Los ingenieros de Tesla Motors eligen un diseño de motor impresionante para el Modelo 3
Los ingenieros de Tesla Motors han tomado una notable decisión de diseño para su Tesla Model 3. Han decidido abandonar los motores de inducción convencionales y sustituirlos por un nuevo tipo de motor llamado IPM Syn RM. Estos motores tienen un diseño completamente diferente y utilizan acción tanto magnética como de reluctancia. La gran noticia es que Tesla Motors también ha comenzado a sustituir los motores de inducción de su Model S por estos nuevos motores. Exploremos cómo funcionan estos motores y qué hace que el IPM Syn RM sea tan especial.
Entendiendo el motor eléctrico del Tesla Model S
Antes de profundizar en el IPM Syn RM, primero comprendamos el motor eléctrico del Model S. El motor de inducción del Model S tiene una parte giratoria compuesta de barras conductoras. Las corrientes alternas de los paquetes de baterías fluyen hacia los devanados exteriores del motor, creando un campo magnético giratorio. Este campo interactúa con las barras del rotor, generando fuerzas electromotrices que hacen girar el rotor. Sin embargo, este tipo de motor no es el más eficiente y pierde energía para generar corrientes en las barras del rotor.
Ingrese el motor IPM (imán permanente interior)
Entonces, ¿Cómo abordamos los problemas de eficiencia y par de arranque del motor de inducción? La respuesta está en una tecnología de motores basada en imanes permanentes: los motores PM. Estos motores funcionan utilizando la atracción entre dos campos magnéticos. Proporcionan un mejor par de arranque y no experimentan pérdida de energía en el rotor. Al reemplazar el rotor de jaula de ardilla del motor de inducción por un rotor de imán permanente, podemos lograr un rendimiento aún mejor.
Los beneficios del par de reluctancia
Sin embargo, los motores de imanes permanentes tienen sus limitaciones cuando se trata de aplicaciones de alta velocidad debido a la fuerza contraelectromotriz (fem) que generan. Aquí es donde entra en juego el concepto de desgana. La desgana se refiere a la capacidad de un medio para oponerse a los campos magnéticos. Al utilizar el par de reluctancia, podemos diseñar motores que funcionen de manera eficiente incluso a altas velocidades.
Integración de tecnologías PM y SynRM
Entonces, ¿Cómo combinamos los beneficios de los motores de imanes permanentes y los motores de reluctancia síncronos (SynRM)? Tesla Motors logró esto integrando las dos tecnologías y colocando imanes permanentes en las ranuras del núcleo de hierro del motor SynRM. Este diseño, conocido como motor de reluctancia síncrono de imán permanente interno (IPM Syn RM), reduce los efectos de los imanes en el devanado del estator, lo que genera mayores eficiencias y reduce los problemas de contrafem. La permeabilidad relativa de los imanes es similar a la del aire, oponiéndose al campo magnético y generando un par de reluctancia.
Eficiencia y par a cualquier velocidad
El motor IPM Syn RM combina lo mejor de ambos mundos: la eficiencia de los motores de imanes permanentes y el par de los motores de reluctancia síncronos. Al controlar cuidadosamente la posición del rotor, Tesla Motors garantiza la máxima producción de par. Al arrancar, el motor funciona en un ángulo de unos 50 grados, proporcionando el par máximo. A altas velocidades, el motor alinea el rotor en dirección opuesta al campo magnético permanente, lo que reduce la fuerza contraelectromotriz y depende más del efecto de reluctancia para la producción de par.
Un motor eléctrico prometedor para el mundo de los vehículos eléctricos
El motor IPM Syn RM, visto en el Tesla Model 3 y la versión 2019 del Model S, representa un avance significativo en la tecnología de motores eléctricos. Con eficiencias de hasta el 96%, estos motores superan a los motores de inducción tradicionales. La integración de imanes permanentes y tecnología de reluctancia establece nuevos estándares en el mundo de los vehículos eléctricos en materia de eficiencia y par. Las inteligentes decisiones de diseño de Tesla han dado origen a un prometedor motor eléctrico que está impulsando la industria de los vehículos eléctricos.
Conclusión
El motor IPM Syn RM del Tesla Model 3 es un testimonio de la innovación y el ingenio de los ingenieros de Tesla Motors. Al combinar los beneficios de los imanes permanentes y la tecnología de reluctancia, Tesla ha creado un motor que sobresale tanto en eficiencia como en torque en un rango de velocidades. Este motor representa un importante paso adelante en la tecnología de motores eléctricos y establece nuevos estándares para la industria de los vehículos eléctricos.
