. Ma kēia ʻano, maopopo ke kumu e ʻoi aku ka maikaʻi o ka loaʻa ʻana o ʻelua mau kaʻa ma mua o kahi mea ikaika loa, ʻo ia hoʻi i ʻole e komo pinepine i nā wahi haʻahaʻa haʻahaʻa, a no ka hiki ke pani ʻia i nā haʻahaʻa haʻahaʻa. No laila, ma ka haʻahaʻa hapa, no ka laʻana, i ka Tesla Model 3 Performance, hoʻohana wale ʻia ka mīkini hope. I nā mana liʻiliʻi, ʻo ia wale nō, a ma nā mana ikaika, pili ka asynchronous i ke axle mua. ʻO kēia kekahi mea maikaʻi o nā kaʻa uila - hiki ke hoʻonui maʻalahi i ka mana, hoʻohana ʻia nā ʻano ma muli o nā koi kūpono, a ʻo nā mana ʻelua he hopena maikaʻi. Eia nō naʻe, ʻaʻole e pale ka haʻahaʻa haʻahaʻa i ka haʻahaʻa haʻahaʻa i ka ʻoiaʻiʻo, ʻaʻole e like me ka mīkini hoʻoheheʻe kūloko, hoʻopuka kahi kaʻa uila i ka pahu i ka wikiwiki ʻole ma muli o kāna ʻano kumu ʻokoʻa o ka hana a me ka launa pū ʻana ma waena o nā māla magnetic ma lalo o ia mau kūlana. ʻO ka ʻoiaʻiʻo o ka pono i ʻōlelo ʻia ma ka puʻuwai o ka hoʻolālā ʻenekini a me nā ʻano hana - e like me kā mākou i ʻōlelo ai, ʻaʻole pono ka mīkini nui e holo mau ana me ka haʻahaʻa haʻahaʻa.

Me ka hoʻomohala wikiwiki ʻana o ka mobility uila, ke hoʻonui nei ka ʻokoʻa i nā huaʻōlelo o ka hana kaʻa. Ke kūkulu ʻia nei nā ʻaelike a me nā hoʻonohonoho hou aʻe, kahi e hana ai kekahi mau mea hana e like me BMW a me VW a hana i kā lākou mau kaʻa ponoʻī, kūʻai kekahi i nā ʻāpana i nā hui e pili ana i kēia ʻoihana, a ʻo nā mea ʻē aʻe i waho i nā mea hoʻolako e like me Bosch. I ka hapanui o nā hihia, inā heluhelu ʻoe i nā kikoʻī o kahi kumu hoʻohālike uila, e ʻike ʻoe ʻo kāna kaʻa ʻo "AC permanent magnet synchronous". Eia nō naʻe, hoʻohana ka paionia Tesla i nā hopena ʻē aʻe i kēia kuhikuhi - nā motika asynchronous i nā hiʻohiʻona mua a me ka hui pū ʻana o asynchronous a i kapa ʻia. “Ke hoʻololi ʻana i ke kaʻa e like me ke kaʻa axle hope ma ke kumu hoʻohālike 3 Performance. Ma nā ʻano haʻahaʻa me ka kaʻa huila hope wale nō, ʻo ia wale nō. Ke hoʻohana nei hoʻi ʻo Audi i nā motika induction no ke ʻano q-tron a me ka hui pū ʻana o nā motika synchronous a me asynchronous no ka e-tron Q4 e hiki mai ana. He aha maoli ia?

Kaʻa uila ʻo Nikola Tesla

ʻO ka mea a Nikola Tesla i haku ai i ka asynchronous a i ʻole, i nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ʻo ka "uila" like ʻole ka motika uila (hoʻi i ka hopena o ke kenekulia 19) ʻaʻohe pili pili i ka ʻoiaʻiʻo o nā hoʻohālikelike Tesla Motors kekahi o nā kaʻa i hana ʻia e kēlā mīkini. . ... I ka ʻoiaʻiʻo, ua lilo ka loina hana o ka motera Tesla i mea kaulana i nā makahiki 60, i ka wā e ulu mālie ana nā mea semiconductor ma lalo o ka lā, a ua hoʻomohala ʻia ka ʻenekini ʻAmelika ʻo Alan Coconi i nā mea hoʻohuli semiconductor portable i hiki ke hoʻololi i nā paila pololei (DC) i kēia manawa (AC ) e like me ke koi no kahi motika hoʻokomo, a ʻo ka hope (i ke kaʻina hana o ka hoʻihoʻi). ʻO kēia hui pū ʻana o kahi mea hoʻohuli (i ʻike ʻia ma ke ʻano he hoʻololi ʻenekini) a me kahi motika uila i hoʻomohala ʻia e Coconi i lilo i kumu no ka GM EV1 kaulana a, i kahi ʻano hou i hoʻomaʻemaʻe ʻia, ʻo tZERO haʻuki. Ma ka hoʻohālikelike me ka ʻimi ʻana i nā ʻenekini Kepani mai Toyota i ka wā o ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka Prius a me ka loaʻa ʻana o ka palapala TRW, ua ʻike nā mea hana o Tesla i ke kaʻa tZERO. ʻO ka hopena, kūʻai lākou i kahi laikini tZero a hoʻohana ia mea e kūkulu i kahi alanui.
ʻO ka pōmaikaʻi nui loa o kahi motika hoʻokomo ʻo ia ʻaʻole ia e hoʻohana i nā mākēneki paʻa mau a ʻaʻole pono nā metala pipiʻi a laha ʻole paha, kahi e mina pinepine ʻia nei i nā ʻano e hoʻokumu i nā pilikia o ka pono no nā mea kūʻai. Eia nō naʻe, hoʻohana piha nā motika like ʻole a me ka magnet mau i ka holomua ʻenehana i nā hāmeʻa semiconductor, a me ka hana ʻana o MOSFET me nā transistors hopena a me nā transistors hoʻokaʻawale bipolar (IGBT) hou loa. ʻO kēia ka holomua e hiki ai ke hana i nā mea hoʻololi inverter kuʻina i haʻi ʻia aʻe nei, a, i ka nui, nā uila uila āpau i nā kaʻa uila. Maliʻa paha he mea nui ʻole ka hiki ke hoʻololi pono iā DC i nā paila AC 150-phase a ʻo ka hakahaka ma muli o ka holomua o ka ʻenehana kāohi, akā pono e hoʻomanaʻo ʻia i kēia manawa i ka uila uila i piʻi i nā pae i nā manawa he kiʻekiʻe ma mua o ka maʻamau i pūnaewele uila o ka home, a ʻoi aku ka nui ma mua o XNUMX amperes. Hoʻokumu kēia i kahi wela nui e pono ai ka uila uila e hana pū ai.

Akā hoʻi i ka hoʻopuka o nā mīkini uila. E like me nā ʻenekini kuni kūloko, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia i loko o nā mana ʻokoʻa, a ʻo "ka manawa" kekahi o lākou. I ka ʻoiaʻiʻo, he hopena kēia o kahi mea nui aʻe e pili ana i ka hana kūkulu e pili ana i ka hanauna a me ka launa pū ʻana o nā māla magnet. ʻOiai ke kumu o ka uila i ke kanaka o ka pākiko he pololei i kēia manawa, ʻaʻole manaʻo nā mea hoʻolālā o nā ʻōnaehana uila e pili ana i ka hoʻohana ʻana i nā DC motors. ʻOiai ke nānā nei i nā nalo hoʻololi ʻana, nā anakahi AC a ʻoi aku ka nui o nā anakahi lōkō ma mua o ka hoʻokūkū me nā mea DC. No laila he aha ka manaʻo o ka motika synchronous a asynchronous paha?

ʻO ka hui kaʻa o nā kaʻa uila

ʻO nā mīkini ʻelua synchronous a me asynchronous o ke ʻano o nā mīkini uila uila e hoʻohuli i ka nui o ka mana. Ma ka laulaha, aia kahi rotor hoʻokomo i kahi puʻupuʻu maʻalahi o nā pale paʻa, aluminika a me nā koʻokoʻo keleawe keleawe (hoʻohana mau ʻia i nā manawa hou) me nā ʻōwili i loko o ka loop loop. E kahe ana nā kū i kēia i nā wili stator i nā paʻa like, me ke kahe mai kekahi o nā ʻekolu ʻāpana e kahe ana i kēlā me kēia pālua. No ka mea i kēlā me kēia o lākou e hoʻohuli ʻia i ka pae e 120 kekelē e pili ana i kekahi, ʻo ka mea i kapa ʻia ka papa ʻume mākenēki. ʻO ke kuʻina o nā wili huila me nā laina o ka māla magnetika mai ke kahua i hana ʻia e ka stator e alakaʻi i kahi kahe i kēia manawa i ka rotor, e like me ka pilina ma kahi mea hoʻololi.
Hoʻopili pū ka mākia magnet hopena me ka "kaʻapuni" i ka stator, kahi e alakaʻi ai i ka ʻenekini paʻa o ka rotor a me ka hoʻohuli aʻe. Eia nō naʻe, me kēia ʻano motika uila, maʻa mau ka rotor ma hope o ke kahua, no ka mea inā ʻaʻohe neʻe pili ma waena o ka māla a me ka rotor, ʻaʻole e hoʻokomo ʻia kahi māla magnet i ka rotor. No laila, hoʻoholo ʻia ka pae wikiwiki ʻoi loa e ka pinepine o ka lako i kēia manawa a me ka ukana. Eia nō naʻe, ma muli o ke kiʻekiʻe o ka maikaʻi o nā mīkini kaʻa lōkahi, pili ka hapa nui o nā mea hana iā lākou, akā no kekahi o nā kumu i luna, noho ʻo Tesla i mea kākoʻo i nā motika asynchronous.

ʻAe, ʻoi aku ka liʻiliʻi o kēia mau mīkini, akā loaʻa iā lākou nā ʻaoʻao haʻahaʻa, a ʻo ka poʻe a pau i hoʻāʻo i nā ʻano holo wikiwiki me ka Model S e haʻi iā ʻoe pehea e hāʻule nui ai ka hana me kēlā me kēia hoʻololi. ʻO nā kaʻina hana o ka induction a me ke kahe o kēia manawa ke alakaʻi i ka hoʻomehana, a i ka wā ʻaʻole i hoʻomaha ʻia ka mīkini ma lalo o ka ukana kiʻekiʻe, e hōʻiliʻili ka wela a hoʻemi nui ʻia kona mau mea hiki. No ka pale ʻana, hoʻemi ka uila i ka nui o kēia manawa a hoʻohaʻahaʻa ʻia ka hana wikiwiki. A hoʻokahi mea hou aʻe - e hoʻohana ʻia e like me ka generator, pono e magnetized ka induction motor - ʻo ia hoʻi, e "holo" i ka manawa mua ma o ka stator, ka mea e hoʻohua ai i ke kahua a me ke au i loko o ka rotor e hoʻomaka i ke kaʻina hana. A laila hiki iā ia ke hānai iā ia iho.

Nā motika Asynchronous a synchronous paha

ʻOi aku ka maikaʻi a me ka nui o ka mana o nā anakahi. ʻO kahi ʻokoʻa nui ma waena o kahi motika hoʻokomo ʻo ia ka māpuna magnet i ka rotor ʻaʻole i hoʻokomo ʻia e ka pilina me ka stator, akā ʻo ia ka hopena o ke kahe e kahe ana ma o nā wili hou i kau ʻia i loko, a i ʻole nā ​​mākēneki paʻa mau. No laila, like ka māla ma ka rotor a me ka māla i ka stator, akā pili ka wikiwiki o ka moto i ka hoʻololi o ke kahua, i ke alapine a me ka ukana o kēia manawa. I mea e hōʻalo ai i ka pono o ka lako mana hou i nā wili, ka mea e hoʻonui ai i ka hoʻohana mana a hoʻopilikia i ka kaohi o kēia manawa, hoʻohana ʻia nā motika uila me ka mea i kapa ʻia he hauʻoli mau i nā kaʻa uila o kēia ao a me nā hiʻohiʻona hybrid. me nā mākēneki paʻa. E like me ka mea i ʻōlelo ʻia, ʻaneʻane hoʻohana nā mea hana o ia mau kaʻa i kēia manawa i nā anakahi o kēia ʻano, no laila, e like me ka ʻōlelo a nā poʻe loea he nui, aia kekahi pilikia me ka hemahema o nā neodymium a me nā dysprosium. ʻO ka hōʻemi ʻana i kā lākou hoʻohana ʻana he ʻāpana ia o ka noi mai nā ʻenekini i kēia kahua.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Hāʻawi ka hoʻolālā o ka rotor core i ka hiki keu loa no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o ka mīkini uila.
Aia nā ʻano hoʻonā ʻenehana like ʻole me nā magnet i kau ʻia ma luna, ka rotor-like disk, me nā magnet i kūkulu ʻia i loko. ʻO ka hoihoi ma aneʻi ka hoʻonā Tesla, nāna e hoʻohana i ka ʻenehana i ʻōlelo ʻia ma luna nei i kapa ʻia ʻo Switched Reluctance Motor e hoʻokele i ke axle hope o ka Model 3. ʻO ka "Reluctance", a i ʻole ke kū'ē magnetic, he huaʻōlelo kūʻē i ka conductivity magnetic, e like me ke kūpaʻa uila a me ka conductivity uila o nā mea. Hoʻohana nā kaʻa o kēia ʻano i ke ʻano o ka flux magnetic e hele i loko o ka ʻāpana o ka mea me ka liʻiliʻi o ka pale magnetic. ʻO ka hopena, hoʻoneʻe kino ia i ka mea e kahe ana i mea e hele ai i ka ʻāpana me ka liʻiliʻi loa. Hoʻohana ʻia kēia hopena i loko o kahi kaʻa uila e hana i ka neʻe ʻana o ka rotational - no kēia, ʻokoʻa nā mea me nā ʻokoʻa kūwaho magnetic i loko o ka rotor: paʻakikī (ma ke ʻano o nā disks ferrite neodymium) a me ka palupalu (nā disks kila). I ka hoʻāʻo ʻana e hele ma waena o nā mea kūʻē haʻahaʻa, hoʻololi ke kahe magnetic mai ka stator i ka rotor a hiki i kona hoʻonohonoho ʻana e hana pēlā. Me ka mana o kēia manawa, hoʻololi mau ke kahua i ka rotor i kahi kūlana ʻoluʻolu. ʻO ia hoʻi, ʻaʻole i hoʻomaka ʻia ka hoʻololi ʻana i ka nui e ka launa pū ʻana o nā māla magnetic e like me ke ʻano o ke kahua e kahe i loko o ka mea me ka liʻiliʻi o ke kū'ē a me ka hopena hopena o ka rotation o ka rotor. Ma ka hoʻololi ʻana i nā mea like ʻole, ua hoʻemi ʻia ka nui o nā mea waiwai.

Ma muli o ka hoʻolālā, hoʻololi ka pihi kūpono a me ka torque me ka wikiwiki o ka mīkini. I ka hoʻomaka ʻana, ʻoi aku ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka mīkini induction, a ʻo ka mea kiʻekiʻe loa he mau mea hoʻokalakupua, akā ma ka hope e emi nui me ka wikiwiki. ʻO ka BMW i3 engine he ʻano hybrid ʻokoʻa, mahalo i kahi hoʻolālā e hoʻohui i nā magnet mau loa a me ka hopena "reluctance" i hōʻike ʻia ma luna. No laila, loaʻa i ke kaʻa uila ke kiʻekiʻe kiʻekiʻe o ka mana mau a me ke ʻano o nā mīkini me kahi rotor hauʻoli uila, akā ʻoi aku ka liʻiliʻi o ke kaumaha ma mua o lākou (ʻoi aku ka maikaʻi o ka hope ma nā ʻano he nui, akā ʻaʻole i ke kaumaha). Ma hope o kēia mau mea a pau, maopopo ka emi ʻana o ka pono ma nā wikiwiki kiʻekiʻe, ʻo ia ke kumu e ʻōlelo ai ka nui o nā mea hana e kālele ana lākou i nā hoʻoili ʻelua-wikiwiki no nā kaʻa uila.

Nā nīnau a me nā pane:

He aha nā ʻenekini e hoʻohana ai ʻo Tesla? ʻO nā hiʻohiʻona Tesla āpau he mau kaʻa uila, no laila ua lako pono lākou me nā kaʻa uila. Loaʻa i kēlā me kēia kumu hoʻohālike he 3-phase AC induction motor ma lalo o ka puʻu.

Pehea e hana ai ka mīkini Tesla? Hana ʻia kahi kaʻa uila asynchronous ma muli o ka loaʻa ʻana o kahi EMF ma muli o ka hoʻololi ʻana i kahi stator paʻa o kahi māla magnetic. Hāʻawi ʻia ka huakaʻi hoʻohuli e ka hoʻohuli polarity ma nā coils hoʻomaka.

Aia ma hea ka mīkini Tesla? ʻO nā kaʻa Tesla he kaʻa huila hope. No laila, aia ke kaʻa ma waena o nā kumu axle hope. Aia ke kaʻa he rotor a me ka stator, e hoʻopili wale ana kekahi i kekahi ma o nā bearings.

ʻEhia ke kaumaha o ka mīkini Tesla? ʻO ke kaumaha o ke kaʻa uila i hui ʻia no nā hiʻohiʻona Tesla he 240 kilokani. Hoʻohana ʻia hoʻokahi hoʻololi ʻenekini.