Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1234>>ВсеВниз

Автор Тема: Мотор-колесо с электронной системой переключения передач  (Прочитано 2531 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
i, не сдавайтесь! Считаю что е-КПП есть и должно быть!
...
Я и не сдался, меня просто уничтожили аргументами. :bk:
Давайте ещё раз пройдёмся по этим граблям.

Что интересно, этот кило-нъютон  мы получим как от одного витка с током 100А, так и от 100 витков с током в 1А. Разница будет только в напряжении питания необходимом для получения нужного тока при нужных оборотах.
Допустим, что напряжение мы можем подать любое. Сила в полных 1000н нам потребуется: 1) при старте 2) при езде в горку 3) на максимальной скорости, когда лобовое сопротивление вырастет до тех же 1000н.
Первые два случая весьма обычны, а вот третий как правило забывают. Максимальная скорость данного ТС ограничена сечением окна для медной обмотки.
Нет смысла переключать витки, так как всё, что можно от этого получить, решается проще и лучше током и напряжением.

КПП же предполагает преобразование механической силы мотора в силу колеса. Сколько передач, столько и коэффициентов преобразования. А у нас мотор и колесо одно целое.
Прошу прощения, если повторяюсь. С интересом прочитал тему. У вас, i, была хорошая идея, просто пара человек здесь очень настойчиво гнули свою линию, что "это все фигня", и вы упустили из вида, что изначальная цель перекоммутации была не "повысить мощность", а перераспределить момент во времени.
Если сравнить то, что вы написали, с двигателем внутреннего сгорания и автомобильной коробкой передач, то получается:
На пониженной передаче при высоких оборотах сгорает столько же бензина, сколько на повышенной передаче при низких оборотах и большем открытии дроссельной заслонки. Соответственно, энергии этот объем сгораемого бензина отдаст столько же.
Нет смысла переключать передачи, т.к. все, что от этого можно получить, решается увеличением рабочего объема двигателя и количеством бензина, подаваемого в единицу времени. Так что можно стартовать на 5й передаче, просто взять более мощный двигатель и подать больше бензина. Обороты будут низкими, поэтому расход не увеличится. Коробка передач нужна только тем, у кого слабый движок.
Даже если сделать 6ю и 7ю передачи, то при существующем рабочем объеме двигателя автомобиль не сможет развить скорость, соответствующую этим передачам, т.к. лобовое сопротивление воздуха превысит момент, который данный двигатель в состоянии развить, поэтому повышенные передачи не нужны, можно ехать на первой передаче с более высокими оборотами двигателя. Максимальная скорость транспортного средства ограничена рабочим объемом двигателя.

Но ведь зачем-то делают 3-х витковый, 4-х витковый и 5-витковый кристалайт. Соответственно, скоростной, крейсерский и тяговый.
5-витковый хорош на старте, 3-витковый - после разгона, а батарея-то одна! У нас нет слишком большой свободы на ходу варьировать ее напряжение.
Крайний пример - редукторный движок, который стартует потрясающе, но ОЧЕНЬ БЫСТРО упирается в "потолок" и дальше едет с постоянной скоростью.
Что вы потеряете, если 5й виток на ходу отсоедините и присоедините в параллель к 4-му витку? Объем заполнения меди будет тот же, неиспользованных витков не будет, а характеристики движка изменятся.
Меня, например, идея автоматической электрической "коробки передач" с гистерезисом на переключение вверх и вниз в зависимости от тока и оборотов, очень привлекла.
Алекс Сорока предложил интересную идею, в которой я пока не могу разобраться, с перекоммутацией полюсов, что позволяет увеличить количество ступеней "коробки".
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 23:14 от zap »

Кастомные электровелосипеды.

i

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +265/-2
  • :
    58
    431
  • Сообщений: 3112
  • Иваново
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #1 : 20 Авг 2015 в 10:44 »
Я не отказался от этой идеи (кстати, она не моя - коммутировать обмотки впервые предложил ruma, он же ее и воплотил). Хотел отказаться, и даже почти убедил себя, но она регулярно возвращалась в голову (обычно у меня так бывает, если я чего-то не до конца понимаю или в идее "что-то есть").

Сначала у меня была батарея 36в, теперь 60в, мотор (+контроллер) один и тот же, но ведет себя по другому - и в горки едет резвее, и крейсерская больше. Максималка выросла понятно почему, а вот горки меня удивили, я этого не ожидал (было 17км/ч стало 22км/ч), создалось впечатление, что вместе с напряжением батареи выросла и мощность двигателя. Это заставило меня вспомнить, что мотор есть "токовый прибор", то есть там двигает именно ток, а напряжение нужно только для создания этого тока, и "мощность" двигателя - величина условная. Иными словами, говорить о мощности электромотора, можно только зная условия его работы.

Таким образом мой 250/350(по паспорту) ваттный мотор теперь стал 600 ваттным, с ростом напряжения растет мощность мотора, но ...
во-первых: вся мощность не всегда нужна;
во-вторых: напряжение нельзя повышать бесконечно (лично мне просто уже некуда пихать элементы).

Но ведь влиять на тягу мотора (F=B*L*I*N) при данном токе (I) можно и через магниты (B) (есть видео, где японцы выдвигают ротор из статора и тем самым повышают обороты, уменьшая мощность), и через витки (N) (что заслуживает большего внимания, так как решается проще, без механики).
Почему бы и нет?

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #2 : 20 Авг 2015 в 12:53 »
Да, я помню, еще несколько лет назад говорили про напряжение. Я тогда даже заморочился, переделал свой старый Хулонг (ну тогда он был единственный :-)), сделал перекоммутацию обмоток со звезды на треугольник с помощью автомобильных реле. Скорость на ходу подскакивала в полтора раза, но расход увеличивался (на свинце это было заметно) и двигатель работал неоптимально, с небольшим рычанием. Но это со звезды на треугольник. С количеством витков, думаю, будет лучше.

Кастомные электровелосипеды.

zap

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +506/-17
  • :
    141
    1340
  • Сообщений: 11416
  • Санкт-Петербург
  • Оффлайн Оффлайн
    • electrotransport.ru
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #3 : 20 Авг 2015 в 13:52 »
начала у меня была батарея 36в, теперь 60в, мотор (+контроллер) один и тот же, но ведет себя по другому - и в горки едет резвее, и крейсерская больше. Максималка выросла понятно почему, а вот горки меня удивили, я этого не ожидал (было 17км/ч стало 22км/ч), создалось впечатление, что вместе с напряжением батареи выросла и мощность двигателя.
Это не впечатление, а так и есть. Контроллер ограничивает ток батареи, а не фазный. Мощность выросла пропорционально напряжению, соответственно, фазный ток на низах возрос, от этого вырос и момент. Но при этом двигатель стал греться сильнее, другое дело что за время подъёма, наверное, не успевает слишком сильно разогреться.

Перекоммутируя обмотки можно добиться увеличения КПД на низах. Другой вопрос, что для коммутации таких токов нужны очень некислые девайсы...

С уважением,
Андрей

ZxV

Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #4 : 20 Авг 2015 в 15:22 »
i, не сдавайтесь! Считаю что е-КПП есть и должно быть!
...
Я и не сдался, меня просто уничтожили аргументами. :bk:
Давайте ещё раз пройдёмся по этим граблям.

Что интересно, этот кило-нъютон  мы получим как от одного витка с током 100А, так и от 100 витков с током в 1А. Разница будет только в напряжении питания необходимом для получения нужного тока при нужных оборотах.
Допустим, что напряжение мы можем подать любое. Сила в полных 1000н нам потребуется: 1) при старте 2) при езде в горку 3) на максимальной скорости, когда лобовое сопротивление вырастет до тех же 1000н.
Первые два случая весьма обычны, а вот третий как правило забывают. Максимальная скорость данного ТС ограничена сечением окна для медной обмотки.
Нет смысла переключать витки, так как всё, что можно от этого получить, решается проще и лучше током и напряжением.

КПП же предполагает преобразование механической силы мотора в силу колеса. Сколько передач, столько и коэффициентов преобразования. А у нас мотор и колесо одно целое.
Прошу прощения, если повторяюсь. С интересом прочитал тему. У вас, i, была хорошая идея, просто пара человек здесь очень настойчиво гнули свою линию, что "это все фигня", и вы упустили из вида, что изначальная цель перекоммутации была не "повысить мощность", а перераспределить момент во времени.
Если сравнить то, что вы написали, с двигателем внутреннего сгорания и автомобильной коробкой передач, то получается:
На пониженной передаче при высоких оборотах сгорает столько же бензина, сколько на повышенной передаче при низких оборотах и большем открытии дроссельной заслонки. Соответственно, энергии этот объем сгораемого бензина отдаст столько же.
1 ненадо множить сущности и придумывать какието параллели
так только получается больше путаницы
электродвигатель это электродвигатель и работает он как электродвтгатель а не двс
2 тоже самое касается и коммутации обмоток
коммутация обмоток двигателя никоим аналогом коробки передач не является
называя коммутацию коробкой передач только вносится путаница
проводится аналогия и ожидается получить некие свойства коих на самом деле нету
3 при заданном нагреве момент двигателя будет один и тотже
как не коммутируй обмотки
в первом приближении это аксиома
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 15:36 от ZxV »

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #5 : 20 Авг 2015 в 16:24 »
при заданном нагреве момент двигателя будет один и тотже
как не коммутируй обмотки
в первом приближении это аксиома
Про нагрев я беспокоюсь в последнюю очередь. Факт остается фактом: при одной и той же батарее и контроллере 4-х витковый мотор стартует быстрее, чем 3-х витковый. А после разгона максимальная скорость у 3-х виткового на 10-20 км больше.

После разгона на 4-х витковом, чтобы добавить скорость, вы предлагаете повысить напряжение. Однако во время движения транспортного средства дополнительные батареи с неба не падают.  :bn: Давайте примем батарею и контроллер за константу.
Потом вы утверждаете, что уменьшением количества витков получить прибавку скорости не получится, т.к. итоговой мощности батареи не хватит, чтобы преодолеть дополнительное сопротивление воздуха. Хватит, утверждаю, как человек, эксплуатирующий 3-х витковый кристалайт. Даже на 350Вт-ном Хулонге хватало.

Перекоммутацией обмоток получаем более эластичный двигатель.
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 16:41 от Электроник »

Кастомные электровелосипеды.

DIVAS

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +75/-2
  • :
    158
    897
  • Сообщений: 3479
  • Россия, Санкт-Петербург, ЮЗ, м. Парк Победы
  • Китаефицированный маньяк-электропедист!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #6 : 20 Авг 2015 в 16:42 »
, Вместо переключения обмоток давно нашли более простой способ повышения скорости.
Берётся изначально тяговый двигатель и батарея с большим напряжением.

Переключать обмотки двигателя на ходу - это не такая простая задача, как кажется. Изначально взять более высоковольтную батарею проще и надёжнее.

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #7 : 20 Авг 2015 в 16:46 »
, Вместо переключения обмоток давно нашли более простой способ повышения скорости.
Берётся изначально тяговый двигатель и батарея с большим напряжением.
Конечно, в пределе с бесконечным напряжением. Однако на практике возможности увеличения напряжения ограничены, как в финансовом плане, так и по массе и габаритам.
И зря ZxV отметает параллели с ДВС. Там то же самое - можно просто взять двигатель с бесконечной мощностью и ездить на одной передаче. Однако почему-то выжимают максимальное количество режимов "скорость/момент" из существующего ограниченного движка.
Да, на высокой скорости момент будет не тот, но достаточный, чтобы еще немного разогнать транспортное средство, обладающее начальной скоростью.

Цитата
Переключать обмотки двигателя на ходу - это не такая простая задача, как кажется. Изначально взять более высоковольтную батарею проще и надёжнее.
Но если бы вам предоставили двигатель с готовой системой электронного переключения передач, причем автоматического, интересно было бы прокатиться?
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 16:52 от Электроник »

Кастомные электровелосипеды.

DIVAS

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +75/-2
  • :
    158
    897
  • Сообщений: 3479
  • Россия, Санкт-Петербург, ЮЗ, м. Парк Победы
  • Китаефицированный маньяк-электропедист!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #8 : 20 Авг 2015 в 16:53 »
Конечно, в пределе с бесконечным напряжением.
А переключение обмоток видимо в пределе с бесконечно малым количеством витков, да? Всё равно бесконечно повышать скорость уменьшением витков не получится - настанет предел, когда момента не хватит.

Однако на практике возможности увеличения напряжения ограничены, как в финансовом плане, так и по массе и габаритам.
Не понимаю, где Вы видите проблему? Какова разница в финансах, массе и габаритах?
Вот у меня есть 400 элементов общей ёмкостью 4kWh. Я из них могу собрать батарею на любое напряжение, не теряя при этом ёмкость в Wh. При любом варианте это те же 400 элементов. Их стоимость, масса и габариты от схемы соединения не меняются.
Меняется только BMS, ЗУ и контроллер. Но это всё мелочи.

Но если бы вам предоставили двигатель с готовой системой электронного переключения передач, причем автоматического, интересно было бы прокатиться?
Неа. Не интересно, т.к. совершенно точно ясно чего от него можно ждать.

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #9 : 20 Авг 2015 в 16:57 »
Неа. Не интересно, т.к. совершенно точно ясно чего от него можно ждать.
Вам дают еще одну степень свободы, а вы отказываетесь!  :facepalm: Это не подход настоящего ученого.  :eureka:

Кастомные электровелосипеды.

DIVAS

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +75/-2
  • :
    158
    897
  • Сообщений: 3479
  • Россия, Санкт-Петербург, ЮЗ, м. Парк Победы
  • Китаефицированный маньяк-электропедист!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #10 : 20 Авг 2015 в 17:00 »
,
Уменьшая количество витков при неизменном фазном токе, мы не меняем мощность (момент меньше, скорость больше, но их произведение неизменно).
А увеличивая напряжение при неизменном фазном токе, мы увеличиваем мощность/скорость и повышаем КПД.
Видите разницу?

PS. Я и не учёный, я инженер. Мне не нужно заниматься всякой фигнёй для того чтобы убедиться что это мне не нужно - я могу это и в теории просчитать.

Не, ну можно конечно сделать переключалку скоростей методом коммутации обмоток - при правильной реализации коммутатора оно работать будет. Но всё это костыли, придумываемые из-за желания сделать всё из ничего, т.е. из того что есть. Если с нуля нормально проектировать ЭТС сразу под необходимые требования и сразу купить нормальные утверждённые в проекте компоненты, то заниматься такой фигнёй не придётся.
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 17:26 от DIVAS »

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #11 : 20 Авг 2015 в 17:07 »
,
Уменьшая количество витков при неизменном фазном токе, мы не меняем мощность (момент меньше, скорость больше, но их произведение неизменно).
Сдается мне, что ток все-таки возрастет, из-за меньшего противо-ЭДС. Не, не так. При неизменном напряжении фазный ток возрастет при меньших витках.
Вы все пытаетесь увести от внимания батарею. Батарея у нас одна - это константа. Ее напряжение не меняется на ходу.
Мы не изобретаем вечный двигатель, мы меняем соотношение скорость/момент.

Кастомные электровелосипеды.

DIVAS

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +75/-2
  • :
    158
    897
  • Сообщений: 3479
  • Россия, Санкт-Петербург, ЮЗ, м. Парк Победы
  • Китаефицированный маньяк-электропедист!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #12 : 20 Авг 2015 в 17:15 »
Сдается мне, что ток все-таки возрастет, из-за меньшего противо-ЭДС. Не, не так. При неизменном напряжении фазный ток возрастет при меньших витках.
Когда фазный ток ограничивается контроллером, от двигателя он не зависит.

Батарея-то одна, но почему она должна быть низковольтная? Какая нужна - такая и покупается. С нужным напряжением для нужной скорости с выбранным двигателем. ОДНА, как Вы и пишете.

Вообще, идея с переключением обмоток в большинстве случаев бессмысленна как минимум по двум причинам.
1. Если речь о мелком дохлом редукторнике, то как его ни переключай, ему не хватит мощности для большой скорости. Повышение напряжения решает эту проблему, т.к. увеличивается мощность.
2. Если речь идёт о мощных конфигах порядка 3кВт, то там, как правило, даже в скоростном варианте недостатков момента не ощущается. Можно, конечно, сделать еКПП для езды по горам и по шоссе, но в мощных конфигах будет особенно остро стоять проблема коммутации, которая решается довольно сложно, увеличивает потери и снижает надёжность.
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 17:25 от DIVAS »

ZxV

Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #13 : 20 Авг 2015 в 17:34 »
Про нагрев я беспокоюсь в последнюю очередь.
вы то можете не беспокоится
но нагрев эта точка отсчета и возможность сравнивать разные варианты
если вас устраивает больший нагрев двигателя то просто возмите контроллер на больший ток
Факт остается фактом: при одной и той же батарее и контроллере 4-х витковый мотор стартует быстрее, чем 3-х витковый. А после разгона максимальная скорость у 3-х виткового на 10-20 км больше.
да так и будет
и что с того?
как тут уже сказали комутация обмоток это костыль
когда мотор-батарея-контроллер есть такие как есть а хочется чегото большего
а если комплект собирается с нуля
то вместо хреносоздавательства с комутацией обмоток
гораздо проще взять более сильноточный и высоковольтный контроллер
и более высоковольтную батарею при техже Вт*ч
 полностью аналогичными свойствами будет обладать

Электроник

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +22/-4
  • :
    48
    19
  • Сообщений: 690
  • Чайковский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #14 : 20 Авг 2015 в 17:35 »
Если речь идёт о мощных конфигах порядка 3кВт, то там, как правило, даже в скоростном варианте недостатков момента не ощущается. Можно, конечно, сделать еКПП для езды по горам и по шоссе
Для прикола, DIVAS, для прикола!  B-) Потому что это интересно и весело.
Вы добавите напряжения, а я щелкну переключателем на вашем же добавленном напряжении, и буду еще на шаг впереди (по возможностям вариабельности). Вот как-то так.
« Последнее редактирование: 20 Авг 2015 в 17:47 от Электроник »

Кастомные электровелосипеды.

ZxV

Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #15 : 20 Авг 2015 в 17:40 »
И зря ZxV отметает параллели с ДВС.
параллели я отметаю потому что
как показывает практика на примере свидетелей шкодина и тп
попытки обьяснения работы электродвигателей всякими "параллелями"
приводят к полному [censored] в головах

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-49
  • :
    551
    885
  • Сообщений: 6165
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #16 : 20 Авг 2015 в 20:33 »
....
Уменьшая количество витков при неизменном фазном токе, мы не меняем мощность (момент меньше, скорость больше, но их произведение неизменно).
...

Чето я уже стал не понимать. Может имелось ввиду при неизменных ампервитках? Потому как если на меньших витках фазный не поднять, то мощность упадет (она не может не изменится), и скорости это явно не добавит. Про то что в скобках, как может быть больше скорость при меньшем моменте я тоже не понял.

....
А увеличивая напряжение при неизменном фазном токе, мы увеличиваем мощность/скорость и повышаем КПД.
Видите разницу?
...
Опять не понял. Увеличивая напряжение чего? Имеется ввиду реальный фазный ток или величина его ограничения в контроллере? Тут надо предельно точно выбирать определения не упуская ничего, иначе полные непонятки.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.

mr.Dream

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +103/-1
  • :
    123
    425
  • Сообщений: 1987
  • Ternopil, Ukraine
  • Ездю на лифере :)
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Re: Мотор-колесо. Как работает.
« Ответ #17 : 20 Авг 2015 в 21:21 »
,
Уменьшая количество витков при неизменном фазном токе, мы не меняем мощность (момент меньше, скорость больше, но их произведение неизменно).
А увеличивая напряжение при неизменном фазном токе, мы увеличиваем мощность/скорость и повышаем КПД.
Видите разницу?
Оптимальный КПД двигателя определяется минимальными потерями при определенной мощности. Потери зависят от тока в обмотках (максимальные - при заторможенном роторе) и от тока в магнитопроводах (максимальные на ХХ). Баланс этих потерь - как раз при некоторых оборотах и некотором моменте силы. Если пытаться снять ту же мощность при низшем напряжении - возрастет нагрев меди, если при большем - нагрев железа. Увличив напряжение, мы можем снять большую мощность при лучшем КПД, но длительность этой мощности определяется теплоемкостю нагреваемых узлов. Номинальная мощность - мощность при некотором непряжении и токе, сумма потерь когда имеет найменьшее значение.

Для пример, я делал рассчет для определения оптимального напряжения для желаемой мощности.
Красный график - потери на нагрев железа.
Синий - потери на нагрев обмоток. (Вт)
Черный - общие потери (Вт)
Зелений - КПД. (%, ось У)
Зависимость от напряжения (ось Х)
Страницы: 1234>>ВсеВверх