Warum verwendet ein Tesla-Auto einen Wechselstrommotor anstelle eines Gleichstrommotors?

Ich habe mir gerade ein Mega-Fabrikvideo angesehen und mich gefragt, warum sie einen Wechselstrommotor verwenden, für den ein Wechselrichter anstelle eines Gleichstroms erforderlich ist, der möglicherweise direkt von ihrer Gleichstrombatterie gespeist wird. Die Einführung eines Wechselrichters bedeutet höhere Kosten (Gewicht, Steuerung usw.).

Gibt es Gründe dafür? Was sind die Unterschiede zwischen einem AC- und einem DC-Motor, die möglicherweise zu dieser Entscheidung geführt haben? Weiß auch jemand, welche Art von Motor in anderen Elektroautos verwendet wird?

Sie fragen nach den technischen Kompromissen bei der Auswahl eines Fahrmotors für eine Elektrofahrzeuganwendung. Die Beschreibung des vollständigen Designhandelsbereichs geht weit über das hinaus, was hier vernünftigerweise zusammengefasst werden kann, aber ich werde die wichtigsten Designkompromisse für eine solche Anwendung skizzieren.

Da die Menge an Energie, die chemisch (dh in einer Batterie) gespeichert werden kann, sehr begrenzt ist, sind fast alle Elektrofahrzeuge auf Effizienz ausgelegt. Die meisten Fahrmotoren für Transitanwendungen für Automobilanwendungen haben eine Spitzenleistung zwischen 60 kW und 300 kW. Das Ohmsche Gesetz gibt an, dass die Leistungsverluste in Kabeln, Motorwicklungen und Batterieverbindungen P = I ² R sind. Eine Halbierung des Stroms reduziert die Widerstandsverluste um das Vierfache. Als Folge der meisten Automobilanwendungen bei einer Nennzwischenkreisspannung zwischen 288 und 360V laufen _nom (es gibt andere Gründe für diese Auswahl von Spannung, auch, aber lassen Sie sich auf Verluste konzentrieren). Die Versorgungsspannung ist in dieser Diskussion relevant, da bestimmte Motoren, wie z. B. Bürstengleichstrom, aufgrund von Kommutatorlichtbögen praktische Obergrenzen für die Versorgungsspannung haben.

Wenn man exotischere Motortechnologien wie den geschalteten / variablen Widerstand ignoriert, gibt es drei Hauptkategorien von Elektromotoren, die in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet werden:

Bürsten-Gleichstrommotor : mechanisch kommutiert, nur ein einfacher Gleichstrom-Zerhacker ist erforderlich, um das Drehmoment zu steuern. Während Gleichstrommotoren mit Bürsten Permanentmagnete aufweisen können, sind sie aufgrund der Größe der Magnete für Traktionsanwendungen unerschwinglich. Infolgedessen sind die meisten Gleichstrom-Fahrmotoren in Reihe oder im Nebenschluss gewickelt. In einer solchen Konfiguration sind sowohl am Stator als auch am Rotor Wicklungen vorhanden.

Bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC): elektronisch kommutiert durch Wechselrichter, Permanentmagnete am Rotor, Wicklungen am Stator.

Induktionsmotor : elektronisch kommutiert durch Wechselrichter, Induktionsrotor, Wicklungen am Stator.

Im Folgenden werden einige grundsätzliche Verallgemeinerungen in Bezug auf Kompromisse zwischen den drei Motortechnologien aufgeführt. Es gibt viele Beispiele, die sich diesen Parametern widersetzen. mein ziel ist es nur zu teilen, was ich als nennwerte für diese art von anwendung betrachten würde.

- Wirkungsgrad:
Bürstengleichstrom: Motor: ~ 80%, Gleichstromregler: ~ 94% (passiver Rücklauf), NET = 75%
BLDC: ~ 93%, Wechselrichter: ~ 97% (synchroner Rücklauf oder hysteretische Regelung), NET = 90%
Induktion: ~ 91%: Wechselrichter: 97% (synchroner Rücklauf oder hysteretische Regelung), NET = 88%

- Verschleiß / Wartung:
Bürste DC: Bürsten unterliegen Verschleiß; erfordern einen regelmäßigen Austausch. Lager.
BLDC: Lager (Lebensdauer)
Induktion: Lager (Lebensdauer)

- Spezifische Kosten (Kosten pro kW), einschließlich Wechselrichter
Gleichstrombürste: Niedrigmotor und Steuerung sind im Allgemeinen kostengünstig.
BLDC: Hochleistungs-Permanentmagnete sind sehr teuer.
Induktion: Moderate Wechselrichter verursachen zusätzliche Kosten, aber der Motor ist kostengünstig

-
Wärmeableitungsbürste DC: Die Wicklungen am Rotor machen die Wärmeabfuhr sowohl vom Rotor als auch vom Kommutator bei Hochleistungsmotoren schwierig.
BLDC: Wicklungen am Stator sorgen für eine einfache Wärmeableitung. Magnete am Rotor haben eine schwache, durch Wirbelstrom induzierte Erwärmung.
Induktion: Wicklungen am Stator sorgen für eine direkte Wärmeabgabe des Stators. Induzierte Ströme im Rotor können bei Hochleistungsanwendungen eine Ölkühlung erfordern (Ein- und Auslaufen über die Welle, nicht verspritzt).

- Drehmoment- / Drehzahlverhalten
Bürste DC: Theoretisch unendlich schnelles Drehmoment, Drehmoment sinkt mit zunehmender Drehzahl. Für Gleichstrom-Fahrzeuganwendungen mit Bürsten sind im Allgemeinen 3 bis 4 Übersetzungsverhältnisse erforderlich, um den gesamten Fahrzeugbereich von Klasse und Höchstgeschwindigkeit abzudecken. Ich fuhr mehrere Jahre lang einen motorbetriebenen 24-kW-Gleichstrom-Elektrofahrzeug, der die Reifen aus dem Stand zum Leuchten bringen konnte (hatte aber Mühe, auf 65 MPH zu kommen).
BLDC: Konstantes Drehmoment bis zur Grunddrehzahl, konstante Leistung bis zur Höchstdrehzahl. Automobilanwendungen sind mit einem Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis realisierbar.
Induktion: Konstantes Drehmoment bis zur Grunddrehzahl, konstante Leistung bis zur Höchstdrehzahl. Automobilanwendungen sind mit einem Getriebe mit einem Übersetzungsverhältnis realisierbar. Es kann Hunderte von ms dauern, bis sich das Drehmoment nach dem Anlegen des Stroms aufgebaut hat

- Sonstiges:
Bürstengleichstrom: Bei hohen Spannungen kann es zu Problemen mit dem Kommutatorlichtbogen kommen. Bürsten-Gleichstrommotoren werden kanonisch in Golfwagen- und Gabelstapleranwendungen (24 V oder 48 V) verwendet, obwohl neuere Modelle aufgrund ihrer verbesserten Effizienz induktiv sind. Regeneratives Bremsen ist schwierig und erfordert einen komplexeren Geschwindigkeitsregler.
BLDC: Die Magnetkosten und die Montageprobleme (die Magnete sind SEHR leistungsstark) machen BLDC-Motoren für Anwendungen mit geringerer Leistung (wie die beiden Prius-Motoren / Generatoren) brauchbar. Regeneratives Bremsen ist im Wesentlichen kostenlos.
Induktion: Der Motor ist relativ billig in der Herstellung, und die Leistungselektronik für Automobilanwendungen ist in den letzten 20 Jahren erheblich billiger geworden. Regeneratives Bremsen ist im Wesentlichen kostenlos.

Auch dies ist nur eine Zusammenfassung auf höchstem Niveau einiger der wichtigsten Konstruktionstreiber für die Motorauswahl. Ich habe absichtlich auf eine bestimmte Leistung und ein bestimmtes Drehmoment verzichtet, da diese mit der tatsächlichen Implementierung viel stärker variieren.

... und jetzt, warum Tesla Induktionsmotoren einsetzt

Die anderen Antworten sind hervorragend und kommen auf die technischen Gründe an. Nachdem ich Tesla und den Elektrofahrzeugmarkt im Allgemeinen viele Jahre lang verfolgt habe, möchte ich Ihre Frage beantworten, warum Tesla Induktionsmotoren verwendet.

Hintergrund

Elon Musk (Mitbegründer von Tesla) kommt aus dem Silicon Valley (SV) und denkt, dass "schnell gehen und Dinge zerbrechen" das Mantra ist. Als er für mehrere hundert Millionen aus PayPal auszog, beschloss er, Elektrofahrzeuge (Weltraumforschung und) in Angriff zu nehmen. In SV-Land ist Zeit und Geschwindigkeit alles, um die Dinge zu erledigen, und er hat sich umgesehen, um etwas zu finden, das er als Ausgangspunkt für einen Frühstart verwenden kann.

JB Straubel war ein gleichgesinnter Ingenieur (sowohl Space als auch EV), der sich kurz nachdem Musk sein Interesse für Space und EV öffentlich gemacht hatte, an Musk gewandt hatte.

Während ihres ersten Mittagessens erwähnte Straubel eine Firma namens AC Propulsion , die einen Prototyp eines elektrischen Sportwagens mit einem Kit-Car-Rahmen entwickelt hatte. Bereits in der zweiten Generation war es kürzlich auf Lithium-Ionen-Batterien umgestiegen, hatte eine Reichweite von 250 Meilen, bot viel Drehmoment, konnte in weniger als 4 Sekunden zwischen 0 und 60 gehen, wurde aber, was für diese Diskussion am wichtigsten war, verwendet: - Sie haben es erraten - AC-Antrieb (Induktionsmotor).

Musk besuchte AC Propulsion und war sehr beeindruckt. Er versuchte einige Monate lang, AC Propulsion von der Kommerzialisierung des Elektrofahrzeugs zu überzeugen, aber sie hatten zu diesem Zeitpunkt kein Interesse daran.

Tom Gage, der Präsident von AC Propulsion, schlug vor, dass Musk sich mit einem anderen Freier zusammenschließt, der aus Martin Eberhard, Marc Tarpenning und Ian Wright besteht. Sie einigten sich darauf, ihre Bemühungen zusammenzuführen, wobei Musk Vorsitzender und Gesamtleiter des Produktdesigns wurde, Eberhard CEO und Straubel CTO des neuen Unternehmens, das sie "Tesla Motors" nannten.

Die Antwort

Da haben Sie es also, Tesla verwendet Induktion hauptsächlich, weil der erste funktionsfähige Prototyp, den Musk sah, es verwendete. Trägheit (kein Wortspiel beabsichtigt ... ok, ein wenig) erklärt den Rest ("Wenn es nicht kaputt ist ...").

Nun, warum AC Propulsion es in ihrem Tzero-Prototyp verwendet hat, siehe die anderen Antworten ... ;-)

Wenn Sie die ganze Geschichte wollen, gehen Sie hier oder hier .

Es ist schwer zu sagen, was die genauen Gründe für die Ingenieure waren, ohne Mitglied des Designteams zu sein, aber hier sind ein paar Gedanken:

1. Beide Motoren benötigen ähnliche Antriebe. Gebürstete Gleichstrommotoren können direkt von einer Batterie betrieben werden, aber der Motortyp, den Sie in einem Elektrofahrzeug sehen, ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Die Antriebe für einen Induktionsmotor und einen bürstenlosen Gleichstrommotor sind sehr ähnlich. Die Steuerung eines Induktionsmotors ist im Allgemeinen wahrscheinlich komplexer.

2. Bürstenlose Gleichstrommotoren haben Magnete im Rotor. Dies ist teurer als ein Induktionsrotor mit Kupfer. Darüber hinaus ist der Magnetmarkt sehr volatil. Andererseits wird in einem Induktionsmotor aufgrund von I²R-Verlusten und Kernverlusten viel mehr Wärme im Rotor erzeugt.

3. Das Anlaufdrehmoment am bürstenlosen Motor ist in der Regel höher als bei Asynchronmotoren.

4. Der Spitzenwirkungsgrad von bürstenlosen Motoren ist im Allgemeinen höher als der von Induktionsmotoren, aber ich glaube, ich habe irgendwo gelesen, dass Tesla mit seinem Induktionsmotor einen höheren Durchschnittswirkungsgrad erzielt als mit einem bürstenlosen Motor. Leider kann ich mich nicht erinnern, wo ich das gelesen habe.

5. Viele Menschen erforschen jetzt geschaltete Reluktanzmaschinen. Die letzten paar Autokonferenzen, auf denen ich war, drehten sich nur um geschaltete Widerwillen. Sie benötigen keine Magnete und die Effizienz dieser Motortypen sieht vielversprechend aus. Jeder möchte weg von Magneten in Motoren.

Wie gesagt, ich bezweifle, dass irgendjemand Ihre Frage beantworten kann, außer den Ingenieuren bei Tesla. Aber ich vermute, dass es wahrscheinlich etwas mit meinem Punkt 4) zu tun hat, aber ich weiß das nicht sicher. Ich bin sicher, dass die Volatilität der Magnetpreise auch damit zu tun hat.

Die Antwort kommt von den Mitarbeitern von Tesla selbst auf den Artikel Induktion versus bürstenlose Gleichstrommotoren

Dieser Teil ist besonders bemerkenswert:

Bei einem idealen bürstenlosen Antrieb wäre die Stärke des von den Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes einstellbar. Wenn ein maximales Drehmoment erforderlich ist, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, sollte die Magnetfeldstärke (B) maximal sein - damit die Wechselrichter- und Motorströme auf den niedrigstmöglichen Werten gehalten werden. Dies minimiert die I²R-Verluste (Strom²-Widerstandsverluste) und optimiert dadurch den Wirkungsgrad. Ebenso sollte bei niedrigen Drehmomenten das B-Feld reduziert werden, so dass auch Wirbel- und Hystereseverluste aufgrund von B reduziert werden. Idealerweise sollte B so eingestellt werden, dass die Summe der Wirbel-, Hysterese- und I²-Verluste minimiert wird. Leider gibt es keine einfache Möglichkeit, B mit Permanentmagneten zu ändern.

Im Gegensatz dazu haben Induktionsmaschinen keine Magnete und B-Felder sind „einstellbar“, da B proportional zu U / f (Spannung zu Frequenz) ist. Dies bedeutet, dass der Wechselrichter bei geringen Lasten die Spannung reduzieren kann, so dass die magnetischen Verluste verringert und der Wirkungsgrad maximiert wird. Somit hat die Induktionsmaschine beim Betrieb mit einem intelligenten Wechselrichter einen Vorteil gegenüber einer bürstenlosen Gleichstrommaschine - Magnet- und Leitungsverluste können so gehandelt werden, dass der Wirkungsgrad optimiert wird. Dieser Vorteil wird mit zunehmender Leistung immer wichtiger. Bei bürstenlosem Gleichstrom nehmen mit zunehmender Maschinengröße die magnetischen Verluste proportional zu und die Teillasteffizienz nimmt ab. Mit der Induktion wachsen mit zunehmender Maschinengröße nicht unbedingt die Verluste. Daher können Induktionsantriebe der bevorzugte Ansatz sein, wenn eine hohe Leistung erwünscht ist.

Permanentmagnete sind teuer - etwa 50 US-Dollar pro Kilogramm. Permanentmagnet (PM) -Rotoren sind auch schwierig zu handhaben, da sehr große Kräfte wirken, wenn etwas Ferromagnetisches in ihre Nähe kommt. Dies bedeutet, dass Induktionsmotoren wahrscheinlich einen Kostenvorteil gegenüber PM-Maschinen behalten. Aufgrund des Feldschwächungsvermögens von Induktionsmaschinen scheinen die Wechselrichterleistungen und -kosten insbesondere für Hochleistungsantriebe niedriger zu sein. Da sich drehende Induktionsmaschinen im entregten Zustand wenig oder gar keine Spannung erzeugen, sind sie leichter zu schützen.

ALLE rotierenden Elektromotoren sind Wechselstrommotoren. Jeder von ihnen.
Im Grunde tun sie das Gleiche. Der Unterschied besteht darin, wie der Gleichstrom in Wechselstrom umgewandelt wird und wie er verwendet wird, um dann ein Standardergebnis zu erzielen.

Der einzige elektronische Gleichstrommotor ist der Bürstenmotor. Der Gleichstrom wird durch den rotierenden Kommutator und die festen Bürsten in Wechselstrom umgewandelt. Abgesehen von diesem Motor werden alle anderen eine Form von Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlung benötigen. Der Bürstenmotor ist im Allgemeinen unattraktiv, da der mechanische Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (Kommutator) relativ teuer und relativ kurzlebig ist.

Für ein Tesla- oder anderes Elektrofahrzeug ist die Wahl also nicht Gleichstrom oder Wechselstrom, sondern welche Form von Wechselstrommotor den Konstruktionszielen kostengünstig am besten entspricht.

Der Tesla wird das verwenden, was er tut, weil er die Designziele am kostengünstigsten erreicht.

Die Abstimmungen deuten darauf hin, dass eine Reihe von Leuten Marcus zustimmt und der Meinung ist, dass die obige Antwort nicht richtig ist. Ein paar Gedanken und ein Blick auf meine Antworten im Allgemeinen können auf einen Mangel an Verständnis bei den Downvotern hindeuten.

Alle rotierenden Elektromotoren sind Wechselstrommotoren

• Wenn Sie der Meinung sind, dass dieser Punkt nicht stimmt, müssen Sie genauer darüber nachdenken, was ein Elektroauto insgesamt leistet.

Mal sehen, ob die Downvoter den Mut haben, Folgendes zu lesen und dann ihre Downvotes zu entfernen. Für mich spielt es keine Rolle. In dem Maße, in dem Sie andere Menschen in die Irre führen, spielt es eine große Rolle.

ALLE rotierenden Elektromotoren erfordern eine Steuerung, um auf irgendeine Weise Wechselstrom an den Motor anzulegen.
Die Unterscheidung zwischen Wechselstrommotor und Gleichstrommotor ist in einigen Zusammenhängen nützlich, aber in einem Automobil, das ein geschlossenes System ist, das mit einer Gleichstromenergiequelle beginnt und mit einem rotierenden Elektromotor endet, ist die Unterscheidung falsch und nicht nützlich. Das Auto ist ein geschlossenes System. Irgendwo im System befindet sich eine Steuerung, die den Gleichstrom in eine andere Form umwandelt. Es spielt keine Rolle, ob es im Rotor, Stator oder Rotor, im Motorgehäuse, am Gehäuse oder an einer anderen Stelle im Auto montiert ist.

Bei einem bürstenbehafteten Gleichstrommotor ist der Regler ein mechanischer Schalter, der am Ende der Motorwelle angebracht ist. Dieser Regler wird als Kommutator bezeichnet, ist jedoch funktionell ein Regler, der Gleichstrom aufnimmt und ein magnetisches Gleichstromfeld erzeugt, wenn es um die Wicklungen im Motor geht.

Ein mit einem Permanentmagnet-Rotor gewickelter Stator "Bürstenloser Gleichstrommotor" ist funktionell einem bürstenbehafteten Gleichstrommotor sehr ähnlich, wobei der Kommutator durch elektronische Schalter und Sensoren ersetzt wird, die den zugeführten Gleichstrom aufnehmen und an verschiedene Felder anlegen, so dass sie ihren Schwanz verfolgen können Der Rotor dreht sich. Wieder ist es ein Wechselstrommotor mit einer Steuerung. Fragen Sie einfach eine Wicklung. Die Sensoren befinden sich im eigentlichen Motor, und die Schalter befinden sich möglicherweise neben dem eigentlichen Motor oder in der Ferne.

Ein Käfigläufer-Induktionsmotor erhöht die Komplexität, indem er die Drehung eines Nestes niederohmiger Wicklungen im Statorfeld verwendet, um Spannung in den Rotorstangen zu induzieren und ein Magnetfeld zu erzeugen, das den Rotor dreht, so dass er das rotierende Wechselstromfeld jagt auf die Statorwicklungen aufgebracht. Auch hier hat es einen monodirektionalen (aber sinusförmig variierenden) Gleichstrom während eines beliebigen Abschnitts der Antriebssequenz. Es ist so ein gemischtes Gleichstrom- und Wechselstromsystem wie jedes andere.

Man könnte Motoren mit variablem Wirbelstrom widerstrebend beschreiben - eher gleich, aber unterschiedlich. Es ist ein Wechselstrommotor mit einer Steuerung, die ihn aus Gleichstrom erzeugt.

Die Unterscheidung ist irrelevant und trivial. Die eigentliche Frage lautet: "Warum verwendet Tesla diese besondere Form des Motors eher als irgendeine andere". Dass dies nicht nur eine Semantik ist, sondern ein Mangel an Verständnis, zeigt das wordin

• ... die den Power Inveter benötigen, anstelle von DC, die direkter von ihnen DC-Batterie. Die Einführung von inveter bedeutet mehr Kosten (Gewicht, Controller usw.) ...

Der einzige "Gleichstrommotor", für den kein Wechselrichter oder elektronisches Schaltsystem erforderlich ist, ist der mechanische Bürstenmotor. Diese sind für die Aufgabe von leichten drehzahlveränderlichen Antrieben so ungeeignet, dass es nur wenige gibt, die in modernen Elektroautodesigns verwendet werden. Alle anderen Arten von Elektromotoren, die keinen Wechselrichter haben, haben eine gewisse Elektronik anstelle eines Wechselrichters.

Ich sagte, ROTARY "Elektromotoren sind Wechselstrommotoren, weil man wohl einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit nur geschaltetem Gleichstrombetrieb herstellen kann, obwohl dies Kupfer und Magnete ineffizient nutzen würde. Das könnte man mit einem Drehmotor machen, aber ohne reale Welt Motor in der Serienproduktion würde dies tun.

Gleichstrommotoren können nicht mit der Leistungsdichte von Wechselstrommaschinen mithalten. Die maximale Feldstärke, die selbst die besten Magnete erreichen können, beträgt 2,5 Tesla über den Luftspalt. Um dies zu erreichen, ist ein gründliches Engineering erforderlich, insbesondere dann, wenn Sie schnell drehen möchten, um eine hohe Leistungsdichte zu erzielen. Induktionsmaschinen produzieren ganz bequem 3+ Tesla ohne jeglichen Kummer von Magneten und dummen Toleranzen. Sie tun dies offensichtlich nicht als effiziente Gleichstrommaschinen, aber wer hat gesagt, dass Sportwagen auf Hochtouren effizient sind? Kg für kg Die Wechselstrom-Induktionsmaschine ist die leistungsstärkste aller Maschinentypen. Kaufen Sie einen hoch entwickelten Wechselrichter, der mit hohen Drehzahlen läuft.

Die wahren Gründe, warum sie Induktionsmotoren für ihre Autos verwenden, sind:

1. Asynchronmotoren sind billiger
2. Asynchronmotoren benötigen wenig Wartung (keine Bürsten)
3. Asynchronmotoren sind leichter
4. Die neue Technologie zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren ist jetzt verfügbar (variable Spannung, variable Frequenz) und einfach in Serie zu produzieren

IMHO, AC Propulsion (Tesla Motors) verwendet Wechselstrom, da ein mechanisch kommutierter Gleichstrommotor, der das hohe "Absenkungs" -Verhältnis einer Fahrzeuganwendung erfüllt, komplexer ist als ein elektronisch kommutierter Wechselstrommotor. Ohne dieses hohe Untersetzungsverhältnis wäre die physikalische Größe des Motors, der nur ein Rohdrehmoment erzeugt, untragbar. Der Induktionsmotor anstelle des PM-Motors ist nicht nur finanziell stabiler, sondern auch aus technischer Sicht stabiler. Magnete können und werden beschädigt. Die elektromagnetischen Feldspulen im Rotor sind nicht so stark und wie sie zeigen, ist die Energiedichte ähnlich.

Ich nehme eine große Ausnahme von dem offensichtlichen Konsens, dass "Alle Elektromotoren Wechselstrom sind", und stütze mein Argument auf eine einpolige Bewegung, nicht die volle Umdrehung des Motors.

Innerhalb einer einpoligen Bewegung ist Wechselstrom nur dann wirklich erforderlich, wenn ein Stromfluss in einer parasitären Wicklung wie im Rotor von Induktionsmotoren induziert werden muss. Andernfalls ist nur eine Kommutierung erforderlich.

Dieses Argument kann am besten durch Beobachten eines Motors im Stillstand gezeigt werden. Nur Motoren ohne PM oder gewickelte Felder, die Induktionsmotoren sind, benötigen Wechselstrom, um den Feldstrom zu erzeugen, der das reaktive Magnetfeld erzeugt.

Alle anderen Motoren müssen nur den Stator mit Gleichstrom versorgen, um das volle Drehmoment im Stillstand zu erzeugen. Gewickelte Feldmotoren verwenden häufig Wechselstrom, um das Feld zu erzeugen, eignen sich jedoch auch gut für Gleichstrom, wahrscheinlich mit noch mehr Drehmoment als bei Wechselstrom.

Meine PM-Servomotoren unterbrechen möglicherweise den Gleichstrom, um die Leistung zu steuern, aber sie unterbrechen nur den Gleichstrom und invertieren ihn nicht bei jedem Zerhacken. Setzen Sie einen mechanischen Kommutator auf den AC PM-Servomotor und er funktioniert mit Gleichstrom. Richtig, nicht so effizient, aber nicht wegen des Fehlens einer Sinuskurve. Es wird auch in der Höchstgeschwindigkeit ohne einen mechanischen Bürstenvorschub begrenzt.

Nehmen Sie sich etwas Zeit, um die Stalleigenschaften eines doppelt gewickelten Motors zu berücksichtigen, eines Motors, der offensichtlich "nur Wechselstrom" enthält, wenn er mit Gleichstrom versorgt wird, und vielleicht können Sie mein Argument verstehen. Nur wenn Sie jeden Pol zusätzlich zum Ziehen drücken möchten, müssen Sie Wechselstrom bereitstellen. Andernfalls benötigen Sie nur Gleichstrom und häufig auch nur Gleichstrom, auch wenn die Stromversorgung Wechselstrom ist.

Schiefer

Alle: Gebürstete Maschinen sind auf 48 V begrenzt, um Lichtbogenbildung zu vermeiden. Im Gegensatz dazu kann eine bürstenlose Maschine problemlos mit einer 240-V-Batterie betrieben werden, wobei die Spannung durch einen zwischen Batterie und Motor angeordneten DC-Aufwärtswandler auf 480 V oder höher erhöht wird. Mit solch einer hohen Spannung, ähnlich der, die in den meisten heutigen Hybrid- oder Plug-In-Autos verwendet wird, werden die Verluste der Geschwindigkeitsregelung im Verhältnis zur übertragenen Gesamtleistung minimiert, wodurch ein hoher Wirkungsgrad gefördert wird.

Tatsächlich verwendet Tesla Synchronelektromotoren, die sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom verwenden. Wenn der Motor nur mit Wechselstrom betrieben wird, handelt es sich um einen Asynchronmotor, der aufgrund des Schlupfens im elektromagnetischen Feld, wenn im Rotor eine Spannung induziert wird, nicht vorhersehbar ist (die Ausgangsdrehzahl ist langsamer als die Drehzahl des Motors) elektromagnetisches Feld Formel: Umdrehungen pro Minute = Frequenz * 60 / Polpaare pro Phase - Schlupf in der Geschwindigkeit).

In einem Synchronmotor hat eine Wechselstrom vergrößerte Statorspule (wie ein herkömmlicher Induktionsmotor), aber es hat auch einen Gleichstrom vergrößerten Rotor (im Gegensatz zu einem Induktionsmotor). Auf diese Weise kann die Abtriebsdrehzahl die theoretische Höchstdrehzahl (die Sonnengeschwindigkeit) erreichen, wodurch ein vorhersehbarer und effektiver Motor für den Einsatz in Fahrzeugen geschaffen wird. (Formel: Umdrehungen pro Minute = Frequenz * 60 / Polpaare pro Phase).

Tesla kann dies dann untersuchen und einen ESC (Electronic Speed ​​Controller) verwenden. Ein ESC ist eine Leiterplatte, die einen Teil der Gleichstromleistung von der Batterie in Wechselstromleistung umwandelt, die Rechteckwellen in Sinuswellen umwandelt, die Frequenz und Amplitude gemäß den Signalen vom Gaspedal ändert und die verarbeitete Leistung sendet zum Stator. Sie ändert auch die Amplitude der Gleichstromleistung zum Rotor in Übereinstimmung mit der Wechselstromleistung zum Stator.