Mengembangkan Tesla Model 3

Tesla Motors telah menghasilkan desain yang luar biasa saat mengembangkan Tesla Model 3. Mereka mengambil langkah inovatif dengan meninggalk...

Tesla Motors telah menghasilkan desain yang luar biasa saat mengembangkan Tesla Model 3. Mereka mengambil langkah inovatif dengan meninggalkan motor induksi yang umum digunakan dan telah teruji, dan menggantinya dengan tipe motor baru. Mari kita telaah lebih dalam bagaimana motor ini beroperasi dan apa yang membuatnya istimewa. Sebelum kita melangkah ke detailnya, mari kita memahami terlebih dahulu motor listrik tipe S, yang dikenal sebagai motor induksi. Seperti yang terlihat, bagian yang berputar adalah susunan konduktor silang. Arus bolak-balik dari baterai mengalir ke lilitan luar motor, menciptakan medan magnet berputar. Medan ini berinteraksi dengan rotor dan menghasilkan gaya listrik yang mengalir di dalamnya. Meskipun efisien, motor ini tidak memenuhi standar yang diinginkan. Misalnya, dalam perjalanan panjang pada kecepatan konstan, motor ini kehilangan energi hingga tiga hingga empat persen untuk menghasilkan arus pada rotor, yang tentu saja tidak efisien. Selain itu, dalam mobil listrik, torsi awal adalah parameter kinerja kunci. Meskipun motor induksi memiliki torsi awal yang lebih baik daripada mesin pembakaran dalam (ICE), ada teknologi motor lain yang memberikan torsi awal lebih baik dengan ukuran motor yang serupa, yaitu teknologi motor berbasis magnet permanen. Motor magnet permanen (PM) bekerja melalui daya tarik antara dua medan magnet yang mereka hasilkan. Motor ini memberikan torsi yang baik ketika dikendalikan dan tidak mengalami kehilangan energi pada rotor. Rotor magnet permanen efisien dapat dirancang dengan meletakkan magnet permanen di sekitar silinder besi padat. Mengapa tidak menggantikan rotor konvensional dengan empat magnet permanen? Ini akan menciptakan medan magnet gabungan. Bentuk medan magnet ini penting untuk dianalisis lebih lanjut.

Dengan pemahaman yang sedikit, bentuk medan magnet gabungan dari empat magnet dapat diatur seperti yang ditunjukkan. Interaksi gaya antara medan magnet berputar dan medan magnet gabungan ini menghasilkan torsi pada rotor. Sudut ini adalah posisi yang tepat untuk memulai mobil listrik Anda. Tugas pengontrol pintar adalah mempertahankan sudut ini atau menyesuaikan sudut selanjutnya. Rotor dalam desain ini tidak memiliki arus induksi, yang mengurangi energi yang dibutuhkan dan meningkatkan efisiensi motor, sambil memberikan torsi awal yang lebih besar. Meskipun motor magnet permanen memberikan torsi awal yang baik saat memulai atau mendaki bukit, performanya menurun pada kecepatan tinggi. Ini disebabkan oleh medan magnet yang terhubung dengan lilitan stator, yang menghasilkan medan belakang EMF. Semakin tinggi kecepatan rotor, semakin tinggi EMF yang dihasilkan, mengakibatkan kinerja buruk pada kecepatan tinggi. Selain itu, magnet yang kuat juga menghasilkan nilai histeresis yang tinggi, menyebabkan peningkatan panas dalam mesin. Namun, modifikasi pada desain bisa membuat motor permanen tetap efisien pada kecepatan tinggi. Dalam operasi kecepatan tinggi, reluktansi besi dimanfaatkan. Reluktansi adalah kemampuan material untuk melawan medan magnet. Saat rotor berada dalam posisi tertentu, reluktansi tinggi, dan saat diputar 45 derajat, reluktansi rendah. Kecepatan rotasi rotor akan sama dengan medan magnet yang dihasilkan, menghasilkan torsi reluktansi yang efisien.