Especificaciones del diseño del motor de inducción del motor

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Quería saber la diferencia entre los motores utilizados en el Tesla Model-S y los motores disponibles en el mercado.

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He estado muy confundido. Ambos son aproximadamente del mismo tamaño y de aproximadamente las mismas dimensiones. Sin embargo, el motor en el Modelo-S es capaz de entregar hasta 259 caballos de fuerza, mientras que un motor de tamaño similar está calificado para entregar solo unos 15 caballos de fuerza.

Mi pregunta es , ¿por qué estos dos motores son tan diferentes a pesar de que son físicamente tan similares?

PS: No me sorprendería si, en realidad, la salida de RPM y Torque realmente depende completamente del controlador (¿VFD, tal vez?).

    
pregunta Sam Mottera

3 respuestas

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La respuesta corta: ambos estaban diseñados para hacer lo que tenían que hacer. Solo cuesta más hacerlo.

La respuesta larga: la potencia es proporcional a la velocidad. Si pudiera girar el motor industrial tan rápido como el motor Tesla podría girar, podría acercarse a los mismos caballos de fuerza, justo antes de que se rompa en mil pedazos voladores. El motor industrial fue diseñado para girar a una velocidad relativamente lenta, determinada por la frecuencia de línea de 60 Hz, y su especificación de potencia lo refleja. Podría manejarse más rápido con una unidad de frecuencia variable, pero como mínimo, los cojinetes se desgastarían incluso antes de que se acercara a la velocidad del Tesla.

Y hay otras cosas que se agregan al motor Tesla para ayudar a proporcionar potencia, además de rodamientos y un rotor que puede tomar esa velocidad. Los devanados pueden tomar mucha más corriente y el enfriamiento es bastante crítico. Y como mencionó, la electrónica de la unidad es más sofisticada de lo que encontraría en un entorno industrial.

En pocas palabras, uno es un caballo de batalla industrial, y el otro es un caballo de carreras de pura sangre.

    
respondido por el Mark
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Otro aspecto es que los autos están diseñados para tener una vida relativamente corta. Un par de cientos de miles de millas a un promedio de 40 mph es una vida de diseño de 5000 horas.

En una aplicación industrial que podría significar reemplazar el motor en poco más de seis meses, es absolutamente inaceptable. Se esperan y alcanzan rutinariamente vidas de entre diez y treinta años, lo que requiere una menor tensión en todas las partes del motor: rodamientos, devanados, refrigeración, etc.

    
respondido por el Brian Drummond
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Caballos de fuerza = Torsión (lbs-ft) X Velocidad (RPM) / 5252 (unidades de medida constante)

El tamaño físico de un motor está determinado principalmente por la capacidad de torsión y menos por la capacidad de velocidad.

Los motores Tesla Model S son motores de 4 polos que parecen alcanzar la potencia máxima a aproximadamente 5000 RPM (167 Hz). Para motores de inducción, RPM = 120 X Frecuencia (Hz) / Polos, menos aproximadamente el dos por ciento de deslizamiento. El deslizamiento es la diferencia entre la velocidad mecánica del rotor del motor y la velocidad del campo magnético.

El motor está diseñado para funcionar hasta aproximadamente 5000 RPM con un par constante y con una potencia constante (par declinante) hasta aproximadamente 7500 RPM (250 Hz). Por encima de eso, tanto la potencia como el torque disminuyen hasta una velocidad máxima de aproximadamente 10,000 RPM.

Un motor de inducción estándar tiene barras de aluminio para conducir las corrientes inducidas del rotor. Se dice que el motor Tesla tiene un "rotor de cobre". El cobre es un conductor de la corriente eléctrica significativamente mejor que el aluminio, por lo que el uso del cobre reduce las pérdidas y, por lo tanto, el calor en el rotor. El cobre no tiene una baja resistencia a los campos magnéticos, y es caro, por lo que el rotor es probablemente de hierro en su mayoría con conductores de cobre y / o un revestimiento de cobre en la superficie exterior.

El motor Tesla tiene rodamientos cerámicos especiales de alta calidad.

El motor Tesla tiene un sistema de refrigeración líquida.

  

PS: No me sorprendería si, en realidad, la salida de RPM y Torque realmente depende completamente del controlador (¿VFD, tal vez?).

Sí; El controlador es un VFD. Controla completamente la velocidad. Limita el par según sea necesario para proteger las baterías. También debe considerarse la capacidad de torsión del motor. Sin embargo, en algún momento, permitir que el motor consuma más corriente solo proporciona un pequeño aumento de la corriente y corre el riesgo de detener el motor, por lo que el motor nunca se opera con su capacidad de par máximo absoluto.

    
respondido por el Charles Cowie

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