Исследование Роберта Сэнсона может проложить путь к производству электромобилей без редкоземельных магнитов. Подробности — к старту нашего флагманского курса по Data Science.
Роберт Сэнсон — прирождённый инженер. Изобретатель из Форт‐Пирса, Флорида, посчитал, что в свободное время завершил не менее 60 инженерных проектов: от аниматронных рук до скоростных беговых ботинок и картинга, который может развивать скорость более 112 километров в час. И ему всего 17.
Пару лет назад Сэнсон наткнулся на ролик о преимуществах и недостатках электромобилей. В видео объясняли, что для большинства двигателей электромобилей нужны магниты, изготовленные из редкоземельных элементов, добыча которых может стоить дорого как с финансовой, так и с экологической точки зрения. Необходимые редкоземельные материалы могут стоить сотни долларов за килограмм. Для сравнения: медь стоит 7,83 доллара США за килограмм.
«Интерес к электродвигателям у меня врождённый, — рассказывает Сэнсон, который использовал их в различных проектах по робототехнике. — Я хотел разрешить проблему экологичного производства и разработать другой двигатель».
Старшеклассник слышал о типе электродвигателя — синхронном реактивном двигателе, в котором эти редкоземельные материалы не используются. Этот тип двигателя используется для насосов и вентиляторов, но он недостаточно мощный для электромобиля. Сэнсон начал мозговой штурм, чтобы повысить его мощность.
За год Сэнсон создал прототип нового синхронного реактивного двигателя с крутящим моментом и эффективностью больше, чем у существующих двигателей. Прототип изготовлен из пластика, медных проводов и стального ротора и протестирован различными измерителями мощности. Скорость вращения двигателей определялась лазерным тахометром. В этом году работа принесла Сэнсону первую премию и $75 000 на Международной научно‐технической ярмарке Regeneron (ISEF) — крупнейшем [в США] конкурсе в науке, технологиях, инженерии и математике для старшеклассников.
Двигатели на постоянных магнитах состоят из неодима, самария и диспрозия. Эти материалы используются во многих продуктах широкого потребления, включая наушники и наушники‐вкладыши, объясняет профессор электротехники и вычислительной техники в университете Мичигана Хит Хофманн. Хофманн много работал над электромобилями, в том числе консультировал Tesla в области разработки алгоритмов управления их силовым приводом.
«Кажется, количество приложений магнитов становится всё больше и больше, — говорит он. — Многие материалы добываются в Китае, поэтому цена часто может зависеть от нашего торгового статуса с Китаем». Хофманн добавляет, что Tesla в своих двигателях недавно начала использовать постоянные магниты.
Для вращения ротора электродвигатели задействуют вращающиеся электромагнитные поля. Эти электромагнитные поля создаёт статор — катушки проволоки в неподвижной внешней части двигателя. В двигателях с постоянными магнитами магниты, прикреплённые к краю вращающегося ротора, создают магнитное поле, которое притягивается к противоположным полюсам вращающегося поля. Это притяжение раскручивает ротор.
В синхронных реактивных двигателях магнитов нет. Стальной ротор с прорезанными в нём воздушными зазорами выравнивается с вращающимся магнитным полем. Ключ к такому выравниванию — магнитное сопротивление. Крутящий момент создаётся, когда ротор и магнитное поле вращаются вместе, а увеличивается, когда увеличивается разница в магнетизме материалов — здесь это сталь и немагнитный воздушный зазор.
Сэнсон решил, что вместо воздушных зазоров может включить в двигатель другое магнитное поле. Это увеличило бы соотношение предельной и наименьшей индуктивности и, в свою очередь, увеличило крутящий момент. В конструкции есть и другие компоненты, но изобретатель не может раскрыть больше: в будущем он надеется запатентовать технологию.
В тестах на крутящий момент и эффективность новый двигатель превзошёл традиционный синхронный реактивный двигатель аналогичной конструкции.
«Как только у меня появилась эта первоначальная идея, мне пришлось сделать несколько прототипов, чтобы проверить, будет ли эта конструкция работать на самом деле, — говорит Сэнсон. — У меня нет огромного количества ресурсов для создания очень продвинутых двигателей, поэтому мне пришлось сделать уменьшенную версию — модель в масштабе — с помощью 3D‐принтера».
Прежде чем он смог проверить конструкцию, потребовалось несколько прототипов.
«На самом деле у меня не было наставника, который мог бы мне помочь, поэтому каждый раз, когда двигатель выходил из строя, мне приходилось проводить массу исследований и пытаться устранять неполадки, — говорит он. — Но в итоге я смог получить работающий прототип на 15‐м двигателе».
Сэнсон проверил крутящий момент и эффективность своего двигателя, а затем — для сравнения — изменил его конфигурацию так, чтобы он работал как более традиционный синхронный реактивный двигатель. Он обнаружил, что при 300 оборотах в минуту его новая конструкция даёт крутящий момент больше на 39% и на 31% повышает эффективность.
При 750 об./мин эффективность увеличилась на 37%. Он не мог тестировать прототип при более высоких оборотах: пластиковые детали перегревались. Этот урок он усвоил на собственном горьком опыте, когда один из прототипов расплавился прямо на столе, рассказывает он подкасту Top of the Class.
Для сравнения: двигатель Tesla Model S может развивать скорость до 18 000 об./мин, объяснил главный конструктор двигателей компании Константинос Ласкарис в интервью 2016 года Кристиану Руоффу для журнала об электромобилях Charged.
Сэнсон подтвердил свои результаты во втором эксперименте, где «выделил теоретический принцип, согласно которому новая конструкция создаёт явно выраженные магнитные полюса». По сути, этот эксперимент исключил все другие переменные и подтвердил, что улучшения крутящего момента и эффективности в его конструкции коррелируют с бо́льшим отношением предельной и наименьшей индуктивностей.
«Он определённо правильно смотрит на вещи, — говорит Хофманн о Сэнсоне. — Есть потенциал, это может стать следующей вехой». Однако он добавляет, что многие профессора работают над исследованиями всю свою жизнь, и «в конечном счёте они довольно редко завоёвывают мир».
Хофманн говорит, что материалы для синхронных реактивных двигателей недороги, но машины сложные и, как известно, производить их трудно. Таким образом, препятствие для их широкого применения и основное ограничение для изобретения Сэнсона — высокие производственные затраты.
Сэнсон соглашается с Хофманном, но говорит: «с новыми технологиями (например, 3D‐печатью), в будущем создать двигатель было бы проще».
Сейчас Сэнсон работает над расчётами и трёхмерным моделированием 16‐й версии своего двигателя, которую он планирует построить из более прочных материалов, чтобы протестировать её на более высоких оборотах. Если его двигатель продолжит работать с высокой скоростью и эффективностью, Сэнсон продвинется вперёд в процессе патентования.
Будучи старшеклассником Центральной средней школы Форт‐Пирса, Сэнсон мечтает поступить в Массачусетский технологический институт. Его выигрыш от ISEF пойдёт на оплату обучения в колледже.
Сэнсон говорит, что изначально не планировал участвовать в конкурсе. Но когда он узнал, что одно из его занятий позволило ему завершить годовой исследовательский проект и статью по выбранной им теме, то решил воспользоваться возможностью и продолжить работу над своим двигателем.
«Я подумал, если смогу вложить в это много энергии, то смогу также сделать это проектом научной выставки и участвовать с проектом в конкурсах», — объясняет он. После хороших результатов на районных и государственных соревнованиях он перешёл к ISEF.
Сэнсон ждёт следующего этапа испытаний, прежде чем обратиться к какой‐либо автомобильной компании, и даже надеется, что однажды его двигатель станет для электромобилей предпочтительным.
«Редкоземельные материалы в существующих электродвигателях — основная причина, подрывающая производство электромобилей. — утверждает он. — Увидеть день, когда производство электромобилей станет проще благодаря помощи моей новой конструкции двигателя, — это было бы сбывшейся мечтой».
А мы поможем прокачать ваши навыки или с самого начала освоить профессию, актуальную в любое время:
Комментарии (104)
AlexSyz
15.08.2022 15:06+4Я читал что Тесла не использует редкоземельные магниты. Если это так, имеет смысл убрать упоминания о редкоземельных магнитах и больше сконцентрироваться на основной идее:
вместо воздушных зазоров может включить в двигатель другое магнитное поле. Это увеличило бы соотношение предельной и наименьшей индуктивности и, в свою очередь, увеличило крутящий момент.
saege5b
15.08.2022 15:41Если электромобиль можно буксировать неограниченное количество времени на любой скорости - магнитов там точно нет, или трансмиссия хорошая.
Вариант с посторонним магнитным полем - подать туда ток :)
iig
15.08.2022 16:35подать туда ток
Слишком много тока не подашь - расплавится. Нужны сверхпроводники, желательно для комнатной температуры.
saege5b
15.08.2022 16:52ВТСП много проблем решит, это да...
AlchemistDark
15.08.2022 18:15Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), это те, для которых жидкий азот используется вместо более дорого жидкого гелия. Они давно существуют и используются. А вот сверхпроводники, работающие при 20°C вероятнее всего не возможны на нашем техническом уровне. Температурные колебания разрушают куперовские пары.
saege5b
15.08.2022 18:22Да там всего миллионов 10 атмосфер и уже при комнатной температуре :)
AlchemistDark
15.08.2022 18:36Про это я слышал. Но работать с жидким азотом при существующих технологиях как-то попроще ????
Z2K
15.08.2022 17:36Да, это так, лучший электродвигатель (сверхмощный) на магнитах со сверхпроводящей обмоткой, парочка существует, но дальше забили болт. Очень дорого наверное. Дешевле на постоянных магнитах.
brotchen
15.08.2022 16:03+5Сэнсон решил, что вместо воздушных зазоров может включить в двигатель другое магнитное поле.
Это как в обычном (не реактивном) синхронном двигателе: электромагнит на роторе?
В общем, как-то так как описано в статье, развивалась электротехника примерно 100-130 лет назад. Энтузиасты что-то крутили, улучшали. Сейчас, кажется, уже поздно для таких подходов.
brotchen
15.08.2022 16:11+1Возможное улучшение перевода:
less sustainable - менее дружественный к окружающей среде; требующий больше природных ресурсов.У слова sustainable есть отдельное экологическое значение. "Менее устойчивый" просто не имеет смысла в контексте рассказа.
Lazytech
15.08.2022 16:21Я бы малость исказил смысл оригинала: "из менее доступных материалов". Хотя по прогнозам из-за развития "зеленой" энергетики и роста количества электромобилей в ближайшие несколько лет медь тоже может стать дефицитным металлом.
Will The Copper Deficit Derail The Renewable Revolution?
https://www.forbes.com/sites/rrapier/2021/09/17/will-the-copper-deficit-derail-the-renewable-revolution/
stranger777
15.08.2022 17:18Да, вы правы. При этом существует проблема именно устойчивости асинхронных электродвигателей (способности двигателя восстанавливать установившуюся частоту вращения при кратковременных возмущениях), которая прямо относится к его эффективности.
То есть новая конструкция, в том числе, повышая эффективность двигателя, решает именно проблему устойчивости (асинхронных двигателей), а не только проблему ресурсов. В таких ситуациях носитель языка может употреблять омоним — его прочитают и поймут оба смысла, а при переводе приходится разносить два значения по тексту, чтобы охватить оба.
K0styan
15.08.2022 18:41+4Носитель английского как раз разные слова будет использовать. Устойчивость в смысле динамических систем - это stability, а не sustainability.
stranger777
15.08.2022 19:11Да, вы правы. Ушёл читать тексты на свободную тему, чтобы так не ошибаться. Спасибо.
m1ke
15.08.2022 19:00+2В новой работе речь про асинхронные двигатели вообще не идет; более того, проблема устойчивости в электромобильном применении асинхронников вообще не стоит, так как используется частотный привод, НЯП.
hurtavy
15.08.2022 16:13+2Ну... В мае прошлого года немцы создали движок без магнитов. И даже электромобиль склепали для проверки. Там ещё и беспроводная передача энергии, чтоб избавиться от скользящих контактов. И то же объяснение: китай, дорогие редкие земли...
Sartorio
15.08.2022 20:14Там ещё и беспроводная передача энергии
Скорее без щёточная (без контактная) передача энергии на ротор. Известна давно, но снижает суммарный КПД вращающейся электрической машины.hurtavy
15.08.2022 20:46Да, скорее всего вы правы. Из текста статьи про тот движок: "The central feature of the new motor is the inductive and thus contactless power transmission — this allows the motor to operate wear-free and particularly efficiently at high speeds. The efficiency is above 95% at almost all operating points "
checkpoint
15.08.2022 16:15+9Сэнсон решил, что вместо воздушных зазоров может включить в двигатель другое магнитное поле.
Он погрузил ротор мотора в магнитопроводящую жидкость или что ? Кто-то может сказать что за сущность такая "другое магнитное поле" и как "воздушный зазор" можно заменить "полем" ? Это бред переводчика или журналиста ?
Didimus
15.08.2022 16:26+10Пока что выглядит как дуюновщина. Этот перевод нуждается в улучшении / проверке
balamutang
15.08.2022 16:51+44Было бы здорово если бы SkillFactory уменьшил бы воздушный зазор между собой и человеком со скиллами переводчика.
checkpoint
15.08.2022 17:08+4Посмотрел в оригинал - там все то же самое:
Instead of using air gaps, Sansone thought he could incorporate another magnetic field into a motor.
Таким образом автор стать пытается не расрыть никаких "know-how", но показать на сколько парень крут.
sim2q
15.08.2022 16:28+2на стенде видны три двухканальных усилителя D-class, скорее всего через них закачивается трёхфазный синус (ну а что ещё?)
iliabvf
15.08.2022 16:38Парень с дома имеет нужное ему оборудование, так же, даже гос школы США имеют хорошее оснащение всем нужным. Помнится еще в СССР мы в школе запускали ракеты, мастерили разные устройства, получали лучшие журналы о технике и электронике.
С другой стороны, был вроде как GEOHOT, нашумевший о лучшем автопилоте, куда-то пропал. Видимо все-таки не зря лучшие инженеры бьются головой в крупных компаниях в команде, а не в гаражах по одиночке...
checkpoint
15.08.2022 17:12+6Многие современные Российские школы имеют классы оборудованые всякими 3D принтерами и Ардуинами, только есть две проблемы: 1) заниматься в них никто не хочет, 2) преподавать тоже никто не хочет. Что является следствием чего пока сказать трудно.
yaguarundi
15.08.2022 18:06+9Я слышал другое.
Есть люди, которые хотят преподавать. Но преподавание в школе сейчас крайне забюрократизировано. Например, без педагогического образования не подпустят. Так отсеивается много людей из области инженерного творчества.
balamutang
15.08.2022 18:31+7Более того, попались случайно вакансии новой школы - там даже айтишники требуются с педобразованием, что эникей, что зам директора по IT. И все это на оклад 40тр
checkpoint
15.08.2022 18:52+1В том числе. Но основная проблема - катастрофически низкие зарплаты, ни один инженер не будет работать за такие деньги, которые платят учителям.
Kolobrod72
15.08.2022 18:56+2Это не проблема, проходятся (1-2)месячные курсы, получаются корочки "педагог-организатор" - по крайней мере, внеурочку вести можно, а может и не только. Но бюрократия - это да... Программа обучения, поурочные планы и т.д. и т.п.
rPman
15.08.2022 20:49+2Вы бы посмотрели какие 3D принтеры туда поставляют, на столько отвратные, что ни о каком их адекватном использовании речи и не идет.
Проблема российских школ не в ардуинах, а в совсем другом, в особой выстроенной системе в стране и повальной нищете, везде и всюду.checkpoint
15.08.2022 23:11Про качество 3D принтеров не знаю, но ардуины самые обычные. В любом случае умелый товарищ нашел бы применение и тем и другим и детей бы увлек, да нет таких (за редким исключением). И причина одна - отсутствие должного финансирования людей, а не стройки. Директору школы гораздо проще выбить финансирование на укладку асфальта или постройку новой спорт-площадки, чем на зарплату людям. Не спорю, спорт-площадки тоже нужны и важны, но кто на них будет заниматься с детьми в отсутствие физрука ?
saboteur_kiev
16.08.2022 01:14На 75 килобаксов можно купить достаточно много оборудования, или заказать готовые изделия из более прочных материалов, главное сделать схему и оформить заказ.
В общем парню удачи. А что из этого выйдет - посмотрим.
Paskin
15.08.2022 16:39+5Не совсем понятно, что мешает юному гению взять свои трехмерные компьютерные модели и отнести ближайшему токарю/фрезеровщику. Который за час-полтора выточит все необходимые детали из обычной стали 40 - расплавить которую в процессе опытов будет трудновато. Заодно не придется ничего 3D-печатать...
Кстати, вопрос знатокам физики. Если у него столько энергии уходит в тепло, что плавится пластик - может с эффективностью там не все так радужно?
konst90
15.08.2022 17:18+1Там не так много надо. У меня распечатанная на 3D-принтере деталь потекла в жаркий день внутри машины.
Paskin
15.08.2022 23:01+3Тем более. Уж очень на "болгенос" смахивает - тут и 3D печать, и "новые физические принципы" и даже карт на 112 км/ч (скорость, до которой не проблема разогнать большинство прокатных картов, "открыв" ограничитель скорости - тем более, если посадить за руль худощавого подростка).
RTFM13
16.08.2022 18:30Чтобы отнести токарю фрезеровщику надо еще быть конструктором/прочнистом/технологом. В 17 лет, думаю, сложновато совмещать это всё. 3Д принтер всё же более всеяден и печатает почти всё что угодно.
Судя по проводочкам мощность двигателя ватт 200 от силы, что примерно соответствует блоку питания на столе.
Хотя судя по тому как разложены предметы на столе, больше похоже, что с ними не работают, а составляют опись (там и журнальчик с ручкой как раз лежат).
При таком размере двигателя, чтобы претендовать на рекорды удельных характеристик, надо чтобы его мощность была в 50-100 раз больше.
Paskin
16.08.2022 23:14Не совсем понял вашу мысль. Если какую-то деталь можно напечатать на 3Д-принтере из пластика - сделанная на фрезере/токарном из стали такая же будет намного точнее и прочнее. Я знаю про полые лопатки турбин, сопла ракетных двигателей с каналами охлаждения и прочий аддитивный экстрим - но тут явно речь ни о чем таком не идет.
RTFM13
17.08.2022 17:13Если кратко, как вы собираетесь, например, фрезеровать карман с внутренними углами между стенками без скругления? И таких нюансов миллион.
И если мы говорим про рекордные удельные характеристики, то вряд ли такое получится нарисовать на глазок.
Paskin
18.08.2022 02:23+1Не уверен, что я понимаю о каком кармане идет речь - но на любом заводе для подобных целей есть долбежно-строгальные станки. Но мы говорим не про квадратных коней в вакууме - а про более-менее обычный электродвигатель. У парня уже есть чертежи всех частей - вопрос только, почему он пытается их печатать из легкоплавкого пластика.
Neom1an
15.08.2022 16:42+5Вообще парень, конечно, честно себе зарабатывает пропуск в MIT. Показывает, что может таки думать, как инженер
checkpoint
15.08.2022 17:23+1За парня, безусловно, можно и нужно порадоваться. Но что зарабатывает себе автор статьи с такой подачей материала ?
Margaret Osborne is a freelance journalist based in the southwestern U.S. Her work has appeared in the Sag Harbor Express and has aired on WSHU Public Radio.
Одно слово - публицист.
Bedal
15.08.2022 16:44+9Ну, так себе новость, почти обыденность для промышленности
Преимущества СРД:
ГОСТ на такие двигатели — аж из 87го года, ГОСТ 27471-87. Преобразователи для векторного управления ими вполне серийно выпускаются.
1. Простота и надежность ротора, состоящего из тонколистовой электротехнической стали, без магнитов и короткозамкнутой обмотки;
2. Низкий нагрев. Так как в роторе нет обмоток, поэтому через него не протекает активный ток с выделением тепла. Это положительно сказывается на сроке жизни подшипников, а также на коэффициенте полезного действия системы. Так как снижаются потери на нагрев, то номинальный ток двигателя может быть завышен, что позволяет получить (при аналогичной мощности) более высокий момент (на 20-40%), чем у асинхронного двигателя.
3. Отсутствие магнитов. Из-за этого снижается конечная цена двигателя, так как при производстве не используются редкоземельные элементы.
4. Низкий момент инерции ротора. Так как ротор представляет собой болванку без магнитов и обмоток, которые увеличивают этот показатель в асинхронных двигателях и двигателях с постоянными магнитами. Соответственно, уменьшается типоразмер двигателей. Из чего вытекает следующее преимущество.
5. Меньшие габариты при той же мощности в сравнении с АД.
6. Высокий КПД и cosφ (косинус фи). При работе от сети, а такие двигатели в старых системах работали от сети и снабжались дополнительной пусковой обмоткой на роторе, СРД демонстрировали не лучшие энергетические показатели, но применяя специализированный преобразователь частоты, например, YASKAWA GA700 и GA500, разработанный для работы с синхронными реактивными двигателями, картина в корне меняется. В таких преобразователях происходит разделение между сетью и питающим напряжением двигателя, а программное обеспечение позволяет корректировать выходной ток, создавая наиболее благоприятные условия работы двигателя (в GA700 режим EZOLV). Таким образом СРД оставляет за собой все преимущества, описанные выше, избегая недостатков возникавших ранее при работе от сети. Если все – таки происходит снижение коэффициента мощности, это может означать, что для данного применения должен быть выбран преобразователь на больший номинальный ток.
7. Абсолютно жесткая механическая характеристика в разомкнутой системе. Это говорит о том, что двигатель способен поддерживать скорость на заданном уровне с большой точностью, до тех пор, пока момент не превысит максимальное значение.
Недостатки СРД:
1. Пуск и работа СРД возможны только от преобразователя частоты. Бездатчиковая система управления отслеживания положения ротора является необходимым условием работы синхронного реактивного двигателя. Преобразователь в каждый момент времени отслеживает потребляемый ток двигателя, так как при повороте вала изменяется магнитное сопротивление в зазоре, и формирует магнитное поле в соответствии с этим изменением, добиваясь высокой производительности.
2. Низкий коэффициент мощности при работе с ослаблением поля. СРД демонстрируют лучшие энергетические показатели при работе в зоне насыщения. При выходе на повышенную скорость, необходимо уменьшить ток намагничивания машины id, в результате чего, заметно упадет момент двигателя, а коэффициент мощности резко снизится в следствие потребления большего реактивного тока. Поэтому для применений в которых осуществляется работа на повышенных скоростях такие двигатели лучше не использовать.
Пацан, тем не менее, конечно, молодец.
Indemsys
15.08.2022 17:32+6Видимо его заслуга в том, что методом тыка в симуляторе типа COMSOL нашёл геометрию зазоров в роторе увеличивающих момент.
Кто имеет доступ к мощным компьютерам действительно могут делать серьёзные открытия просто перебирая варианты методом Монте-Карло.
Но ещё хитрость в том, что прирост эффективности декларируется при сравнении самых худших SinRM моторов с самым лучшим режимом его мотора.Но проблема его исследования в неопределённостях в плане масштабирования, технологичности, термоустойчивости как минимум.
Такие открытия мне напоминают в какой-то степени майнинг крипты. Выбирай технологическую отрасль с хаотичными вычислительно-ёмкими исследованиями и начинай майнить результаты. Вот наверно в реверсе геномов тоже скоро появятся юные первооткрыватели.
balamutang
15.08.2022 18:35Кстати на ютубе полно роликов как сделать из автомобильного генератора электродвигатель, это не тоже самое что и СРД?
Spiritschaser
15.08.2022 18:52Я бы не назвал преобразователь частоты недостатком. Для высокого КПД и вообще в наше время маст хэв.
Bedal
15.08.2022 18:56а кто сказал «недостаток»? Векторное управление для транспортных движков сейчас вообще стандарт.
MrKirushko
15.08.2022 22:08+2Короче говоря, чувак решил вернуться в начало 20 века когда мощных постоянных магнитов не было и для серьезных двигателей использовали электромагнитное возбуждение. Единственное отличие - для питания этого электромагнита вместо 2-х контактных дисков и щеток (которые в отличие от искрящих наборных коллекторов двигателей постоянного тока работают очень долго, потерь создают очень мало и изнашиваются очень медленно) он предлагает использовать еще одну пару катушек работающую на достаточно высокой частоте чтобы основная часть двигателя от этого узла не забирала энергию, выпрямлять, сглаживать, и то что получится подавать на питание этой катушки возбуждения.
В общем то, основные минусы этой затеи те же что и у старых вариантов: сниженный КПД из за постоянного нагрева обмотки возбуждения и риск ухода двигателей в разнос при таких сценариях неисправностей когда на ней появляется ЭДС пропорциональная скорости вращения. А в добавок к старым минусам еще и появляется необходимость иметь электронные компоненты и печатную плату на роторе, что явно не поспособствует их долгой и надежной работе. Из плюсов - более простая (хотя и сильно нелинейная) регулировка момента двигателя в широком диапазоне и возможность оптимизации двигателя под разные диапазоны оборотов прямо на ходу (оптимальный КПД ниже, но можно добиться лучшего КПД в неоптимальных режимах).
В общем, тема по сути не новая и зачем оно надо сегодня когда даже на Авито продаются частотные и даже векторные регуляторы для асинхронников - непонятно. Только если поиграться.
Indemsys
15.08.2022 22:32+2Сами придумали или ссылку имеете?
На фотографиях его стенда от мотора идут всего 6-ть проводов на 3-и драйвера.
Да и в оригинальной презентации сказано, что ротор был просто вырезан на CNC и ничего больше.
NiTr0_ua
16.08.2022 00:10+1синхронный двигатель в принципе не способен уйти в разнос.
а вот с асинхронником равной мощности бы сравнить интересно было - момент, габариты, кпд...
Alecksey1978
16.08.2022 00:55+1Синхронные реактивные машины ну совсем не подходят для электрического транспорта.
Почитайте тут: https://mpei.ru/diss/Lists/FilesDissertations/365-Диссертация.pdf
Страница 76 и далее. Очень быстро падает мощность после номинальной скорости.
А на самом деле рядом лежи стартап tunetide и прочие с подобными инновациями.
webhamster
16.08.2022 09:57+2Статья переведена отвратительно, либо исходник на английском некачественный. Не предложения, а сплошная белиберда. Информационной ценности ноль.
Neom1an
Очередная реинкарнация мифа, что в глубинке живёт неизвестный миру гений, который легко утрет нос ведущим научным группам во всём мире практически бесплатно
ZekaVasch
Их таких много , а на руси так еще больше.
Breathe_the_pressure
Скучные обои всему виной. Меняешь, меняешь, одно и тоже постоянно. :)
vvviperrr
за океаном не меньше, там есть свои бабушкины и поповы - https://youtu.be/otjvUz7qKXc
ZekaVasch
да у нас в любой деревне поприличнее этих изобретателей....
Вариантов же всего 2 пить или рукоделить. У иного рукодельника в огороде валяется по 4 трактора и 3 теслы, и вот из них он собирает вертолет в часы досуга. А винт несущий из березы точит
j_aleks
Francyz
Ага и мать входила в совет директоров организации United Way of America, а отец был каким-то топовым юристом со статусами и дедушка был вице-президентом Национального банка. Поэтому ему бросить школу можно было без проблем.
vassabi
... сколько ребят с такими вот родственниками - загибаются от передоза и занимаются х%%ней
balamutang
Да и он чуть не загнулся если почитать его историю.
А если бы не Возняк то и не было никаких Apple I и тд. Технарем был Возняк, Джобс - гениальный маркетолог.
LevPos
Родные или приёмные?
Steve Jobs
Francyz
Читаю: Гараж, Бросил школу, Стал известен - по умолчанию воспринимаю "Билл гейтс" )))) Стив Джобс на втором месте почему то.
singeorange
"Мы, русские, вообще очень умный народ.
Особенно евреи."
ZekaVasch
Я про других, которые не в городах.
В городах тоже есть изобретатели. Но реже, в городах есть чем заниматься.
uhf
Интересно, был ли в истории хоть один такой случай.
anone9465
Были, но очень давно и редко. Помню только самый известный случай:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Земмельвейс,%D0%98%D0%B3%D0%BD%D0%B0%D1%86%D0%A4%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%BF%D0%BF
balamutang
Старые добрые времена, когда все научные знания мира еще могли поместиться в голову одного человека.
Neom1an
Что-то такое я читал в "Геперболоиде инженера Гарина" и в книгах про Незнайку. Ещё в Футураме профессор постоянно что-то гениальное выпиливает
vvviperrr
>Геперболоиде
испанский стыд...
StanislavHabr
Ткань же "гипюр" называется. Гипюрболоид!
Didimus
Галоперидолоболоид
Porohovnik
Из прошлого века:
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Гулиа,_Нурбей_Владимирович
Vsevo10d
Дело даже не в том, что гений, а в том, что он обязательно улучшит что-то, что не сделали до него за сто лет: ДВС, электромотор, фотоэлементы, радиопередатчик. Причем не в лабораторных условиях испытательного стенда, где лучшие инженеры какой-нибудь команды Формулы-1 борются за десятые процента оптимизации и эффективности, а так, из гаражных инструментов и волмартовских расходников. Талантливый-то ради Бога, убивает вот именно эта обязательно фигурирующая "прорЫвность".
darthmaul
Дело не в гениальности, а в том, что современный двигатель на редкоземельных магнитах уже практически идеальная машина, КПД за 95% в широком диапазоне режимов
AKudinov
Далеко не всё с электродвигателями радужно. Вот здесь, например:
https://habr.com/ru/company/npf_vektor/blog/371749/
пишут, что далеко не всё так радужно, и у Теслы, для достижения крутящего момента на высоких оборотах, двигатель "переразмерен" (т.е. его мощность значительно превышает номинальную) в несколько раз.
И заметьте: речь идёт не о повышении КПД, а о решении проблемы с зависимостью от редкоземельных металлов.
darthmaul
Во - первых, не вижк никакой проблемы в "избыточной" мощности. "Мощность" торможения в большинстве авто превышает оную у двигателя так что такой "избыточный" мотор позволит чаще тормозить рекуперацией и меньше использовать колодки. Во - вторых, асинхронники на новых теслах заменили на редкоземельный т.к последние эффективнее (особенно в рекуперации) и таким образом новые теслы на той же батареи имеют немного больший запас хода. И да, у Китая монополия просто ввиду более адекватных экологических регуляций, запасы неодима есть и в США - но их добывать невыгодно стараниями EPA
technomancer
Адекватность - она разная бывает.
Вот у Вас есть возможность распахать лужайку своего дома и добывать из неё некие... ну пусть кабачки. И есть возможность покупать кабачки у соседа Ли, причём по такой цене, что Вы ТОЧНО можете себе это позволить. А ещё из этого дома ни Вы, ни Ваши дети, ни их внуки никогда не смогут переехать. И учёные говорят, что запас кабачков не безграничен. Будете копать?
Ivan22
Ну тем не менее иметь технологию позволяющую делать кобачковую икру из крапивы все равно не помешает
tvr
Пфф, кОбачковую икру из крапивы? Да лехко.
Skigh
А ещё у соседа Ли приемные дети постоянно ходят с синяками, и ещё он задирает соседа Лю, у которого вкусная клубника… И на попытки его придержать сосед Ли грозится перестать продавать свои кабачки. А собственные кабачки вырастить — нужно время и опыт…
SdrRos
Запас по мощности в электроустановках всегда делается, практически все электрические устройства (трансформаторы, моторы) могут работать с превышением номинальных значений какое-то время (время работы часто определяется только охлаждением). Редкоземельные металлы начали в моторах использовать относительно недавно, до сих пор самый популярный тип это асинхронный мотор состоящий из железа, алюминия и меди.
sim31r
Потому что инверторы появились малогабаритные и мощные, транзисторы что на частотах под 1 МГц управляют токами в тысячи ампер.
Shiaju
Мне вот тоже интересно стало, как он на 31% увеличил эффективность машины с КПД 95%? Либо опять ученый изнасиловал журналиста, либо очередной Росси.
dragonnur
100-95 = 5 % потерь, 5*0.31 ~1,5 % улучшений и итоговый кпд 96,5 %. Наверное, так (с)
Nikoobraz
Если я правильно понял, то речь идет об увеличении эффективности относительно других представителей такого же класса двигателей, который синхронный реактивный, а не того, что в теслах стоит.
LevPos
Не относительно других, а его же двигателя в другой конфигурации:
sergej_pipets
А представь - он ещё 37% КПД добавил!!!
dim111
Ну это заголовок такой. А по статье если почитать то парень просто занимается изучением в кайф что поступить в MIT и работать потом в такой ведущей научной группе. Молодец что сказать то.
Tarakanator
Научных групп на все направления не хватит. Так что я верю в том, что может найтись одиночка, которому повезло наткнуться на золотую жилу.
Но конечно в каждом конкретном случае более веротяно что журналисты раздули из мухи слона.
Neom1an
Блаженны верующие ибо...