Forum


Il motore a riluttanza della Model 3  

Pagina 1 / 2 Prossimo
  RSS

(@zac52)
Trusted Member Owner
Registrato: 2 annifa
Post: 79
12/10/2018 9:10 am  

Nelle auto elettriche vengono usati diversi tipi di motori: motori sincroni, asincroni, motori a magneti permanenti, motori ibridi (ibridi elettrici si intende, non con motori termici!).

Parliamo di questo motore a riluttanza. Tutti gli altri motori elettrici (anche quelli di Model S e X) lavorano in base al principio o forza di Lorentz (Lorentz force), cioè tramite la forza elettromagnetica. (vedi il capitolo sui motori elettrici quì nel Forum).

Nikola Tesla aveva inventato il motore a induzione, mentre prima i motori avevano tutti avvolgimenti sul rotore che richiedevano l'uso di spazzole per trasmettervi la corrente. Il vantaggio di questo tipo di motore è evidente; niente spazzole, quindi niente usura (o quasi, tranne per i cuscinetti)

Questo tipo di motore ha però anche qualche svantaggio: diminuzione dell'efficienza a condizioni di lavoro elevate.

Accanto a questa forza di Lorentz esiste anche la così detta "forza di riluttanza". Questa è qualcosa di particolare, e finora nessun altro costruttore di auto elettriche ha cercato di sfruttarla. Tesla ha sviluppato un tale motore che ha installato nella Model 3. Questa tecnica è qualcosa di assolutamente nuovo e in cima alla ricerca. (si dice che anche BMW a partire dal 2020 avrà motori simili). (Tesla è anche quì in avanti di 10 anni!)

È stato un segreto ben protetto fino all'uscita della Model 3 sul mercato.

Ma come funziona un tale motore?

Il flusso magnetico cerca sempre il percorso con la minima resistenza magnetica (così come la corrente elettrica percorre quella con la minima resistenza elettrica, come l'acqua quella con la minima resistenza allo scorrimento).

Il rotore di questo motore non richiede alcun avvolgimento, tanto meno di magneti permanenti; necessita semplicemente di materiale ferromagnetico, come p.es. quello che si trova nei trasformatori. Il problema è semmai nella geometria della costruzione.

Nello statore ci sono i soliti avvolgimenti, come li conosciamo negli altri motori.

Il problema di questi motori è la "densità di coppia". Quindi a parità di potenza sono un po' più voluminosi. Hanno però diversi vantaggi rispetto ai motori sincroni e asincroni:

 

  • -Maggior efficienza.
  • Maggior ripresa; essendo i rotori privi di avvolgimenti sono più leggeri, hanno meno inerzia
  • i rotori possono sopportare nettamente meglio il riscaldamento, visto che sono composti solo di ferro.

Siemens ha già sviluppato dei motori simili, ma per ora solo con potenze da 550 watt a 30 kw. Potenze superiori sono difficili da produrre; quelli di Tesla sono di 190 kw, 258 ps.

Ed ecco in sintesi il funzionamento:

1. https://i2.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/Prinzip_der_Reluktanzkraft.png?w=1170&ssl=1

La bobina crea un flusso magnetico che circola nel metallo.

Il pezzo di metallo libero verrà attirato con forza nella posizione in modo da facilitare il flusso magnetico.

2.

Lo statore ha avvolgimenti a più fasi; nel nostro caso 3 fasi, con 6 "protuberanze".

Il rotore ne ha però solo 4; questo farà sì che si allineerà con il campo magnetico prodotto da una bobina. Subito dopo però entrerà in funzione un'altra bobina, quindi il rotore non è più allineato col nuovo flusso magnetico e quindi dovrà ruotare per posizionarsi allineato col nuovo flusso magnetico.

È inoltre da notare che la corrente usata non sarà sinusoidale, ma probabilmente a onda quadra o triangolare, con accensioni successive delle bobine.

Si tratta quindi di un motore sincrono.

P.S. Pare che per aumentare la potenza siano stati aggiunto dei magneti permanenti nello statore.

 

 

Questa discussione è stata modificata 2 mesifa 5 times da Zac52

DiV@h, christian.zoe e Paulcamo hanno apprezzato
RispostaQuota
(@divh)
Noble Member The President
Registrato: 3 annifa
Post: 2374
12/10/2018 10:05 am  

Zac52 ancora una volta i superlativi sono di rigore.

Ineccepibile e chiarissimo, ho lavorato coi motori siemens a riluttanza è chiaramente rispetto ai sincroni a magneti permanenti anche il costo e l’impatto ambientale (terre rare) fa si che una volta i più Tesla ne esce alla grande (eran già partite le critiche ecologiche infatti proprio per questo).

Fantastico davvero ... si svela così l’arcano mistero! Grazie mille per questo stupendo articolo!

MODEL S 85D | MIDNIGHT SILVER MET| VIN 90xxx | DELIVERY - 14/08/2015 86'000 km // 204 Wh


RispostaQuota
(@divh)
Noble Member The President
Registrato: 3 annifa
Post: 2374
12/10/2018 10:30 am  

Piccola precisazione per quanto riguarda le terre rare.

Non sono i magneti permanenti ad esser fatti di terre rare!

Le terre rare sono usate come catalitico per il processo di fabbricazione del materiale dei magneti permanenti!

MODEL S 85D | MIDNIGHT SILVER MET| VIN 90xxx | DELIVERY - 14/08/2015 86'000 km // 204 Wh


RispostaQuota
(@glide)
Eminent Member Registered
Registrato: 2 annifa
Post: 44
12/10/2018 10:34 am  

Grazie Zac interessantissimo e comprensibile!
Come sempre del resto.
Mi hai fatto venire voglia di studiare per bene tutti i tipi di motori elettrici...


RispostaQuota
(@whitestar)
Reputable Member Owner
Registrato: 11 mesifa
Post: 273
12/10/2018 11:34 am  

Interessantissimo post tecnico. grazie Zac.

Io non sono un elettro-tecnico, ma così è chiaro anche per me di cosa stiamo parlando. 

MS75D Pearl White


RispostaQuota
 gEnE
(@gene)
Estimable Member Owner
Registrato: 2 annifa
Post: 227
12/10/2018 1:39 pm  

Grazie per le precisazioni tecniche Zac... Quando ho letto il titolo pensavo, nella mia ignoranza, che fosse una presa in giro goliardica...!! 🙂
Diciamo che tra "motore a riluttanza" e "motore a induzione elettromagnetica", come semantica è decisamente meglio il secondo; hai voglia ad essere serio dovendo spiegarlo ad un "hater" Tesla 😉


RispostaQuota
 ElMu
(@elmu)
Honorable Member Founder
Registrato: 3 annifa
Post: 720
12/10/2018 3:41 pm  

Bellissimo articolo , molto chiaro anche per me che sono moolto  " asincrono " su questa materia 🙂

molte grazie  👍 

Questo post è stato modificato 2 mesifa da ElMu

Model S 70D - Vin 87xxx - Delivery Sett. 2015 - Obsidian Black - Km110000 - / 192 Wh


RispostaQuota
(@scanred_x)
Noble Member Moderator
Registrato: 3 annifa
Post: 2371
12/10/2018 5:38 pm  

Interessantissimo approfondimento!

Anche io all'inizio avevo pensato a uno "scherzetto" (vista la rarità del termine Riluttanza) poi invece appena ho visto il nick Zac52, segno e garanzia, mi sono ricreduto!

Una sola domanda: stai parlando del motore posteriore (nelle versioni AWD) o unico (nelle versioni RWD) della Model 3, vero? Lo deduco dalla ultima tua riga in cui fai cenno ai magneti permanenti...  e in effetti sapevo che il motore posteriore della Model 3 ha i magneti ... e che io sappia sono solo nel motore posteriore o unico (a seconda dei casi) della Model 3, ma magari tu hai notizie più fresche..

Grazie

Scan

Questo post è stato modificato 2 mesifa da scanred_x


RispostaQuota
(@lorenzo)
Honorable Member Registered
Registrato: 3 annifa
Post: 737
12/10/2018 6:49 pm  

Complimenti descrizione precisa e ben fatta , grazie veramente !

😀 Prenotata Model 3 il 1/4/16 ore 12 - RN 1085 ... Elon ... Fast 😀---  Powerwall 1 in funzione da novembre 2016 ---  tanta voglia di lei... sarà 3 o S ???


RispostaQuota
(@icemanhonda)
Estimable Member Registered
Registrato: 4 mesifa
Post: 102
12/10/2018 7:06 pm  

Veramente ben spiegato ,ho  letto per bene e devo dire che sei stato veramente chiaro anche nei dettagli.

P.S pure io al momento pensavo che il titolo del post fosse una presa in giro….. 🙃  🙃 🙃

Mdel x75D ritirata il 10/08/18 colore bianco perlato


RispostaQuota
 gEnE
(@gene)
Estimable Member Owner
Registrato: 2 annifa
Post: 227
12/10/2018 7:13 pm  

Scan, da quel che ricordo il motore anteriore delle awd dovrebbe essere lo stesso di S e X...


RispostaQuota
(@scanred_x)
Noble Member Moderator
Registrato: 3 annifa
Post: 2371
12/10/2018 7:22 pm  

esattamente, gEnE, anche io così sapevo:

ad induzione asincrono trifase il motore anteriore (come Model S e Model X)

e sincrono a magneti quello posteriore....

Ora leggendo l'interessantissimo articolo di Zac, invece, apprendo cose nuove... sul motore posteriore in effetti si sa ancora poco... e volevo capire meglio...

🙂

Scan

PS: forse un aiuto (per me) a capire, qui:

Tesla Model 3 Motor — Everything I’ve Been Able To Learn About It (Welcome To The Machine)

 

Questo post è stato modificato 2 mesifa da scanred_x


RispostaQuota
(@zac52)
Trusted Member Owner
Registrato: 2 annifa
Post: 79
14/10/2018 8:11 am  

Mi sembra che Elon Musk abbia confermato, motore a induzione aggiunto a quello a riluttanza per le Dual Motor. (che chiama "switched reluctance, partial permanent magnet motor")

Questo post è stato modificato 2 mesifa 2 times da Zac52

RispostaQuota
(@alexxx)
Reputable Member Moderator
Registrato: 1 annofa
Post: 311
14/10/2018 9:11 am  
Postato da: Zac52

Mi sembra che Elon Musk abbia confermato, motore a induzione aggiunto a quello a riluttanza per le Dual Motor. (che chiama "switched reluctance, partial permanent motor")

Partial permanent motor? Potrebbe essere "partial permanent MAGNET motor? Potrebbero aver lasciato un po' di magneti permanenti per tirare su la coppia.


RispostaQuota
(@zac52)
Trusted Member Owner
Registrato: 2 annifa
Post: 79
14/10/2018 9:51 am  

Corretto l'errore. Grazie


RispostaQuota
Pagina 1 / 2 Prossimo
Share: