Эта технология, в основном используемая Tesla, однако, вероятно, становится все более редкой: конкуренция отдает предпочтение синхронному двигателю с постоянными магнитами, а новые Tesla отказываются от этого процесса, чтобы перейти к шаговому двигателю с переменным сопротивлением. (электрическое, магнитное поле и др.).
Полноприводные двойные двигатели Tesla в настоящее время систематически имеют реактивный двигатель и еще один асинхронный двигатель (на каждой оси).
Этот двигатель называется асинхронным, потому что ротор не будет вращаться так быстро, как вращающийся магнитный поток, и, следовательно, существует разница между скоростью вращения ротора и «скоростью магнитного потока», циркулирующего в статоре. Этот сдвиг называется скольжением, потому что действительно существует скольжение между скоростью вращения магнитного потока и скоростью вращения ротора Мы говорим здесь об индукции, потому что электромагнитная сила ротора будет создаваться индукцией… Потому что если на постоянном магнитный двигатель ротор всегда имеет активное электромагнитное поле (постоянно поляризованное север/юг: выключить магнит сложно…), это не относится к асинхронному асинхронному двигателю.
Беличья клетка, названная так потому, что она выглядит точь-в-точь как клетка для белок (хотя французы не знакомы с такой клеткой, зная также, что белки вообще не любят неволи, вплоть до смерти…)
В этом типе двигателя ротор состоит из металлической клетки (или обмотки), которая не намагничена и не питается от источника энергии (отсутствие щеток/углеродов, питающих катушки ротора).
Тогда можно задаться вопросом, как это может работать, поскольку ротор не чувствителен к магнитному полю статора (потому что не намагничен и, следовательно, без полярности +/-). В роторе должен быть объект, чувствительный к магнитному полю, если мы хотим заставить его двигаться под действием магнитной силы.
Здесь в игру вступает индукция, магнитное поле будет индуцироваться в роторе благодаря магнитному полю, излучаемому статором, см. ниже.
Вот схема индукции: ток в катушках индуцирует поле, которое само индуцирует сок в клетке, который, следовательно, сам будет генерировать магнитное поле, которое будет мешать полю катушек/якорей… Вот частоты переменного тока в каждой из обмоток, видимые на схеме выше
Статор здесь состоит из трехфазной обмотки (три провода), хитроумно расположенной вокруг ротора. В этих проводах циркулирует переменный ток, разделенный на три фазы (в течение времени три фазы работают одинаково).
Ротор состоит из короткозамкнутого ротора или даже обмотки, также устроенной расчетным образом так, чтобы при работающем двигателе происходило взаимодействие между ротором и статором.
Вот роторы Теслы, медь. Также угадываем беличью клетку с линиями
Чтобы понять, давайте пошагово рассмотрим принцип работы этого типа двигателя.Во-первых, три провода (трехфазные) статора будут питаться переменным током с точной синхронизацией. Такой способ прохождения тока через эти три проводника будет индуцировать вращающееся поляризованное магнитное поле.
Это вращающееся магнитное поле, в свою очередь, индуцирует ток в беличьей клетке: когда я перемещаю магнит или электромагнит (это одно и то же) рядом с металлом, я вызываю движение электронов на последнем атомном слое последнего (проводящие материалы). — это материалы, у которых последний атомный слой ненасыщен, поэтому там могут блуждать свободные электроны, и поэтому мы можем циркулировать ток. Напоминаю, ток — это движение электронов).
А как известно, когда в материале есть ток, это, несомненно, вызывает появление магнитного поля (закон Лапласа). Поэтому это магнитное поле обязательно будет взаимодействовать с полем, излучаемым статором (тот, который вращается).
В результате теперь наэлектризованный ротор имеет магнитное поле, поэтому он может реагировать на магнитное поле, излучаемое статором: ротор движется…
Чтобы ускорить скорость, мы ускорим вращающееся поле, увеличив частоту, а также интенсивность тока, чтобы иметь больший крутящий момент (также необходимо увеличить магнитное поле, излучаемое статором). В состоянии покоя Ток циркулирует в 3 катушках (даже если кажется, что здесь только одна, потому что они плотные), видимых оранжевым цветом. Этот переменный ток, разумно введенный в якоря/обмотки, позволяет генерировать вращающееся магнитное поле, которое я нарисовал в форме бабочки между + и — полюсами. На данный момент у нас есть только вращающееся поле… Это вращающееся поле (которое я сделал прозрачным, чтобы не заслонять остальное) индуцирует ток в беличьей клетке (он ходит туда-сюда по стержням клетки, как переменный ток в проходе). Таким образом, ток, циркулирующий в клетке, также индуцирует магнитное поле вокруг этой знаменитой клетки. Итак, теперь у нас есть вращающееся поле на уровне статора и другое поляризованное поле на уровне ротора: теперь они могут взаимодействовать друг с другом, и вращающееся поле статора приводит к движению ротора.
Первым преимуществом этой технологии является ее дешевизна: наличие ротора из более простого материала (без очень дорогого в производстве постоянного магнита) логически является вектором экономии (Tesla любит экономию… Вот почему они часто использовали этот процесс, но также и то, почему большинство двигателей в отрасли изготавливаются таким образом). Следовательно, он также индуцирует более эффективный двигатель, поскольку нет необходимости использовать столько редкоземельных элементов, как в случае с постоянными магнитами.
Этот двигатель также может переходить из неподвижного состояния в состояние движения без дополнительной помощи (в отличие от двигателей с постоянными магнитами, где необходима «пусковая установка»), благодаря вращающемуся магнитному полю (статору), которое в конечном итоге приводит двигатель в движение. «электромагнитное трение».
Асинхронные двигатели также менее громоздки и легче, хороши для интеграции, но также и для эффективности на высоких оборотах (чем больший вес я вращаю, тем труднее мне быстро его вращать). Не забудем и его повышенную надежность по сравнению с синхронным.
Что касается недостатков, то на первый взгляд у нас есть производительность, которая не всегда оптимальна, проскальзывание, связанное с индукцией, снижает эффективность (в целом она достигает пика около 80% производительности). Но это было частично исправлено Теслой, которому удается компенсировать благодаря оптимизации работы силовой электроники (используя определенные стратегии подачи тока в катушки индуктивности, им удается резко снизить потребление): они достигают 88%, зная, что при высокие обороты (следовательно, высокие скорости) им удается лучше, чем синхронному двигателю с постоянными магнитами (опять же благодаря уменьшенному весу ротора, что подразумевает меньшую инерцию). Это подводит нас к другому недостатку: вы должны быть экспертом и иметь передовую силовую электронику, чтобы этот двигатель был жизнеспособным (Tesla добилась своего, но другие не настаивали на сохранении постоянной синхронности, гораздо проще в разработке при сохранении хорошей производительности). ).
Наконец, обратите внимание, что этот двигатель имеет тенденцию нагреваться больше, чем синхронный, потому что катушки или стержни беличьей клетки нагреваются при протекании через них тока … В этом случае износ двигателя и подшипников преждевременный. При спортивном вождении
