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cosa c'è dentro un ...
 

cosa c'è dentro un motore Tesla?  

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(@elmotorista)
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ecco la risposta Smile

 

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(@thedream)
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Molto interessante, grazie per aver condiviso il filmato, lo guarderò stasera ora non ho tempo..

C'è già qualcosa sul forum riguardo questo argomento, se é un duplicato forse sarebbe bene unire i due 3D

Aggiunta: non bisogna unire nulla, in realtà il 3D di cui parlavo era sul MOTORE, questo invece "presenta" (mostra) come é fatto meccanicamente il convertitore DC-AC che aziona il motore (il motore non si vede, é dentro l'altra parte chiusa) e la scatola ingranaggi del riduttore. Non é stato mostrato né il differenziale (all'interno del grande ingranaggio) né il motore.. video deludente, di poca o nessuna utilità, girato da chi secondo me non capisce nulla! 🙄

Visto che ci siamo e abbiamo visto come é fatta la costruzione dell'elettronica dell'invertitore DC-AC penso che é buono che spiego a grandi linee come funziona.

Inizio inserendo lo schema elettrico:

Come si può vedere, sulla sinistra abbiamo l'entrata DC proveniente dalla batteria, il positivo e il negativo (nel video corrispondono ai cavi arancioni, sullo schema sono la linea sopra e sotto), in seguito abbiamo 3 parti identiche, che sono costituite ognuna da 2 MOS-FET: T1-T2, T3-T4 e T5-T6 (interruttori comandati, immaginatevi due relais) i quali sono collegati ai poli della batteria, sullo schema le linee sopra e sotto, nel film sono i 3 PCB, i 3 "blocchi verdi" montati a 120°. Questi "interruttori" permettono di collegare le 3 bobine del motore AC, indicate con le lettere A-B-C al positivo o al negativo della batteria per alimentare il motore. Nel film si vedono i 3 collegamenti del motore AC che "spariscono" dentro il "cilindro" che non viene aperto, mentre sullo schema elettrico il motore AC si trova sulla destra.

Il motore AC é un motore trifase costituito da 3 bobine collegate insieme.

I MOS-FET di ogni coppia devono lavorare uno solo per volta, altrimenti si crea un corto-circuito sull'entrata (batteria), quindi questi si aprono e si chiudono in sequenza, ossia prima T1 o T2, poi T3 o T4, in seguito T5 o T6, quindi si ricomincia da T1 o T2 e così via. Questo permette di attivare le bobine in sequenza e quindi di mettere in rotazione il motore. Per far girare il motore nell'altro senso (retromarcia), basta attivare le bobine in senso inverso, ossia T1 o T2, poi T5 o T6, quindi T3 o T4 e così via.

Questo funzionamento (nel principio di funzionamento, come detto, i MOS-FET sono come dei relais) permette però di azionare il motore sempre e solo alla massima velocità, in un senso o nell'altro. Per farlo girare a velocità più ridotta ecco che i MOS-FET sono meglio dei relais perché sono molto più veloci nelle commutazioni ON-OFF. In effetti questi vengono comandati dal controller, che a sua volta é comandato dal pedale dell'acceleratore. Queste accensioni e spegnimenti avvengono centinaia o anche migliaia di volte al secondo (cosa che non potrebbe avvenire con dei relais meccanici).

Il controller si occupa quindi di attivare per un tempo più o meno lungo i MOS-FET (usando una particolare tecnica chiamata PWM), in modo da poter variare la velocità di rotazione del motore.

Eccovi un esempio di PWM che crea un'onda sinusoidale:

Come si può vedere, per creare un'onda sinusoidale dapprima viene attivato più volte per tempi più o meno lunghi il MOS-FET collegato al positivo, in seguito quello collegato al negativo.

Ora immaginatevi di ripetere questa operazione in sequenza sulle 3 coppie di MOS-FET ed ecco che il motore della Tesla gira.. più o meno velocemente.

Spero di essere riuscito a spiegare il concetto nel modo più semplice possibile.

Visto che ho trovato parecchi commenti sul sito dove questo video é stato pubblicato.. metto ancora alcune considerazioni: perché mettere l'elettronica (di potenza) accanto al motore? Bé, proprio perché ci passa parecchia corrente e quindi si ha un'ottimizzazione (lunghezza dei collegamenti fra l'elettronica e il motore ridotta al minimo, sono 3 collegamenti). Inoltre con la particolare disposizione a 120° delle 3 schede si ottiene un'ottimizzazione degli spazi e, non da ultimo, si possono raffreddare (a liquido) sia il motore, l'elettronica e il riduttore con un solo circuito. Personalmente trovo questa soluzione ottima: meno cavi e più efficienza (elettrica e termica).

@pontamarco

Tu potresti spiegare il funzionamento del differenziale, visto che é il tuo campo. 😉 

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@thedream

Grazie! Ho capito grossomodo anche io la tua spiegazione, anche se provengo da tutt’altro settore.

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(@pontamarco)
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@thedream

Orpo!......come funziona un differenziale, beh, è parecchio difficile da spiegare in un post e solo a parole, chi ha fatto meccanica si ricorderà che, dopo 6 ore di lezione, c'era ancora la maggioranza degli studenti con un gran punto di domanda stampato sulla faccia! (ed a parecchi è rimasto anche dopo 30 anni 🤣 🤣 ).

Cerco qualcosa fra la letteratura  che sia comprensibile a tutti, promesso!

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(@thedream)
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@pontamarco

Ho trovato questo interessante video (con spiegazioni in italiano!) che ne spiega il funzionamento. In effetti il differenziale della Tesla é di tipo classico, detto anche "aperto"; l'unica differenza è che il Pignone e la corona sono allineati, in quanto grazie all'orientamento del motore elettrico non c'è bisogno di girare di 90° la rotazione del motore.

Tesla ha optato per usare il differenziale classico e usare quindi l'elettronica e i freni per ovviare al problema dello slittamento delle ruote in caso di accelerazioni su superfici scivolose con diverse aderenze e questo con risultati di gran lunga superiori alle versioni meccaniche.

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://m.youtube.com/watch%3Fv%3DCn3EJ22e7iw&ved=2ahUKEwjo9878kZHlAhXQAewKHWcyCfIQwqsBMAB6BAgHEAQ&usg=AOvVaw0NImq59QN3dlaY4HDkd0m_

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@thedream

Corretto, sostanzialmente non ti servono pignone e corona (che comunque, in realtà NON fanno parte del differenziale).

Il differenziale aperto è composto da:

Due semiscatole (sulle quali viene fissato l'ingranaggio di input corona conica o ingranaggio cilindrico che sia)

Satelliti, gli ingranaggi conici perpendicolari all'ingranaggio di input (2 o 4, dipende della coppia da trasmettere)

Crociera (che fa da perno ai satelliti

Due planetari, che si ingaggiano sui satelliti e, tramite scanalato, portano il moto ai semiassi e, di conseguenza, alle ruote.

Più un pò di ralle e viti.

Indubbiamente una buona elettronica risolve bene le problematiche che un tempo venivano gestite da sistemi limited slip, torx, giunti viscosi,  ecc.......però quelli sono più belli da vedere!

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@pontamarco

Siccome nel filmato viene detto che la coppia pignone/corona ha dei vantaggi, ossia la riduzione dei giri motore e il cambiamento di direzione della rotazione, avevo precisato questo. È vero che il differenziale è composto dai satelliti e dai planetari con i vari supporti, assi e viti, grazie per averlo specificato.

Certo, le soluzioni meccaniche ai vari problemi sono sempre molto affascinanti fa guardare! 😀 

Per chi fosse interessato in Svizzera c'era un certo signor Tinguely, un artista conosciuto per i suoi macchinari inutili, con parecchie soluzioni meccaniche. Parte delle sue opere sono ora raggruppate in un museo (realizzato dall'architetto Mario Botta) situato a Basilea e per chi fosse interessato.. questo è il link:

https://www.tinguely.ch/en/information.html

E questa una delle sue opere:

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 Man
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@pontamarco

io ci capisco poco, ma il differenziale mi affascina, sopratutto visto dalla prospettiva degli anni 40

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(@thedream)
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Questo é il 3D che parla di come é fatto e come funziona il motore delle Model S e X (non quello anteriore delle nuove Raven)

https://www.teslari.it/forum/tecnica/il-motore-a-induzione-nella-tesla-model-s-e-model-x/

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(@thedream)
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Questo invece il 3D che ho trovato cercando quello sul motore.. che spiega come é fatto e come funziona il convertitore DC-AC

https://www.teslari.it/forum/tecnica/il-motorinverter-nella-model-s-x/

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@thedream

Grazie mille delle tue indicazioni.

Però fai attenzione queste indicazioni non riguardano i Motori ad Induzione di Tesla.

I Motori ad Induzione di Tesla, (puoi vedere il Link postato in questa discussione) sono Motori AC. E funzionano tramite Inverter e non tramite commutatore elettronico. 

In pratica e come se funzionassero con la Tri-fase di casa. Onda sinusoidale presente su tutte e tre le fasi contemporaneamente ma sfasata di 120 gradi.

La velocità non viene regolata per parzializzazione di ampiezza, ma per variazione di frequenza. Campo concatenato.

Le indicazioni che hai fornito vanno bene per un Motore tipo BLDC, cioè a corrente continua. I Motori AC sono diversi. 

 

 

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@salvaterra58

Fra quello che io penso, quello che io credo di scrivere e quello che scrivo, oltre naturalmente a quello che tu leggi, credi di capire e capisci.. ci sono almeno 6 possibilità che non ci capiamo...

e io che ho detto?

Sto parlando di un convertitore DC-AC, quindi di qualcosa che converte l'energia elettrica in corrente continua (DC) presente nella batteria (+ e -) in corrente alternata (AC) a 3 fasi che sono collegate alle 3 bobine del motore.. 

Inoltre ho pure spiegato come si possa creare la corrente alternata grazie alla PWM (impulsi più o meno lunghi che comandano i tempi di chiusura e apertura dei MOS-FET).

Spiegami dov'è l'errore, grazie. 🤔 

 

 

 

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Video caricato 21h fa... se trovi comunque doppione unite pure Smile

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(@pontamarco)
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Ad essere pignoli quello che si vede è il riduttore (3 alberi, 4 ingranamenti con differenziale), l'unica vera parte meccanica delle nostre auto, il motore non lo hanno smontato.

.....Sorry.....

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che figata, elettronica a pacchi... pensavo che il nostro motore fosse tipo quello delle policar LoL  

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(@pontamarco)
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@theoldgeezer

pensa te, io da ingegnere meccanico, sono tristissimo!!!! 😢 😢

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@pontamarco

beh dai.. un po' di ruote e rotelle che girano ci sono Silly  

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@theoldgeezer

sto portando avanti uno studio per un convegno che terrò a Novembre.

La componentistica meccanica fra un diesel classico e una EV passa da più di 1500 pezzi a meno di 300!

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(@theoldgeezer)
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@pontamarco

figo, che velocità di rotazione si raggiungono in un elettrico e/o in una Telsa?

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(@pontamarco)
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@theoldgeezer

in generale un motore elettrico può arrivare a 14.000rpm senza problemi, per questo vedi quegli "ingranaggioni" accoppiati con gli "ingranaggini" nel riduttore, ti serve un botto di riduzione per far girare le ruote ad una velocità non prossima al decollo!

Risposta
 Noos
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(@noos)
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@pontamarco

Sulle turbine a sospensione magnetica arrivo a 45k....sto parlando di compressori in campo frigorifero.

Teoricamente non v'è un limite...... Peccato che sia solo in forma teorica.

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(@divh)
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@noos

Calma Smile

Gli expander per criogenia passano facilmente i 50k e passa ... microturbine anche 80-90k ... 

Comunque anche teoricamente il limite c'é fratello Smile

Si entra in dinamiche un po' empiriche dove la fisica che conosciamo noi ... ma ci sono fenomeni di risonanza, micro cavitazioni (pompe), e tutta una serie di fenomeni che danno eccome un limite ... Razz  

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(@scanred_x)
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@theoldgeezer

se può essere utile, su Tesla Model S e Model X (ante Raven) era indicato 16.000 giri o 18.000 giri a seconda dei motori e delle versioni AWDRWD o P. 

Scan

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(@pontamarco)
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@scanred_x

18krpm sono la massima velocità (leggermente superiore a i 250km/h).

Questi valori non vengono considerati nello spettro di carico per il dimensionamento della componentistica.

Range di rpm fra i 6.000 e 10.000 sono quelli più significativi.

@Noos

Vero, ma parli di sospensione magnetica, qui abbiamo una trasmissione di potenza con ingranaggi e cuscinetti tradizionali che, con quei diametri e carichi a 18.000 giri te li "fumi" tutti (velocità periferica Vs. pressione specifica).

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