Электрический мотор Tesla Model S является прямым потомком двигателя разработанного еще Николой Тесла. Мотор обеспечивает максимальную скорость автомобиля - 208 км/час (130 миль/час) на единственной передаче.
Устройство автомобиля Model S. Видео с автомобилем Tesla (3). Обзор автомобиля Тесла Сопоставить лошадиные силы в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания и в электромобиле — довольно сложная задача.
Электромотор (Электрический двигатель) Tesla - трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением, диаметр 9 см), вес 150 кг) и около 300+ фунтов (136 кг) весит вся силовая установка.
Он буквально на коленях, в номере гостиницы, собрал ВЧ генератор, устройство, которое "поднимает волну" в пространстве где работает электродвигатель. А волны в эфире, если они в резонансе с колебательным контуром работающего двигателя, превращаются в движущую силу а не в паразитарные потери для совершения электродвигателем работы. При приближении частоты внешней эдс к собственной частоте контура LC происходит не возрастание амплитуды вынужденных колебаний в контуре, а наоборот, резкое уменьшение амплитуды силы тока во внешней цепи, питающей контур. Краш-тест Tesla Model S. Да, высокочастотный резонансный трансформатор.
Этого нет в Википедии. Оригиналы интервью разных лет, переводы интервью с Теслой, Книги по главам, Автобиография Николы Тесла. В схеме электромобиля Теслы то, что принимают за приемник черный ящик и два стержня за спиной у водителя очевидно, является передатчиком. Для получения трех нот. Кроме самого главного электродвигателя на автомобиле должен был присутствовать аккумулятор и стартер.
При включении стартера вместе с Эл. Двигателем последний превращается в генератор, который питает два пульсирующих излучателя. ВЧ колебания излучателей поддерживают движение электродвигателя. Электродвигатель, таким образом, может одновременно являться и источником вращения колес автомобиля и генератором, питающим ВЧ излучатели.
Традиционное толкование рассматривает два стержня в качестве приемников каких-то космических лучей. Потом к ним цепляют какие то усилители без питания! На самом деле ЭЛ. Двигатель не потребляет никакого тока. Тот же самый эффект может быть использован с обратным знаком по отношению к электродвигателям. Остановка вызывается диссонирующим излучением. Движение вызывается через резонирующее изучение.
Очевидно, что эффект показанный Маркони работает с бензиновыми двигателями, поскольку у них есть электрогенератор, питающий свечи зажигания. Дизельные двигатели к подобному воздействию гораздо менее восприимчивы. Движущей силой электродвигателя Теслы являлся не электрический ток, какого бы происхождения он не был, космического или какого-то еще, а резонансные высокочастотные колебания в среде, в эфире, вызывающие в электродвигателе движущую силу.
Не на атомарном уровне, как у Дж. Кили а на уровне колебательного контура Эл. Таким образом, можно изобразить следующую концептуальную схему работы Эл. Двигателя на электромобиле Теслы. Двигатель приходит в движение и начинает работать как Эл. Питание поступает на два независимых генератора высокочастотных ЭМ импульсов, настроенных по рассчитываемой формуле в резонанс с колебательным контуром Эл.
Независимые колебания ЭМ генераторов настроены в гармоничном аккорде. Через несколько секунд после запуска стартер отключается, аккумулятор отключается. Согласно закону причинно следственных связей, если второе вытекает из первого, то и первое может вытекать из второго. В физике это принцип обратимости всех процессов.
Например, известны явления возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. Это называется "прямой пьезоэлектрический эффект". В тоже время характерно и обратное - возникновения механических деформаций под действием электрического поля - "обратный пьезоэлектрический эффект". Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах — пьезоэлектриках.
Другой пример с термоэлементами. Если места контактов термоэлемента поддерживать при различных температурах, то в цепи возникает эдс термоэдс , а при замыкании цепи — электрический ток. Если же через термоэлемент пропускать ток от постороннего источника, то на одном из его контактов происходит поглощение, а на другом — выделение тепла. При обычной организации процесса, всякий электродвигатель потребляет ток и производит колебательные возмущения в окружающей среде, в эфире.
То что называется индуктивность. Эти неизбежные возмущения среды обычно никак не используются. На них принято не обращать внимания, пока они никому не мешают. Между тем, следует понимать, что затраты энергии, питание, которое необходимо электродвигателю, как раз и вызываются тем, что электродвигатель работает не в абсолютной пустоте, а в среде и что на создание колебательных возмущений в среде как раз и расходуется подавляющая часть энергии питающей электродвигатель.
unicyclerace.ru
Как работает электродвигатель?
Tesla Roadster использует трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением. В отличие от некоторых других моторов, использующих постоянные магниты, двигатель Roadster основан на магнитном поле, созданном целиком за счёт электричества.
У электромотора Tesla есть ротор и статор. Ротор — это стальная втулка, через которую пропущены медные пластины, позволяющие току перетекать с одной стороны ротора на другую. Электричество на ротор напрямую не подаётся. Ток возникает при прохождении проводника из медных пластин через магнитное поле, которое создаётся переменным током в статоре. Вращением втулки приводятся в движение колёса. 
Статор — это тонкие стальные пластины, через которые проведена медная обмотка из проволоки. По ней в двигатель поступает электричество из модуля питания. Провода делятся на три вида по числу фаз электричества, которые можно представить себе в виде волн синусоидальных колебаний, гладкое сочетание которых обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии.
Переменный ток в медной обмотке статора создаёт вращающееся магнитное поле и вызывает поток частиц в роторе. Ток порождает второе магнитное поле в роторе, который следует за движущимся полем статора. Результатом этого процесса становится вращающий момент.
Когда водитель нажимает на педаль газа, модуль питания ставит поле статора позади поля ротора. Вследствие этого ротору приходится замедлиться для того, чтобы его поле вышло на уровень поля статора. Направление тока в статоре меняется, и начинается поток энергии через модуль питания обратно в батарею. Это называется регенерацией энергии.
Мотор выступает то генератором, то двигателем, в зависимости от действий водителя. При нажатии педали газа, модуль питания ощущает потребность во вращающем моменте. Если педаль нажата на 100%, доступный вращающий момент выбирается полностью, а если нет, тогда частично. Если не газовать, двигатель будет использоваться для восстановления энергии. Мотором он становится только тогда, когда модуль питания посылает нужное количество переменного тока на статор, что порождает вращающий момент.
Мотор Tesla приспособлен для работы на высокой скорости, но даже при этом требует теплового отвода. В этих целях сделаны охлаждающие пластины, воздух по которым гоняет вентилятор.
Тяговый электродвигатель очень мал, размером с арбуз, и максимально лёгок благодаря использованию алюминия. Модуль питания передаёт до 900 ампер тока на статор, обмотка которого сделана из значительно большего количества меди, чем в обычном моторе. Медные провода изолированы специальными полимерами, которые обеспечивают теплопередачу и устойчивость при вождении в экстремальных условиях.
В отличие от обычных индукционных моторов, использующих в качестве проводника алюминий, в электродвигателе Roadster эту роль играет медь. Работать с ней сложнее, но у неё меньше сопротивление, поэтому она лучше проводит ток.
Основные факторы роста акций TSLA на Nasdaq
Ценные бумаги TSLA на Nasdaq растут под влиянием также и других факторов, помимо мотора:
Оригинал: http://utmagazine.ru/posts/2774-kak-rabotaet-elektrodvigatel-tsla.html
smart-lab.ru
Предлагаем Вашему вниманию несколько статей посвященных новому взгляду на работы Николы Тесла. Начнем со статьи о самодвижущемся автомобиле Теслы, который так и остался великим секретом за семью печатями, благодара стараниям авто производителя, который как и производитель косметики и любой прочий промышленник, входящий в общий синдикат подконтрольный мировому правительству, сделали все, чтобы мы так и не узнали правды.
На запрос в интернете “автомобиль Тесла” поисковик выдает огромное количество ссылок. Однако при внимательном ознакомлении выясняется, что это, в основном, перепечатки нескольких статей из газет того времени.
Итак! Что нам известно. 1931 год. Автомобиль, в котором двигатель внутреннего сгорания заменен на электродвигатель. Электродвигатель мощностью 80 лошадиных сил (58 кВт) либо стандартный, асинхронный, либо доработанный Теслой. Аккумулятор остался штатный. Добавлена коробка с габаритами 60х30х15 сантиметров. 12 электронных ламп, провода, резисторы и конденсаторы. Также из коробки торчали 2 стержня длиной по 7,5 сантиметров. Вот, практически, все что мы имеем достоверного об этом удивительном автомобиле на сегодняшний день.
Теперь начнем рассуждать!
Для начала предлагаю исключить из рассмотрения стержни. Основание: если это антенны полуволновой вибратор, то они рассчитаны на частоты СВЧ , которых в те далекие годы еще не знали. Скорее всего Тесла установил эти стержни для отвода глаз — так легче объяснить обывателям, откуда берется энергия.
Далее рассмотрим таинственную коробку. Там были установлены лампы и купленные резисторы и конденсаторы. Лампы 30-х годов представляли из себя стеклянные баллоны диаметром порядка 50-60 мм и длиной до 100-150 мм. 12 ламп с панелями и разводкой питания занимали более половины пространства коробки. Учитывая, что лампы при работе изрядно грелись, думаю, что кроме них в коробке ничего больше не было. Следовательно источник питания был установлен Теслой где-то под капотом или в багажнике автомобиля. Явно не на виду у любопытствующей публики.
Еще один важный, с моей точки зрения, момент. На автомобиле осталась коробка перемены передач, тормоз и педаль газа. Скорость вращения асинхронного двигателя можно регулировать тремя способами. Изменением частоты переменного тока, переключением числа полюсов и изменением напряжение питания. Менять частоту питающего напряжения слишком сложно и этот способ следует отбросить, как маловероятный. Переключать число полюсов — можно, но это значительно усложняет конструкцию двигателя. Мы знаем, что двигатель был стандартный. Если он и был доработан Теслой, то эта доработка, скорее всего, касалась обмоток, а не конструкции статора и ротора. Таким образом у нас остается единственный способ регулировки числа оборотов двигателя — изменение напряжения питания. Этот способ наименее экономичный, но и наиболее простой. Тесла имел неограниченный запас мощности и мог себе позволить рассеивать ее на… Тут встает вопрос на чем он мог рассеивать излишек мощности? Можно поставить гасящие реостаты, но это решение не для Теслы. Какие габариты должны были бы иметь эти реостаты и какое количество тепла на них должно рассеиваться. Тесла хороший электронщик (как бы мы сегодня его назвали) и любитель внешних эффектов, поэтому он, скорее всего, выбрал другой способ регулировки напряжения. Вот тут мне приходит мысль, что лампы и коробка предназначены именно для регулировки выходного напряжения. Что и сколько надо регулировать? Двигатель (80 л.с. или 58 кВт) при напряжении питания 300 вольт потребляет около 200 ампер. При напряжении 500 вольт ток составляет 116 ампер. При напряжении 1000 вольт ток составляет 58 ампер. Скорее всего двигатель был перемотан на напряжение не ниже 500 вольт. Напряжение переменное. Надо регулировать как положительную, так и отрицательную полуволны. 12 ламп. По 6 ламп в каждом плече регулировки. Лампы в каждом плече включены параллельно. На каждую лампу приходится по 20 ампер (при 500 кольт) или 10 ампер (при 1000 вольт). Такие токи и напряжения вполне доступны для ламп того времени. Лампы управляются по сетке, и работают в режиме ключа. Управляющий сигнал на лампы синхронизирован с частотой основного источника питания (секрет Теслы) и модулируется педалью газа.
Теперь пара слов об аккумуляторе. Он нужен для запуска основной схемы питания, спрятанной Теслой внутри автомобиля. Во время работы аккумулятор может подпитываться по стандартной схеме от отдельного генератора на валу электродвигателя, либо от основной схемы. Это не принципиально и сильного интереса не представляет.
Вот так мне видится решение загадки автомобиля Тесла.
Виктор Васильевич Нелепец.
zaryad.com
В предыдущей статье мы рассматривали главное детище Илона Маска — компанию SpaceX. Но широкой публике американский предприниматель известен как глава минимум двух компаний: Tesla и SolarCity (на самом деле, компания основана двоюродными братьями Маска). Со SpaceX сомнений не возникает — она действительно основана и взращена Маском с нуля. А вот с Tesla все намного запутанней и сложнее. Итак, сегодня мы поговорим о том, откуда появилась и чего добилась Tesla Motors, или просто — Tesla.
Идея создать автомобиль с электрическим двигателем появилась раньше, чем первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Сам Никола Тесла не оставлял идеи создать автомобиль на электронной тяге путем переоборудования уже имевшихся моделей. Но в те времена идея Николы Тесла, что называется, «не взлетела».
До появления Tesla на рынке, электромобилям отводилась роль гольфкаров и машин для ярых поклонников экологии. Электрический двигатель был экологичнее, потому что не выбрасывал в атмосферу продукты сгорания топлива. На этом его плюсы заканчивались. И запас хода, и скорость, и разгон — по всем статьям электродвигатель проигрывал внутреннему сгоранию. Но не было таких фундаментальных противоречий в науке и бизнесе, которые мешали электрокарам подняться до уровня массового потребления. Нужно было только соединить имевшиеся технологии. И нашлись те, кто смог это сделать.
В основе всего успеха Tesla стоят два человека — инженеры Марк Тарпеннинг и Мартин Эберхард. В реализации проекта быстрого и мощного электрокара нашли выражение их личные идеи. Марк был поборником экологии, а Мартин всегда мечтал о спортивной машине, которая при этом не поедала бы литр топлива на 8 километров.
Мартин Эберхард и Rocket eBook / Associated Press
Тарпеннинг и Эберхард познакомились в 90-е годы в Калифорнии, на встрече у их общего знакомого Грега Ренда. Марк и Мартин напоминали двух персонажей ситкома: говорливый и энергичный Эберхард отлично дополнял скромного и сдержанного Тарпеннинга. Вскоре они начали работать вместе.
Изначально их компания предоставляла консалтинговые услуги фирмам, которые занимались дисковыми накопителями данных. Вскоре они переключились на еще не занятый рынок электронных книг, которые у нас называют «читалками». Весной 1997 года Эберхард и Тарпеннинг основывают NuovoMedia и отлаживают производство своих Rocket eBook. Быстро поймав волну успеха, они продают свое детище Gemstar-TV Guide, заработав 187 миллионов долларов.
В ходе своей консалтинговой деятельности и производства электронных книг, им в голову пришла важная мысль: «Где еще можно использовать усовершенствованные электронные батареи?» Ответ пришел сам, когда Эберхард захотел купить спорткар. Так два друга-предпринимателя решили вложить свои силы и деньги в создание электромобиля.
На момент начала нулевых уже были попытки несерийного производства быстрых автомобилей с электронным приводом. Эберхарду на глаза попалась маленькая желтая машина Tzero от калифорнийской компании «AC Propulsion». Она была полностью электронной, при этом имела разгон как у «Ламборгини». Эберхард напал на нужный след.
Тарпеннинг и Эберхард очень точно увидели, каким потенциалом не пользуется автомобилестроение, игнорируя литий-ионные аккумуляторы. Сейчас такие аккумуляторы стоят в большинстве ноутбуков и смартфонов, но для автомобильных гигантов начала нулевых эта технология никак не увязывалась с машинами. Основной тип аккумуляторов, которые рассматривали компании, свинцово-кислотные, были уже отживающей свой век технологией, в которой не происходило прорывов почти сотню лет. Действительно, с теми мощностями и кпд, которые выдают свинцово-кислотные батареи, о каких-то новых способах применения говорить не приходилось.
Эберхард и Тарпеннинг решили создать автомобиль с асинхронным двигателем и литий-ионным аккумулятором.
Ротор и статор асинхронной машины / Автор: Zureks, Wikimedia
Асинхронный двигатель преобразует энергию электрического переменного тока в механическое вращение. В самом упрощенном варианте асинхронный двигатель представляет из себя статор и ротор. Статор — полный цилиндр, образованный из наложенных друг на друга пластин-электромагнитов. На внутренних стенках статора находятся медные катушки, которые при подаче электротока производят переменное магнитное поле (полюса меняются в зависимости от периода подачи тока). Ротор также представляет собой цилиндр с электромагнитами и валом в центре. Он помещается в центр статора и вращается за счет смены полюсов магнитного поля. Такие двигатели часто используют в домашних вентиляторах.
Использование асинхронного двигателя сразу исключает целый ряд деталей, необходимых классическому автомобилю: карданный вал, громоздкий мотор, выхлопная система, бензобак и прочее. По большому счету, электрокару с таким двигателем нужна батарея, электродвигатели для основных колес, система охлаждения и управления. Но на пути к рабочему варианту Эберхард и Тарпеннинг столкнулись с целым рядом проблем.
В 2003 году Мартин и Марк, полные решимости создать машину с асинхронным двигателем и литиево-ионным аккумулятором, создают свою компанию. Имя было решено взять такое, чтобы не ассоциировалось с «беззубым» экологическим названием, а сразу настраивало на скорость, прорыв. Решение пришло само — компанию назвали Tesla Motors, в честь изобретателя асинхронного двигателя.
Ни Эберхард, ни Тарпеннинг не имели опыта в автомобилестроении. Они оба подозревали, что создать автомобиль несколько сложнее, чем электронную книжку, но реальный объем задач поразил их.
В автомобильной индустрии современности не принято создавать все детали машины, от выхлопной трубы до бампера, самостоятельно. Гораздо проще и удобнее отдать часть производства на аутсорс. Основатели Tesla Motors пошли дальше и решили весь свой проект реализовать на производственных мощностях британского Lotus’а.
Эберхард с Тарпеннингом решили, что будут производить и в чем будет главная «фишка» их нового детища. Они составили бизнес-презентацию для инвесторов, которая предлагала нереальное: быстрый и производительный электрокар. Оставалась одна очень важная часть — инвестиции. Изначально удалось собрать кое-какие средства от родственников и малых инвесторов. Серьезные вложения еще предстояло поискать. И тут на горизонте появился он.
Тарпеннинг с Эберхардом увидели выступление Маска в Стенфорде еще в 2001 году. К 2004 году Маск был молодым миллионером, продавшим PayPal, и основателем собственной компании SpaceX.
Эберхард и Ян Райт, еще один «отец» Tesla Motors, договорились с Илоном Маском о встрече в Лос-Анджелесе, где располагался головной офис SpaceX. По поводу будущего проекта существовали разногласия, и Маск изначально сильно сомневался насчет вложений. Однако в некоторых вещах инженеры Tesla и Маск были солидарны: электрокар должен быть мощным, красивым, быть не просто чуть лучше, а стать прорывом и наконец похоронить бензин. Уже после прибытия на переговоры Тарпеннинга, Маск соглашается участвовать в Tesla Motors и вкладывает 7,5 миллиона долларов. Помимо него, в проект позже вложились Google, eBay, а также Daimler с Toyota. Но самая большая доля принадлежала Маску, и он стал председателем правления Tesla Motors.
Первый автомобиль, который предполагалось собрать, назывался Tesla Roadster. Как уже было сказано, его основные компоненты производились в Калифорнии, но конечный автомобиль собирался на заводах в Великобритании.
Как известно, дьявол кроется в мелочах, и в многострадальной истории Roadster эта поговорка подтвердилась. Каждая доработка, изменение дизайна, даже занижение порога добавляло от нескольких дней до нескольких месяцев к срокам поставки первых автомобилей на рынок.
Изначально Tesla удалось громко заявить о себе на рынке, в том числе благодаря пиар-компании с голливудскими знаменитостями: Леонардо Ди Каприо, Джорджем Клуни и Арнольдом Шварценеггером. Была создана концепция «Подписи первой сотни» — первые сто заказавших получали автомобиль с табличкой, на которой были подписи Эберхарда, Маска и Тарпеннинга. Таким образом Tesla заявили о себе, но за этим должно было стоять исполнение заявленного.
А тем временем создание конечного продукта все тянулось и тянулось. Эберхард планировал отгрузить первые образцы к 2006 году, но сделать это удалось лишь в 2008. Недобрую роль сыграло и его соперничество с Маском. Сейчас Илон Маск — всюду знаменитая медийная персона, но в начале нулевых он только набирал ход. А все заслуги Tesla отдавались прессой Эберхарду. Сразу хочу отметить, что я не обвиняю Илона Маска в подковерных играх и не хочу делать каких-то голословных заявлений. Но, тем не менее, после череды перестановок в Tesla появился новый CEO, а Эберхард стал техническим директором. Затем еще несколько перестановок, и CEO стал Маск, который к 2008 году вложил в Tesla уже 55 миллионов долларов.
Так или иначе, перестановки в управлении, увольнения и концентрация на конечном продукте пошли на пользу Tesla. Несмотря на жалобы первых покупателей, Tesla смогла нарастить объемы производства Roadster, а в 2010 компания вышла на IPO — первичное публичное предложение. Из амбициозной идеи двух инженеров компания превратилась в автомобильного гиганта.
Tesla Model S / Matt Henry, Unsplash.com
Илон Маск рассматривал Roadster как первую пробу пера, и он скорее хотел приступить к разработке собственного автомобиля. Следующий проект Tesla должен был стать прорывом, флагманом, и, конечно, все ошибки Roadster’а были исключены.
Концепцию нового автомобиля — Tesla Model S — представили в калифорнийском Menlo Park в 2009 году. Model S — пятидверный заднеприводный электрокар из категории люксовых авто. Хотя были идеи снабдить его двигателем внутреннего сгорания, руководство Tesla решило не отходить от первоначальных концепций и сделало целиком электрический автомобиль на все тех же литий-ионных аккумуляторах.
Изменился и подход к производству. Теперь у Tesla была гигантская фабрика во Фримонте (Калифорния, США), полностью роботизированная и оснащенная для сборки электромобилей. Для европейского рынка открыли центр в нидерландском Тильбурге.
Tesla Model S стала тем авто, к которому стремились и Тарпеннинг с Эберхардом, и который представлял себе Маск. Она разрушила прежние стереотипы об электромобилях. Рекорд покрытой дистанции без подзарядки был поставлен в августе 2017 года: Model S преодолела границу в 1000 километров, проехав 1078. Максимальное ускорение машины с 0 до 96 км/ч за 3,1 секунды, что тоже мало кто мог представить еще 10 лет назад. Ну и, наконец, рекорд скорости для электрокаров — 181 км/ч тоже принадлежит Model S.
Pixabay.com
Особой чертой распространения тесламобилей стало появление в США и Европе целой сети суперзарядок (Supercharger), на которых можно подзарядить свою Tesla. Подобно железной дороге в XIX веке, сеть суперзарядок соединила восточное и западное побережье США в веке XXI. Первая российская суперзарядка появилась в Подмосковье.
Tesla Model S стала еще и коммерчески успешным продуктом: к данному моменту в мире продано свыше 150 тысяч модификаций Model S, 92 из которых — в США.
Помимо Model S, Tesla спроектировали и выпустили кроссовер Tesla Model X и планируют выпустить наиболее дешевый вариант тесламобиля — Tesla Model 3. К слову, как только было объявлено о старте предпродажи Model 3, в первую же неделю автомобиль заказали 325.000 человек. Вот такое доверие.
Конечно, Илону Маску в очередной раз удалось пошатнуть рынок. Model S стала серийным и популярным электрокаром даже несмотря на свою немалую цену. Вполне возможно, что для многих покупателей это больше, чем просто машина. Стартапы, Калифорния, Джобз, Возняк, Google, Apple, Пало-Альто, Стенфорд — все это органично дополнилось еще одним элементом будущего: электрокаром. И хотя до краха бензина еще далеко, вполне возможно, что начало положено. Так что не будем забывать тех, кто стоял у истоков — Мартина Эберхарда и Марка Тарпеннинга.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
sciencepop.ru
АЛЕКСАНДР МИКЕРОВ, д. т. н., проф. каф. систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
В предыдущих статьях [1, 2] описывались первые электрические двигатели с питанием от гальванических батарей. Однако во второй половине XIX века в связи с развитием электрического освещения и дальней передачи электроэнергии появились сети однофазного переменного тока [3]. Это и дало толчок к изобретению электродвигателей переменного тока.
Рис. 1. Двигатель Уитстона
Первый однофазный двигатель был предложен в 1841 г. английским физиком Чарльзом Уитстоном (Charles Wheatstone), известным также своими изобретениями в области электрогенераторов и измерительной техники. Такой двигатель подключается к источнику переменного тока и содержит (рис. 1) статор с шестью электромагнитами (1) и ротор (2) в виде медного диска с тремя подковообразными магнитами (3) полярностью N и S.
Все электромагниты включены последовательно так, что при любой полярности питающего напряжения в промежутках между ними формируются магнитные потоки или полюса чередующейся полярности n и s, показанные на рис. 1 в начальный момент времени t1 для положительного полупериода питающего напряжения. Предположим, что ротор вращается против часовой стрелки, и рассмотрим силы, действующие на верхний магнит ротора (аналогично работают и остальные магниты). Поскольку разноименные полюса магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются, вращающий момент ротора будет направлен против часовой стрелки, поддерживая его вращение. Если ротор двигателя успеет за полупериод напряжения повернуться на 60°, то в следующий полупериод все полюса статора поменяют полярность и ротор повернется еще на 60°. Таким образом, ротор будет поворачиваться синхронно с частотой перемагничивания электромагнитов (частотой сети), отчего подобные двигатели по предложению Чарльза Штейнмеца и получили название синхронных.
Рис. 2. Векторная диаграмма двигателя
Магнитное поле статора такого двигателя можно изобразить в виде вектора (рис. 2), где Ф1, Ф2,… Ф6 — магнитные потоки статора, взаимодействующие с ротором в последовательные моменты времени t1, t2, … t6, когда питающее напряжение меняет свой знак. Получается, что вектор магнитного потока статора шагает по окружности синхронно с ротором, поэтому такое магнитное поле можно назвать шагающим.
При реальных частотах сети 50–60 Гц такой двигатель, конечно, запуститься не сможет, но если его ротор раскрутить, например, вручную или другим двигателем до синхронной скорости, то он будет устойчиво работать с частотой вращения, пропорциональной частоте сети. При электрификации Лондона посредством однофазного напряжения в 1889 г. в качестве такого «раскруточного» двигателя применили так называемый универсальный двигатель (рис. 3) с обмотками якоря (1) и возбуждения (2). Его конструкция была разработана в 1884–85 гг. независимо друг от друга Вернером Сименсом и соавторами трансформатора, венгерскими инженерами Микша Дери и Отто Блати [4–6].
Рис. 3. Универсальный двигатель
Универсальные двигатели до сих пор широко применяются при мощности до нескольких киловатт, особенно в бытовой технике. Они привлекают производителей легкостью изменения скорости с помощью регулирования напряжения, как в обычном двигателе постоянного тока. Однако для мощных приводов такое регулирование было в то время затруднительным. Поэтому для электрической тяги на железных дорогах и в лифтах с питанием от сети переменного тока стали применять так называемый репульсионный двигатель, изобретенный в 1885 г. знаменитым американским электротехником Илайю Томсоном (Elihu Thomson) и усовершенствованный позднее Микша Дери [3, 5, 6].
Рис. 4. Репульсионный двигатель
Илайю Томсон (1853–1937), родом из Англии, соединял в себе таланты блестящего университетского профессора, крупного инженера, плодовитого изобретателя (696 патентов) и успешного предпринимателя [7]. Он разработал различные системы электрического освещения, высокочастотные генератор и трансформатор, самопишущий ваттметр, один из способов электросварки, а также, например, улучшил рентгеновские трубки. Томсон основал электротехнические компании в Англии, Франции и США. В 1892 г. его компания Thomson–Houston слилась с компанией Эдисона, образовав крупнейшую электротехническую компанию мира — General Electric.
По конструкции репульсионный двигатель, схема которого показана на рис. 4, похож на универсальный двигатель с якорем (1) и возбуждением в виде электромагнита (2). Отличие состоит в том, что щетки двигателя (3) закорочены и могут вручную поворачиваться [8]. При питании переменным напряжением в закороченной обмотке якоря наводится ЭДС и идет ток, направление которого, в соответствии с законом Ленца, таково, что создаваемый им поток противодействует магнитному потоку статора.
Тогда, если в некоторый полупериод питающего напряжения электромагнит (2) имеет полюс N внизу, то якорь (1) — такой же полюс наверху, как показано на рис. 4, что приведет к их взаимному отталкиванию и вращению ротора по часовой стрелке. Это и объясняет название двигателя, которое в дословном переводе означает «отталкивающийся». При этом величина наводимой ЭДС, а значит, и вращающего момента определяются положением щеток. Когда они горизонтальны, ЭДС и момент максимальны (режим пуска). Далее при повороте щеток против часовой стрелки момент будет падать, а скорость нарастать. Таким образом, пуск и скорость репульсионного двигателя легко регулируются разворотом щеток без изменения напряжения питания.
Тем не менее проблемы всех коллекторных двигателей, связанные с искрением, помехами и быстрым износом, были решены лишь после создания асинхронного двигателя. По своему устройству он гораздо проще любого двигателя постоянного тока, поэтому удивительно, что он был изобретен почти на полстолетия позже, несмотря на то, что, как отмечал Илайю Томсон: «Трудно составить такую комбинацию из магнитов переменного тока и кусков меди, которая не имела бы тенденции к вращению» [5].
Рис. 5. Галилео Феррарис (1847–1897)
Асинхронный двигатель базируется на концепции вращающегося магнитного поля, выдвинутой практически одновременно в середине 1880-х гг. двумя выдающимися учеными — Николой Теслой [3] и итальянским профессором физики Галилео Феррарисом (Galileo Ferraris) (рис. 5). Последний родился на севере Италии в семье фармацевта и после окончания Туринского университета стал профессором Музея индустрии, где изучал трансформаторы, многофазные цепи, линии передачи переменного тока, а также оптические приборы. Он прожил короткую жизнь, но успел заслужить в Европе звание «отца трехфазного тока» [5, 9, 10].
Если вернуться к концепции, то во вращающемся магнитном поле вектор магнитного потока статора постоянен по величине, но, в отличие от шагающего поля (рис. 2), непрерывно (равномерно) вращается с синхронной скоростью. Тогда очевидно, что ротор в виде магнита, помещенный внутри такого поля, будет вовлекаться им в синхронное вращение, что и происходит в рассмотренном выше двигателе Уитстона. Однако выяснилось, что аналогично будет вращаться и немагнитный ротор из любого проводящего металла. Еще в 1824 г. известный французский физик академик Доминик Араго (Dominique Arago) продемонстрировал опыт, названный им «магнетизмом вращения» [5] и показанный на рис. 6.
Рис. 6. Опыт Араго
Диск (1) из меди или стали на стеклянной пластине (2) вращался в том же направлении, что и вращающийся магнит (3). Объяснение этому загадочному явлению нашел Майкл Фарадей в 1831 г. после открытия закона электромагнитной индукции (закона Фарадея). Согласно ему, вращающееся магнитное поле магнита индуцирует в диске вихревые токи, создающие собственное магнитное поле, взаимодействующее с вращающимся.
Рис. 7. Опыт Бейли
Этот принцип и лежит в основе современных асинхронных двигателей (в английской литературе — индукционных), имеющих металлический ротор и отличающихся только тем, что в них вращающееся магнитное поле образуется неподвижной обмоткой статора. Первый шаг к созданию такого двигателя был сделан английским физиком Уолтером Бейли (Walter Bailey) в 1879 г., заменившим в опыте Араго вращающийся магнит на четыре электромагнита (2–5), токи в которых переключались последовательно вручную (рис. 7) [5, 10]. Но такое устройство создавало шагающее через 90o магнитное поле. А как получить непрерывно (равномерно) вращающееся магнитное поле?
На этот вопрос ответил вышеупомянутый Феррарис в 1888 г. в докладе Туринской академии наук, математически сформулировав два условия [5, 10]:
Позднее Михаил Осипович Доливо-Добровольский предложил называть такую систему токов Drehstrom, что в дословном переводе с немецкого означает «вращательный ток» [6].
Рис. 8. Двухфазный двигатель Феррариса
Свою теорию Феррарис блестяще подтвердил макетом двигателя мощностью 3 Вт (рис. 8), имеющего ротор (1) в виде полого медного стаканчика и статор (2) с фазами A и B. Фазы разделены на две секции с разным числом витков, намотанных проводом разного диаметра так, чтобы создавать индуктивный сдвиг фаз токов в 90° при питании от однофазной сети.
В 1890 г. французские инженеры Морис Хитин (Maurice Hutin) и Морис Леблан (Maurice Leblanc) предложили использовать для сдвига фаз токов конденсатор [6]. В таком виде двухфазный двигатель дожил до наших дней под названием конденсаторного двигателя. При этом габариты конденсатора соизмеримы с размерами самого двигателя, поэтому данное техническое решение пригодно только для маломощных двигателей.
Сам Феррарис также заявлял, что «…аппарат, основанный на исследованном нами принципе, не может иметь никакого промышленного значения как двигатель» [10]. Поэтому он его не запатентовал (как, впрочем, и остальные свои открытия) и отклонил, в отличие от Теслы, предложение Вестингауза о сотрудничестве. Тем не менее его работы дали впоследствии повод оспаривать патенты Теслы в некоторых из 25 судебных процессов компании Вестингауза [5, 9]. Пессимистический вывод о перспективах своего двигателя Феррарис сделал, оценив величину его КПД в точке максимума мощности на валу — ниже 50%. Однако в данной точке это справедливо и для двигателей постоянного тока. Поэтому в дальнейшем рабочие точки стали выбирать ближе к скорости холостого хода, где в идеале КПД любого электродвигателя стремится к 100%.
Рис. 9. Двигатель Теслы
Совершенно по другому пути пошел Тесла, предложив в 1887 г. многофазные системы, где сдвинутые напряжения питания фаз вырабатывались питающим генератором, как показано, например, на рис. 9, где: 1 — генератор, 2 — двухфазный двигатель, 3 — контактные кольца генератора, 4 — обмотка ротора (кольца двигателя не показаны) [5, 10].
При положении переключателя ON ротор запитывается постоянным напряжением, и это двухфазный синхронный двигатель с электромагнитным возбуждением. В положении OFF обмотка ротора закорачивается, и получается асинхронный двигатель, названный Теслой индукционным. Эксперт патентного ведомства поначалу не поверил в работоспособность такого странного двигателя, пока Тесла не продемонстрировал ему действующий макет (рис. 10).
Рис. 10. Макет двигателя Теслы
Двигатели Теслы и Феррариса легко запускались от питающей сети, однако с увеличением нагрузки их скорость падала, что подтверждается принципиальным отличием асинхронного двигателя от синхронного. Действительно, асинхронный двигатель развивает вращающий момент лишь при наличии тока, а следовательно, и ЭДС, индуцируемой в роторе. А, по закону Фарадея, это возможно лишь тогда, когда ротор пересекает силовые линии поля статора, т. е. когда скорости их вращения не одинаковы (не синхронны).
Как описано в статье [3], Тесла вместе с Вестингаузом начали активно внедрять асинхронные двигатели в жизнь, однако они были доведены до совершенства и приняли современный вид лишь благодаря трудам нашего соотечественника Михаила Осиповича Доливо-Добровольского, которые будут рассмотрены в следующих статьях.
Что касается многофазных синхронных двигателей, то они нашли широкое применение там, где требуется стабильная скорость вращения, например в компрессорах, приводах генераторов и т. д. Синхронные двигатели с постоянными магнитами входят в состав современных вентильных двигателей, создающих все большую конкуренцию пока еще наиболее распространенным электродвигателям постоянного тока.
Потребность в двигателях переменного тока возникла при внедрении однофазных осветительных сетей. Первым стал синхронный двигатель Уитстона с постоянными магнитами (1841 г.).
Однако такие двигатели не имели пускового момента, поэтому на практике применялись универсальные двигатели Сименса и репульсионные двигатели Томсона (1884-5 гг).
Достаточно мощные двигатели для промышленности были созданы только в середине 1880-х гг., после того как концепция вращающегося магнитного поля была математически сформулирована Феррарисом и реализована в многофазных синхронных и асинхронных двигателях Теслы, запущенных в производство на заводах Вестингауза.
controleng.ru
ЧИТАТЬ: Где и как КУПИТЬ автомобиль Тесла в России (СТОИМОСТЬ) Электро-Машина Тесла - Технические характеристики + ВИДЕО Устройство, принцип и конструкция двигателя автомобиля Тесла Модель S Еще про Двигатель.
Электромотор (Электрический двигатель) Tesla - трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением, диаметр 9 см), вес 150 кг) и около 300+ фунтов (136 кг) весит вся силовая установка.
Электрический мотор Tesla Model S является прямым потомком двигателя разработанного еще Николой Тесла. Бесщеточный, 4х полюсной, 3х фазный двигатель переменного тока с жидкостным охлаждением.
Как водителю мне понравилось управление — послушное, точное, да еще и с круиз-контролем, вообще рай. Там машина новее, значительно лучше уже по качеству. Нет По левому краю По правому краю По центру ";. Есть за весь год?
В отличие от некоторых других моторов, использующих постоянные магниты, двигатель основан на магнитном поле, созданном целиком за счёт электричества. У электромотора Tesla есть ротор и статор. Ротор — это стальная втулка, через которую пропущены медные пластины, позволяющие току перетекать с одной стороны ротора на другую. Электричество на ротор напрямую не подаётся. Ток возникает при прохождении проводника из медных пластин через магнитное поле, которое создаётся переменным током в статоре.
Вращением втулки приводятся в движение колёса. Мотор выступает то генератором, то двигателем, в зависимости от действий водителя.
При нажатии педали газа, модуль питания ощущает потребность во вращающем моменте. Если не газовать, двигатель будет использоваться для восстановления энергии. Мотором он становится только тогда, когда модуль питания посылает нужное количество переменного тока на статор, что порождает вращающий момент.
Мотор Tesla приспособлен для работы на высокой скорости, но даже при этом требует теплового отвода. В этих целях сделаны охлаждающие пластины, воздух по которым гоняет вентилятор. Тяговый электродвигатель очень мал, размером с арбуз, и максимально лёгок благодаря использованию алюминия.
Медные провода изолированы специальными полимерами, которые обеспечивают теплопередачу и устойчивость при вождении в экстремальных условиях. В отличие от обычных индукционных моторов, использующих в качестве проводника алюминий, в электродвигателе эту роль играет медь. Работать с ней сложнее, но у неё меньше сопротивление, поэтому она лучше проводит ток. Статор — это тонкие стальные пластины, через которые проведена медная обмотка из проволоки.
По ней в двигатель поступает электричество из модуля питания. Провода делятся на три вида по числу фаз электричества, которые можно представить себе в виде волн синусоидальных колебаний, гладкое сочетание которых обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии. Переменный ток в медной обмотке статора создаёт вращающееся магнитное поле и вызывает поток частиц в роторе. Ток порождает второе магнитное поле в роторе, который следует за движущимся полем статора.
Результатом этого процесса становится вращающий момент. Когда водитель отпускает педаль газа, модуль питания ставит поле статора позади поля ротора.
Вследствие этого ротору приходится замедлиться для того, чтобы его поле вышло на уровень поля статора. Направление тока в статоре меняется, и начинается поток энергии через модуль питания обратно в батарею. Это называется регенерацией энергии.
Выставочный образец в Шоуруме Tesla. Tesla использует трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением. Это называется регенерацией энергии.. Создать учётную запись Представиться системе.
bestworldcars.ru
Важным фактором роста акций TSLA на Nasdaq стало то, как работает электродвигатель.
Tesla Roadster использует трёхфазный асинхронный электродвигатель с переменным напряжением. В отличие от некоторых других моторов, использующих постоянные магниты, двигатель Roadster основан на магнитном поле, созданном целиком за счёт электричества.
У электромотора Tesla есть ротор и статор. Ротор - это стальная втулка, через которую пропущены медные пластины, позволяющие току перетекать с одной стороны ротора на другую. Электричество на ротор напрямую не подаётся. Ток возникает при прохождении проводника из медных пластин через магнитное поле, которое создаётся переменным током в статоре. Вращением втулки приводятся в движение колёса. 
Статор - это тонкие стальные пластины, через которые проведена медная обмотка из проволоки. По ней в двигатель поступает электричество из модуля питания. Провода делятся на три вида по числу фаз электричества, которые можно представить себе в виде волн синусоидальных колебаний, гладкое сочетание которых обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии.
Переменный ток в медной обмотке статора создаёт вращающееся магнитное поле и вызывает поток частиц в роторе. Ток порождает второе магнитное поле в роторе, который следует за движущимся полем статора. Результатом этого процесса становится вращающий момент.
Когда водитель нажимает на педаль газа, модуль питания ставит поле статора позади поля ротора. Вследствие этого ротору приходится замедлиться для того, чтобы его поле вышло на уровень поля статора. Направление тока в статоре меняется, и начинается поток энергии через модуль питания обратно в батарею. Это называется регенерацией энергии.
Мотор выступает то генератором, то двигателем, в зависимости от действий водителя. При нажатии педали газа, модуль питания ощущает потребность во вращающем моменте. Если педаль нажата на 100%, доступный вращающий момент выбирается полностью, а если нет, тогда частично. Если не газовать, двигатель будет использоваться для восстановления энергии. Мотором он становится только тогда, когда модуль питания посылает нужное количество переменного тока на статор, что порождает вращающий момент.
Мотор Tesla приспособлен для работы на высокой скорости, но даже при этом требует теплового отвода. В этих целях сделаны охлаждающие пластины, воздух по которым гоняет вентилятор.
Тяговый электродвигатель очень мал, размером с арбуз, и максимально лёгок благодаря использованию алюминия. Модуль питания передаёт до 900 ампер тока на статор, обмотка которого сделана из значительно большего количества меди, чем в обычном моторе. Медные провода изолированы специальными полимерами, которые обеспечивают теплопередачу и устойчивость при вождении в экстремальных условиях.
В отличие от обычных индукционных моторов, использующих в качестве проводника алюминий, в электродвигателе Roadster эту роль играет медь. Работать с ней сложнее, но у неё меньше сопротивление, поэтому она лучше проводит ток.
Ценные бумаги TSLA на Nasdaq растут под влиянием также и других факторов, помимо мотора:
На основе прогнозной прибыли на акцию 10 долларов в 2017 году, по 30 прибылям на акцию, дисконтированным под 10% в год, можно ожидать роста бумаг TSLA до 205 долларов. 
utmagazine.ru
