Асинхронный двигатель в электротранспорте

[nikvic]

Перенёс дискуссию про перемотку двигателя от Приуса сюда.

Непонятно: у Приуса явный синхронник.

[nikvic]

Непонятно: у Приуса явный синхронник.

Поэтому и перенесли. Чего ему делать в асинхронной теме?

Ага, не посмотрел, что сюда - ссылка.

[nikvic]

Посмотрел-таки, в простом варианте, зависимость между скоростью, моментом и КПД для асинхронника. Результаты заметно лучше, чем для наших движков.
  Вот примерный расчёт. Известно, что 600ватт позволяют крейсерскую скорость 40км/ч, и там движок должен развивать определённый момент. Этот момент примерно тот же, что требуется для подъёма на горку 5% со скоростью 5км/ч.
АД позволяет без напруги (с номинальным током статора), с КПД около 50%, создать такой момент. Наш движок на такой скорости с таким моментом будет иметь КПД  около 10%....

  Лень пройдёт - нарисую

[mevial]

Посмотрел-таки, в простом варианте, зависимость между скоростью, моментом и КПД для асинхронника. Результаты заметно лучше, чем для наших движков.
  Вот примерный расчёт. Известно, что 600ватт позволяют крейсерскую скорость 40км/ч, и там движок должен развивать определённый момент. Этот момент примерно тот же, что требуется для подъёма на горку 5% со скоростью 5км/ч.
АД позволяет без напруги (с номинальным током статора), с КПД около 50%, создать такой момент. Наш движок на такой скорости с таким моментом будет иметь КПД  около 10%....

  Лень пройдёт - нарисую

Точно в расчёте наших движков учитывалось ограничение фазного тока?
Хотя я с самого начала задавался этим вопросом, т.к. магнитные поля ротора и статора получаются пропорциональными, но считать было лениво. Остался только вопрос в формфакторе и весе.

[nikvic]

Точно в расчёте наших движков учитывалось ограничение фазного тока?
Хотя я с самого начала задавался этим вопросом, т.к. магнитные поля ротора и статора получаются пропорциональными, но считать было лениво. Остался только вопрос в формфакторе и весе.

В наших движках ротор либо статор лепят из магнитов, а ток обмоток меняетя в широких пределах.
Ограничение тока в обмотках наших движков - функция контроллера. Даташиты продавцов дважды неполны - даются только в паре с контроллером и с одним питающим напряжением.

[mevial]

Даташиты продавцов дважды неполны - даются только в паре с контроллером и с одним питающим напряжением.

Вот в этом-то и косяк, и на ebikes.ca та же фигня. Возможно с ограничением фазного тока кпд чуть вырастет, момент упадёт, а вот насколько картина будет похожа на асинхронник самому интересно.

[nikvic]

Даташиты продавцов дважды неполны - даются только в паре с контроллером и с одним питающим напряжением.

Вот в этом-то и косяк, и на ebikes.ca та же фигня. Возможно с ограничением фазного тока кпд чуть вырастет, момент упадёт, а вот насколько картина будет похожа на асинхронник самому интересно.

Здесь была только одна полная   - КПД как функция момента и скорости, http://ljplus.ru/images/?id=804936#cd . Мощности в этих координатах не нужна, она считается.
С точностью до масштаба все они одинаковы. Ну, макс. КПД может быть меньше-больше.

[zap]

Ваша ссылка не открывается.
Не вижу с чего бы на низких напряжениях КПД синхронника должен бы уступать КПД асинхронника на низких частотах/напряжениях. КПД и тут и там зависит от потерь в обмотке, на асинхроннике ещё добавляются потери в роторе. Если момент существенно превышает номинальный, КПД упадёт и тут и там.

[nikvic]

Ваша ссылка не открывается.
Не вижу с чего бы на низких напряжениях КПД синхронника должен бы уступать КПД асинхронника на низких частотах/напряжениях. КПД и тут и там зависит от потерь в обмотке, на асинхроннике ещё добавляются потери в роторе. Если момент существенно превышает номинальный, КПД упадёт и тут и там.

А причём здесь напряжения? Удобнее оперировать током - и у  синхронника неплохо определяется момент. А также нагрев и, при известной скорости, КПД.
У АД момент определяется, кроме тока, ещё и частотой - вот здесь и зарыта собака с оптимизацией КПД для данной скорости и момента.
================
Однако удельная мощность у этого движка - около 1квт/кг, у рекламируемого АД - 0.15квт/кг при близких скоростях в номинале. Редуктор нужен для е-вела по-любому, но тогда получаем ~Циклон и, тем самым, возможность использовать родную "КПП". А она  устраняет необходимость залезать в высокие моменты с малой скоростью.

   Так что е-велы - плохая ниша для АД-киловаттников....

[zap]

Интересное представление параметров двигателя.
Кстати "speed constant, min^-1/V" это и есть тот самый kV, значит K для этого двигателя равен 9.55/94 = 0.102.
Но "torque constant" приведён как 0.075 Н*м/А, что немного не в тему т.к. M = K*I.

А причём здесь напряжения? Удобнее оперировать током - и у  синхронника неплохо определяется момент. А также нагрев и, при известной скорости, КПД.

Это понятно, но контроллеры управляют именно напряжением, потому про него и сказал. В идеале, конечно, током.

У АД момент определяется, кроме тока, ещё и частотой - вот здесь и зарыта собака с оптимизацией КПД для данной скорости и момента.

У асинхронника просто надо "нащупать" оптимальную частоту для данного тока, любое отклонение от оптимума приводит к снижению КПД. Для синхронника частоту нащупывать не надо, нужная частота определяется датчиком положения ротора. Так что, по сути, имеем те же самые два параметра (можно на синхронник подавать частоту ниже или выше оптимальной, но получим при этом снижение КПД, как и у асинхронника).

Однако удельная мощность у этого движка - около 1квт/кг, у рекламируемого АД - 0.15квт/кг при близких скоростях в номинале.

Вот потому и интересно понять, что ограничивает удельную мощность АД. У синхронника ротор состоит из магнитов, приклеенных к тонкому листу из магнитного железа (непонятно, нужен ли он). У АД ротор можно тоже сделать "внешним" как у "аутраннеров", статор у АД и СД идентичный. Значит разница в удельной мощности кроется в требуемой массе железа ротора - "беличьего колеса". Почему бы не сделать тонкое "вывернутое" "беличье колесо"?

Теоретически, ротор в АД может давать более высокую магнитную индукцию (насыщение при ~1.2-1.5Тл для электротехнической стали), чем неодимовые магниты (1 Тл).

[nikvic]

У асинхронника просто надо "нащупать" оптимальную частоту для данного тока, любое отклонение от оптимума приводит к снижению КПД.

Однако удельная мощность у этого движка - около 1квт/кг, у рекламируемого АД - 0.15квт/кг при близких скоростях в номинале.

Вот потому и интересно понять, что ограничивает удельную мощность АД. У синхронника ротор состоит из магнитов, приклеенных к тонкому листу из магнитного железа (непонятно, нужен ли он). У АД ротор можно тоже сделать "внешним" как у "аутраннеров", статор у АД и СД идентичный. Значит разница в удельной мощности кроется в требуемой массе железа ротора - "беличьего колеса". Почему бы не сделать тонкое "вывернутое" "беличье колесо"?

Теоретически, ротор в АД может давать более высокую магнитную индукцию (насыщение при ~1.2-1.5Тл для электротехнической стали), чем неодимовые магниты (1 Тл).

У АД оптимальная разность W частоты и скорости определяется выражением для момента типа F^2*W / (R^2 + W^2*L).  В первом приближении частота должна быть больше скорости на константу (есть некоторая зависимость от тока, определяющего F).

Пределы моторов без магнитов задаются удельными мощностями для трансформаторов той же частоты. Причём у трансов нет ни хитрых вырезов-концентраторов поля, ни  воздушных зазоров 

Постоянные магниты "магнитят" так, что "равный" электромагнит наверняка свою железку насытит.

[zap]

У магнита же остаточная намагниченность, а электромагнит может зайти в область намагниченности выше "остаточной".

[nikvic]

У магнита же остаточная намагниченность, а электромагнит может зайти в область намагниченности выше "остаточной".

Не путайте с гистерезисом.
Вся  прибавка поля выше насыщения, если огрубить, пойдёт без заветного множителя "мю". А уж тепла выделится...

[Вячеслав М]

Испытывал АИРМ100L2 Славянка при движении на подъемы:
ул. Лаврская в Киеве. На первой передаче при скорости 40 на двигатель шло 22 кВт.
Краснозвездный проспект в Киеве. На второй передаче при скорости 60 на двигатель шло 23 кВт .
В обоих случаях температура двигателя не превышала 50 градусов .
При прямолинейном и равномерном движении при скорости 60 мощность на двигатель = 6 кВт .

[zap]

Это здорово, но сравнить не с чем, поэтому цифры бесполезны.

[GaryK]

не примите близко к сердцу
Если GPS-ом замерить разницу высот и расстояние (согласен что точность может быть оценочной) ну и время прохождения, может и можно получить полезную информацию из опыта?