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Motore elettrico Tesla Model 3

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[1] Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto Utentexyz » 22 dic 2020, 18:46

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[2] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 23 dic 2020, 10:10

Bello. :D
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[3] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 25 dic 2020, 19:02

Bello, Il rendering!
Sul quel motore presentato nel rendering c'è poco da dire, è un normalissimo motore a magneti permanenti con statore a polo distribuito, ovvero l'avvolgimento delle singole fasi copre un angolo ampio. Ma questo non è il motore che i fondatori pensavano per la loro auto che era un asincrono, questo è più un motore Pacinotti, se vogliamo metterla così, è un motore a repulsione, che si basa sullo stesso principio del motore a spazzole. Vero è che grazie alla commutazione elettronica si riesce ad ottenere un maggiore densità di potenza. Motore piccolo con tanti HP.
Questo tipo di motore soffre di due problemi: 1) è poco elastico, con difficoltà copre le richieste di coppia di un autovettura, ancor meno su di un camion, per nulla sui trattori agricoli. 2) Se si surriscalda i magneti permanenti si spengono e la macchina diventa una carriola, perciò necessità di impianto di raffreddamento.

Il futuro sarà nel motore asincrono di Ferraris, in particolare per le autovetture di uso comune e per i camion, perché è l'unico motore a sopperire alla mancanza del cambio, grazie alla sua capacità di operare realmente a potenza costante.
A sostegno dell'asincrono ci sono poi altri fattori, in primis è "green" cioè fatto con materiali semplici, di facile reperibilità e riciclabilità non inquinanti, a differenza dei magneti a terre rare.
Poi è emerso dalla sperimentazioni che nelle realizzazioni con rotore a gabbia in rame anziché in alluminio, la densità di potenza si avvicina a quella di un repulsione a magneti standard.
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[4] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 26 dic 2020, 11:18

Meiko ha scritto:Il futuro sarà nel motore asincrono di Ferraris, in particolare per le autovetture di uso comune e per i camion, perché è l'unico motore a sopperire alla mancanza del cambio, grazie alla sua capacità di operare realmente a potenza costante.

Possiamo prevedere tutto tranne il futuro..
Gli azionamenti a velocità variabile non sono certo una novità, che operino a potenza costante (resa o assorbita?) come fai a dirlo?
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[5] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 26 dic 2020, 13:02

Concordo, bello il video. :-)

Meiko ha scritto:è un normalissimo motore a magneti permanenti con statore a polo distribuito
E' un motore sincrono a magneti permanenti annegati (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM, anche chiamati Permanent Magnet-assisted Synchronous Reluctance Motor, PMaSR).

questo è più un motore Pacinotti, se vogliamo metterla così, è un motore a repulsione, che si basa sullo stesso principio del motore a spazzole. Vero è che grazie alla commutazione elettronica si riesce ad ottenere un maggiore densità di potenza. Motore piccolo con tanti HP.
Questo tipo di motore soffre di due problemi: 1) è poco elastico, con difficoltà copre le richieste di coppia di un autovettura, ancor meno su di un camion, per nulla sui trattori agricoli. 2) Se si surriscalda i magneti permanenti si spengono e la macchina diventa una carriola, perciò necessità di impianto di raffreddamento.
Non so cosa tu intenda per "motore Pacinotti", ma questi sono tutti motori sincroni (quindi AC), comandati sempre e solo da inverter, con controllo specifico che a regime genera correnti sinusoidali. Sono adottati nella quasi totalità delle auto elettriche ed ibride degli ultimi anni.
Nello specifico, i due principi di generazione della coppia in questo tipo di motori sono quello elettrodinamico (interazione tra campo dei magneti di rotore e correnti di statore) e quello di riluttanza variabile (interazione tra la corrente di statore ed il ferro di rotore).
A differenza dell'asincrono, non sono necessarie correnti di rotore, cosa non trascurabile per l'effetto che ha sulle perdite e sulla loro distribuzione. Sul fatto che i motori a magneti permanenti e perfino quelli solo a riluttanza siano potenzialmente più efficienti degli asincroni (specialmente a basso carico), c'è generale accordo nella letteratura scientifica (e, vista l'adozione molto diffusa, anche nell'industria automotive).
Al contrario di quello che dici, i motori come quello del video sono "elastici", perché il controllo permette di generare le tensioni necessarie a farli funzionare in un range di coppia e velocità molto ampio. Gli IPMSM sono stati usati in qualunque tipo di veicolo, oltre che in tantissime altre applicazioni. La riluttanza variabile permette il funzionamento a flusso ridotto (deflussaggio, o regime "a potenza costante"), in modo simile all'asincrono. Inoltre, le variazioni di coppia possono essere molto più veloci che in un asincrono, purché si conosca la posizione del rotore.

Dal punto di vista termico, hanno un grosso vantaggio rispetto agli asincroni. Infatti, tutti i motori necessitano di raffreddamento (tipicamente a liquido) per essere resi compatti. Assumendo parità di efficienza tra un sincrono (a magneti permanenti, a riluttanza o IPMSM) ed un asincrono, la quantità di calore da dissipare è la stessa. La grossa differenza, però, viene dal fatto che le perdite sul rotore (che nell'asincrono sono inevitabili, perché legate al funzionamento normale) sono molto difficili da dissipare.


Il futuro sarà nel motore asincrono di Ferraris, in particolare per le autovetture di uso comune e per i camion
Sono completamente in disaccordo, per i motivi che ho detto sopra. Anzi, si potrebbe prevedere che l'asincrono diventi una macchina obsoleta, anche in ambito industriale (specialmente perché è molto difficile costruire asincroni IE4 di taglia piccola, a costi competitivi).
A sostegno dell'asincrono ci sono poi altri fattori, in primis è "green" cioè fatto con materiali semplici, di facile reperibilità e riciclabilità non inquinanti, a differenza dei magneti a terre rare.
Poi è emerso dalla sperimentazioni che nelle realizzazioni con rotore a gabbia in rame anziché in alluminio, la densità di potenza si avvicina a quella di un repulsione a magneti standard.
Gli IPMSM o PMaSR si possono costruire anche con magneti a ferrite, che non usano terre rare.
C'è moltissima ricerca su questi argomenti. E' iniziata parecchi anni fa (anche o soprattutto in Italia), ma l'interesse si è riacceso anche a seguito dell'aumento di prezzo delle terre rare, nel 2012 (o 2011, non ricordo). Ci sono ovviamente anche i sincroni a riluttanza, che sono completamente senza magneti e senza gabbia (il costo su larga scala, a parità di efficienza, sarebbe notevolmente inferiore a quello dell'asincrono), permettono prestazioni superiori all'asincrono e sono potenzialmente più efficienti (si vedano i confronti sui motori ABB, anche nelle loro pubblicità).
La gabbia in rame è adottata ad esempio da Tesla (nei motori "vecchi"), ma è costosa e comunque non risolve tutti i problemi dell'asincrono in termini di efficienza.
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[6] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 26 dic 2020, 13:20

SandroCalligaro ha scritto:(deflussaggio, o regime "a potenza costante")

Credo di avere capito. 'Sto regime "a potenza costante" riguarda le velocità alte, non quelle basse, cosa quest'ultima che nel contesto in cui veniva annunziata mi aveva indotto a piacevoli fantasie.
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[7] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 26 dic 2020, 18:36

Noi, perché siamo un gruppo, lavoriamo su motori non convenzionali. Ciò a cui siamo giunti e frutto di studio e attenta osservazione strumentale, cioè con misure, rilievi e analisi di fenomeni che avvengono squisitamente nel rotore del motore elettrico di tipo asincrono, qui il controllore NON centra nulla, e anche FOC; DTC; SVM ecc. non sono coinvolti nel fenomeno in sé. Il de-flussaggio? Beh non è argomento di studio.
Sì è una cosa molto affascinate ciò che accade in questa tipologia di motore e quello che ti sei è immaginato è vero, i giri calano, la coppia cresce mentre la potenza resta costante, il tutto con flusso al 100%.
Non posso al momento spiegare il tutto, perché c’è un studio in corso con probabile brevetto, perciò sono tenuto alla riservatezza, anche se ritengo che le novità debbano trovare voce. Questa non è una lezione, è solo una notizia in anteprima.
Aggiungo, che anche altri atenei e centri di ricerca dislocati in India; Africa; Emirati Arabi; Cina e Sud Est Asiatico, stanno studiando la medesima tecnologia e siamo tutti in gara, mentre noi occidentali NON ce ne stiamo rendendo conto, convinti ormai di aver capito tutto sui motori elettrici, perché ci focalizziamo solo sul convertitore/controllore.
Sicuramente questi motori ce li ritroveremo nelle nostre auto, malgrado tutto ed è una buona cosa e un grande passo avanti per tutti.

Honda e Toyota stanno eliminando attualmente i motori a magneti permanenti sui loro nuovi modelli utilitari e stanno passando agli asincroni con rotore a gabbia in rame, tutto per questioni di costo e semplicità costruttiva del motore reperimento delle materie prime non ché con occhio all'ecologia. Anche Volkswagen ha intrapreso la stessa strada.
L’ottica dei costruttori è di produrre 30/40 milioni di pezzi anno.

I motori a magneti permanenti e a riluttanza e tutte le versioni ibride che ne sono derivate, hanno due problemi: costano, perché contengono materiali speciali e richiedono componenti complessi per il loro controllo e questa è una grossa difficoltà visti i numeri di cui si parla.
Altro problema, la loro elasticità. Se comparata con analogo motore a combustione dotato di cambio a 5 marce, esso offre un’apertura o ratio spread che va da 2 a 3, volendo rimanere in un funzionamento sicuro, poi si può arrivare a 10 per brevi istanti, uccidendo però la batteria a causa delle corrente. Occhio non siamo in Formula E, stiamo parlando di auto camion e furgoni.
Il ratio spread del cambio di una normale Panda è di 5,28. Nei camion si può arrivare 12, nei trattori agricoli, e qui viene il bello, questo valore è di circa 100. Per questa ragione l’applicazione del motore elettrico sul trattore agricolo è complicatissima.
L’obiettivo del motore asincrono di cui vi parlo è quello di eliminare, dove possibile, il cambio meccanico ma al contempo di consentire sempre un assorbimento di corrente limitato per preservare la durata della carica della batteria e il numero di cicli carica scarica che essa riesce ad offrire.
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[8] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 26 dic 2020, 19:18

Auguri
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[9] Re: Motore elettrico Tesla Model 3

Messaggioda Foto UtenteMeiko » 26 dic 2020, 20:52

Grazie EcoTan, ne abbiamo tanto bisogno. O_/
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