Повышение напряжения мотор-колеса

Vetal · 11 Сен. 2010 в 00:05

Ну так потребление от частоты зависит и от заряда затвора. Все равно что конденсатор заряжать а потом разряжать закорачиванием(т.е.в никуда,в тепло).

FAS_r7 · 11 Сен. 2010 в 01:30

Цитата: Vetal от 11 Сен. 2010 в 00:05
Ну так потребление от частоты зависит и от заряда затвора. Все равно что конденсатор заряжать а потом разряжать закорачиванием(т.е.в никуда,в тепло).

Ну да. Просто я удивлён величиной снижения нагрева транса (он без обдува на ХХ реально горячий).

andreym · 11 Сен. 2010 в 01:37

Я вот что тут подумал - а если попробовать пару-тройку модулей синхронизировать?
всмысле сделать чтобы они такт- в такт работали?
выходные обмотки тогда можно будет тупо включить последовательно и выпрямлять уже одним мостом(а там посмотреть что будет эффективнее: шоттки или полевики)
Может такой вариант прокатить?

FAS_r7 · 11 Сен. 2010 в 13:15

Цитата: andreym от 11 Сен. 2010 в 01:37
Может такой вариант прокатить?

В это что-то мне вообще крайне мало верится. Хотя

Да и соединения выходных обмоток проводами непонятной длины при столь высокой частоте думаю скажутся не лучшим образом, и суммарный КПД может оказаться даже ниже.

FAS_r7 · 14 Апр. 2011 в 21:44

Из-за окончательной сборки котлет в конфигурацию 12S (так удобнее обслуживать акк), т.е. 45В, и из-за нехватки скорости с приходом весны (прошлой осенью катал на 18S

) опять возобновил работы с этими модулями.
но в этот раз в более взрослой конфигурации - 3s2p , т.е. три раза по два модуля в параллель. Это даёт прибавки в 3/5 к напряжению батареи, и позволяет грузить выход до 50А.

Провел небольшие тепловые испытания ещё на столе - грузил железяку по высокой стороне током 17А (три чайника, два фена) - выделяется около 25Вт тепла. через полчаса температуры устаканились, мерил их ИКтермометром - 70 трансформаторы, 65...67 остальная часть плат, 62...64 наружная поверхность радиатора.
В штатном применении в максимуме возможно до 75Вт тепла, но там обдув планируется какой-никакой, и модули имеют запас по температуре, защитно самоотключаются при 125.

далее комменты к фоткам:

поиск варианта компоновки и корпуса для дивайса - очень старый жесткий диск, на 40 мегабайт

то же, сковородка из икеи за 50руб - рассматривается как 1.7мм лист люминя. в оби просто лист куда дороже стоит.

подготовка к спараллеливанию отключающих транзиков, их кстати теперь на вырост: 10шт*IRF4905, в сумме 2мОм, всего 5Вт тепла в 50А пике.

на самом деле радиатор был найден более удачный, под него и паяю модули. такая компоновка модулей довольно удобна, на 50А цепи пользуется коротенькие перемычки из 2мм провода.

припаял транзики. замотаны синей изолентой - выглядит как релюшка.

вид сбоку.

припаял силовые провода. 8AWG - на вход, там ток максимальным будет, до 80А = 50А нагрузки +30А тока потребления модулями. 10AWG - выход, там до 50А. 12AWG - земля модулей, там до 30А.

FAS_r7 · 14 Апр. 2011 в 21:54

подготовка радиатора. зашкурил от лакокраски.
порезал сковородку по размеру основного радиатора - верхней крышкой будет.
намазал торцы модулей термопастой и начал заправлять провода в специально просверленные для них отверстия в радиаторе. торцы модулей полноценно изолированны, тщательно это проверял.
в этих местах винты будут прижимать верхнюю крышку.
вид с обратной стороны
как на подводной лодке, столько винтов.

поставил модуль на аппарат. бока пока скотчем закрыл, буду ИКтермометром мерить температуру во время реальных испытаний.

Провел пробные включения. после мелких косяков логика управления модулями заработала корректно. Не знаю насколько здесь будет удачным обдув, посмотрим, но грязи здесь минимум.
Прямо горит теперь проверить в деле!

илс · 14 Апр. 2011 в 22:30

Поздравляю! Выглядит мощно и круто!

Напомните пож, какое ожидается повышение напряжения?
Насколько я понимаю, оно теперь на входе контролера постоянно, т.е не зависит от разряда батарей?

И еще, в чем главное упрощение обслуживания 12S? Упрощается процесс зарядки или балансировки?

FAS_r7 · 15 Апр. 2011 в 00:33

Повышение на 3/5, т.е. прибавляется 60% к напряжению батареи. Коэф. преобразования модулей константа - 5:1 - за счёт этого в т.ч. достигается их высокий КПД 95%. А в данной схеме вольтдобавки суммарный КПД получается 97...98%.
поэтому напряжение на выходе так же не стабилизировано, в пределах меняется от 67.2 до 80В, т.к. на входе 42...50В.
подано высокое только на силовую часть контроллера.

удобство обслуживания - это и зарядка одним БП на нужное кол-во киловатт без всяких примочек

, и удобное разделение батареи на два ящика

(18S в этом плане геморрой, 24S делится хорошо, но слишком высоковольтно), и балансировка\мониторинг котлет.

zap · 17 Апр. 2011 в 23:24

Того же самого эффекта можно было добиться перемоткой мотора на мЕньшее кол-во оборотов с бОльшим сечением

METAL · 17 Апр. 2011 в 23:45

Цитата: zap от 17 Апр. 2011 в 23:24
Того же самого эффекта можно было добиться перемоткой мотора на мЕньшее кол-во оборотов с бОльшим сечением

И каждый сезон перематывать двигатель????

andreym · 17 Апр. 2011 в 23:53

Цитата: METAL от 17 Апр. 2011 в 23:45
Цитата: zap от 17 Апр. 2011 в 23:24
Того же самого эффекта можно было добиться перемоткой мотора на мЕньшее кол-во оборотов с бОльшим сечением

И каждый сезон перематывать двигатель????

скорее каждый раз как из пробки на свободную дорогу выезжаешь

а если серьезно, повышайка задумывалась чтобы можно было ей пользоваться именно когда надо, а когда не нужна максимальная скорость, чтобы кпд был выше на низком напряжении.

zap · 18 Апр. 2011 в 14:58

КПД зависит от оборотов М-К, а не от напряжения

Для таких вещей можно душилку вывести отдельной кнопкой на руль.
Тогда со включённой глушилкой сделать, например, 40, а с выключенной - 60

Или трёхпозиционную кнопку для совсем уж разбалованных

zap · 18 Апр. 2011 в 15:32

Хмм, посидел, ещё подумал.

Если, к примеру, уменьшить кол-во витков вдвое, но при этом увеличить сечение провода вдвое.
Получим вдвое меньшее активное сопротивление обмотки.
Получим вдвое мЕньший момент мотора при том же токе (ампер*витки), т.е. чтобы компенсировать мЕньший момент, надо будет подавать вдвое бОльший ток.
То есть, с линейным уменьшением количества витков придётся так же линейно увеличивать ток мотора, чтобы получить тот же момент.

Но потери в обмотке зависят от квадрата тока.
Значит, с линейным ростом тока получаем квадратичный рост тепловых потерь в обмотке, а это львиная часть потерь КПД.
Отсель вывод - многовитковый (тихоходный) мотор лучше по КПД, а если хочется быстро ехать, надо повышать напряжение.

С другой стороны, потери в повышающем DC-DC преобразователе тоже растут экспоненциально от тока.
Получается баш на баш.

Возможно, если как-то засунуть повышайку прямо в контроллер, получится что-нибудь интересное. Контроллер элвела представляет собой по сути понижающий DC-DC преобразователь (buck converter). Если попробовать коммутировать обмотки по схеме buck-boost (которая может на выходе дать как напряжение ниже, так и выше напряжения питания), то можно вообще сделать контроллер, который будет способен выдать любую скорость мотора, ограничением тут будет только напряжение пробоя ключей (ну и износоустойчивость мотора, конечно же).

andreym · 18 Апр. 2011 в 16:23

Цитата: zap от 18 Апр. 2011 в 15:32
Но потери в обмотке зависят от квадрата тока.
Значит, с линейным ростом тока получаем квадратичный рост тепловых потерь в обмотке, а это львиная часть потерь КПД.
Отсель вывод - многовитковый (тихоходный) мотор лучше по КПД, а если хочется быстро ехать, надо повышать напряжение.

дааа - это обсуждали уже

потери конечно же зависят от квадрата тока
но не забываем что при ументшении количества витков мы на столько же(в идеале) увеличиваем сечение провода
так что тут тоже баш на баш ...
а то иначе давно бы все перешли на напряжение под 200вольт и многовитковые моторы.

zap · 18 Апр. 2011 в 16:52

Цитата: andreym от 18 Апр. 2011 в 16:23
потери конечно же зависят от квадрата тока
но не забываем что при ументшении количества витков мы на столько же(в идеале) увеличиваем сечение провода

Ну, я ровно об этом и писал. Линейное увеличение сечения провода идёт линейно в плюс, а линейное увеличение тока - экспоненциально в минус.

Цитата: andreym от 18 Апр. 2011 в 16:23
а то иначе давно бы все перешли на напряжение под 200вольт и многовитковые моторы.

Дык, именно так и делают. Вы посмотрите КПД промышленных высоковольтных моторов - там КПД зашкаливает за 95%.
А на электровеле используют пониженное напряжение, как мне кажется, по причинам безопасности. Чтобы не убило когда лазют туда корявыми ручками. Между прочим, представьте себе, что у Вас батарея на 200 вольт. Как Вы её монтировать на велик будете? Как сапёр

Ну и параметры низковольтных мосфетов гораздо лучше (пока). Хотя, недавно вышли мосфеты 40N60, 40 ампер на 600 вольт

. По коммутируемой мощности это даже покруче IRF4110 будет.

mevial · 18 Апр. 2011 в 17:46

Цитата: zap от 18 Апр. 2011 в 16:52
Ну и параметры низковольтных мосфетов гораздо лучше (пока). Хотя, недавно вышли мосфеты 40N60, 40 ампер на 600 вольт . По коммутируемой мощности это даже покруче IRF4110 будет.

Мощные высоковольтные мосфеты штука вообще специфическая и никому не нужная. Да и с 40N60 вы путаете, они не мосфеты, а IGBT. На большом напряжении выгоднее именно биполярник, с его фиксированным падением напряжения на переходе, а не полевик, с его сопротивлением канала.

А с остальным согласен, только с целью безопасности делают низкое напряжение.

FAS_r7 · 18 Апр. 2011 в 17:56

Цитата: zap от 18 Апр. 2011 в 15:32
...
Отсель вывод - многовитковый (тихоходный) мотор лучше по КПД, а если хочется быстро ехать, надо повышать напряжение.

С другой стороны, потери в повышающем DC-DC преобразователе тоже растут экспоненциально от тока.
Получается баш на баш.

Возможно, если как-то засунуть повышайку прямо в контроллер, получится что-нибудь интересное. Контроллер элвела представляет собой по сути понижающий DC-DC преобразователь (buck converter). Если попробовать коммутировать обмотки по схеме buck-boost (которая может на выходе дать как напряжение ниже, так и выше напряжения питания), то можно вообще сделать контроллер, который будет способен выдать любую скорость мотора, ограничением тут будет только напряжение пробоя ключей (ну и износоустойчивость мотора, конечно же).

получается что да, высоковольтная система с многовитковым мотором лучше, в разумных пределах, т.к. хорошие транзики до 100В идут, далее их параметры быстро падают.

в применённых DC-DC КПД меняется как на картинке.

такой умный контроллер делает Jeka (проект максконтроллер). На ХХ он поларисовское колесо от 52В раскрутил до 240кмч

zap · 18 Апр. 2011 в 18:11

Хм, я думал jeka получает сверхнормированные обороты за счёт опережения по фазе, примерно как инфинеон делает 120%. Но там КПД начинает падать.
Если это делается за счёт повышения напряжения - очень клёво.

По поводу 40N60 - да, перепутал, я имел в виду вот этот, 47N60.

И, конечно же, согласен насчёт IGBT - начиная киловатт от 20 они становятся выгоднее за счёт линейной зависимости рассеиваемой мощности от тока (а у мосфетов она экспоненциальная).
Но у нас всё-таки М-К не такие мощные (пока

)

Для примера: при напряжении батареи, например, 600 вольт и движке 10кВт будем иметь средний ток 16.7 ампер. На 47N60 (0.07 ом) будет рассеиваться при этом 0.07*16.7^2 = 19.5 ватт.
На IGBT будет рассеиваться (скажем, падение на нём 2В) 2 * 16.7 = 33.3 ватт.