Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1Вниз

Автор Тема: Так что же есть ограничение мощности электродвигателя?  (Прочитано 342 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Torsus_SD

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +32/-1
  • :
    45
    181
  • Сообщений: 1020
  • Жуковский, МО
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Господа, привет) Скажите, умные разбирающиеся люди, какой предел фундаментальный у электродвигателя известной конструкции, массы и тд.

Вот есть у нас например 2кг движечек с известным номиналом и кпд скажем 95%. Берем какой то сферический в вакууме контроллер который может подавать сколько угодную мощность, и начинаем вкачивать. Проведем так сказать мысленный эксперимент. Вливаем 500 ватт, 1квт, 2квт, температура растет и моторчик начинает приближаться к точке кюри магнитов, не вопрос, включаем воздушное охлаждение, 3квт, 4квт, воздуха начинает не хватать отводить тепло, запускаем жидкостное охлаждение, дальше качаем,в какой то момент начинаем посыпать двигатель сухим льдом, заливать азотом и тд и тп... Где моя ошибка и есть ли она?

Лимитирующий вкачиваемую мощность параметр двигателя это тепловыделение связанное с КПД и механическая прочность подшипников? Можем ли мы взять моторчик размером с кулак и влить в него мощность скажем 10квт, 100квт,  принудительно и суперэффективно его охлаждая? Или есть какой то лимит иной?

Не посылайте в школу только, мне правда интересно)

Я технарь или гуманитарий? О_о

Инфинеон 9фет, МАС 10т 28", 33ач 48в, Vmax 48кмч (50 - 52кмч с педальками)

zap

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +506/-17
  • :
    141
    1341
  • Сообщений: 11416
  • Санкт-Петербург
  • Оффлайн Оффлайн
    • electrotransport.ru
    • Награды
Момент ограничивает в первую очередь насыщение железа.
Обороты ограничивают подшипники и прочая механика.
Соотв. макс мощность это максимальный момент помноженный на максимальные обороты.
Тепловыделение дело второстепенное.

С уважением,
Андрей

Torsus_SD

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +32/-1
  • :
    45
    181
  • Сообщений: 1020
  • Жуковский, МО
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
А если загрузить? Поставить какой то сферический в вакууме загрузчик который будет удерживать заданные обороты увеличивая сопротивление вращению двигателя по мере роста мощности? Да хоть бы мощную тормозную колодку подключенную к датчику который будет все время увеличивать тормозное усилие по мере роста вкачиваемой в двигатель мощности

Цитата
МАГНИТНОЕ НАСЫЩЕНИЕ — достижение максимально возможного для данного вещества значения намагниченности М

Кхм, то есть лимит - это способность сердечника намагнититься при подаче тока на обмотку...

Я технарь или гуманитарий? О_о

Инфинеон 9фет, МАС 10т 28", 33ач 48в, Vmax 48кмч (50 - 52кмч с педальками)

mr.Dream

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +103/-1
  • :
    125
    433
  • Сообщений: 2013
  • Ternopil, Ukraine
  • Ездю на лифере :)
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Мощность ограничивается несколькими факторами.
КПД - значение, ниже которого субьективно использование данного движка нецелесообрано с точки зрения эффективности.
Тепловыделение - значение, выше которого конструкция не в силе отдать во внешнюю среду или охлаждающее тело теплоту, что приведет к термической деградации материалов.
Они же в свою очередь зависят от тока и напряжения, от которых в некотором диапазоне зависят момент и обороты соотвественно. Почему в НЕКОТОРОМ? потому что магнитная система двигателя после увеличения тока увеличивает момент нелинейно, а после определенной точки - вовсе, сколько току не качай, это физический предел.
Так же и касательно оборотов, которые растут почти линейно с ростом напряжения, но почти. Далее упирается в физические свойства материалов - индуктивность, которая мешает получить ток в обмотке быстро, но решается опереженим комутации в некоторых пределах,  после которых так же перестает быть эффективной: подали напряжение в обмотку с большим опережением, но ток еще не успел вырасти, как уже нужно переходить на "иную фазу" комутации.

Грубо говоря, при многократном форсировании КПД -> 0, упираясь в физические свойтва материалов. Если пытаться в двигатель 2кВт загнать 100кВт даже при идеальном охлаждении, то он не будет способен отдать больше 10кВт механической мощности, а 90кВт уйдет в тепло. Оно Вам надо?)))

av404

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +60/-13
  • :
    276
    564
  • Сообщений: 3282
  • Екатеринбург, Метеогорка
  • Ездил, езжу и буду ездить...
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Очень грамотно разложено. Ограничено свойствами материалов и здравым смыслом.
Хочу услышать конкретные примеры из практики. Наполнить теорию.

Мои наблюдения такие - форсирование с допустимыми потерями приемлимо в 2-3 раза. Конкретно, я в движок 250вт вкачиваю при старте и горочках до 800вт. Всё это довольно кратковременно и при значительном снижении КПД. Если бы не было дурацкого ограничения 250вт, я бы давно поменял движок на 500вт или даже 750вт и получил бы больший пробег на той же батарее. Скоростей мне не надо, но момент должен быть. Из-за него и форсирую, оставаясь в рамках велосипеда.

Зачем  форсировать движок в 1-3квт до 10квт я не очень понимаю. Не проще ли сразу поставить нужный и не греть атмосферу и не испарять азот.

Green City Jet New 16''. Мотор - 24в/250вт. АКБ - литиево-ионный 48в/16ач 13s5p 18650

GreyK

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +10/-2
  • :
    2
    65
  • Сообщений: 1109
  • Октябрьский
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Самое главное ограничение для электромоторчиков - это потери в железе при повышении частоты, всё остальное с развитием контроллеров вторично.

Cute-128+LiFePO4_36v10Ah

clawham

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +27/-2
  • :
    44
    316
  • Сообщений: 1219
  • Жемчужина у моря
  • Одесса
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Помоему говорить о максимальной форсируемости безотносительно типа мотора нерелаьно!
Асинхронники проще форсировать, блдц до некоторого порога можно а потом вообще впринципе нельзя.

По пунктам. у крохи на 6к оборотах потери в железе 120 ватт. не сказать что это ничего но это 0.000...% от 8 киловатт :)

Проблема в форсировании той же крохи даже если его утопить в жидком гелии - в силе магнитов. как только ты намагнитиш полюс статора больше раза в два чем собственная сила магнита и тогда вместо отталкивания они тоже начнут притягиваться - тут то и привет - больше тока больше притягиваются и момент падает. потому для блдц все ограничение в магнитах.

А вот асинхронники.... это намного интереснее. если ротор качественный и медный то пределов по моменту практически нет - до срезания шлицов крепления ротора к валу. ну и по оборотам тоже почти нет ибо там частота малая и потому на 4-[gjk.cybrt реально получить 10к 20к 100к - опять же лишь бы ротор выдержал. а ну и да - чтоб контроллер сумел все просчитывать на 1-2-5-20 килогерцах. они обычно 400 герцами ограничены

Что нас не убило - так ему и надо

zap

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +506/-17
  • :
    141
    1341
  • Сообщений: 11416
  • Санкт-Петербург
  • Оффлайн Оффлайн
    • electrotransport.ru
    • Награды
А вот асинхронники.... это намного интереснее. если ротор качественный и медный то пределов по моменту практически нет
Бред. У асинхронника предел по мощности меньше, чем у синхронного трёхфазника с той же массой статора - потому как в асинхроннике статор ещё используется для передачи энергии в ротор. А учитывая, что медный ротор ещё и больше по весу, чем магниты, уже совсем грустно становится...

С уважением,
Андрей

clawham

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +27/-2
  • :
    44
    316
  • Сообщений: 1219
  • Жемчужина у моря
  • Одесса
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Так то оно так когда мы говорим об обычной эксплуатации. но окуните моторы в масло, создайте проток этого масла через обмотки. намотайте обмотку в один провод сечением 10 мм2 и дайте 400 - 800 -1200 ампер фазного току....вот тут то и приедет к ПМСМ предел магнитов. КПД да у асинхронника впринципе меньше правильного сбалансированного ПМСМ ито до определенного предела. да этот предел на воздухе недостижим - медь сгорит раньше. но если абстрагироваться. даже просто надриллив крышки и дуя пылесосом в обмотки люди 53 кристалайт доводили до уровня когда дальше вкачивать больше тока нет смысла - момент падает. а вот асинхронник бы и дальше мог набирать момент и мощность.

а да можно просто провода и мотор охладить до -240 градусов и довести их до сверхпроводимости - и тогда проблем нагрева и не будет вовсе! и токи можно будет нереальные пускать и вот тут PMSM укакается :) ибо поток магнитов будет заранее заданным и его превысить легко будет а вот асинхроннику можно будет вваливать и вваливать пока механически не разорвет ротор или статор.

Итого резюмируя - все моторы гораничены возможностью меди проводить ток и не греться :) если этот нюанс устранить - возникает ограничение потока магнитов у PMSM а потом ограничение механики у асинхронника

С электроаналогией PMSM это как мосфет а асинхронник как IGBT - мелкую электронику делают на фетах ибо на игбт много падает. но тролейбусы таки на игбт ездять. 
« Последнее редактирование: 07 Июл 2016 в 12:41 от clawham »

Что нас не убило - так ему и надо

zap

  • Администратор
  • Старожил
  • *
  • Репутация:
    +506/-17
  • :
    141
    1341
  • Сообщений: 11416
  • Санкт-Петербург
  • Оффлайн Оффлайн
    • electrotransport.ru
    • Награды
У асинхронника ровно та же проблема насыщения статора, что и у других типов двигателей.
Так что дело тут не в охлаждении, а именно в насыщении статора. В какой жидкий азот его не погружай, всё равно статор насыщается на токах ненамного выше номинального (потому как массу статора расчитывают на номинальный ток с некоторым запасом - какой смысл класть железо больше чем надо?).
Плюс, есть у меня ощущение, что подвижность магнитных доменов на морозе ниже, чем при обычной температуре, а значит при высокой частоте изменения магнитного поля это выльется в дополнительные потери, уж не знаю как это будет выглядеть внешне - как токи Фуко или как повышенная индуктивность.

С уважением,
Андрей
Страницы: 1Вверх