Рекуперация в моноколесе: реальность

[Andrэ]

 

Блин, ведро попкорна закупил, еще раз колесо с горки зарядил, а тут конец

Да все мы регулярно заряжаем с горки (и я сегодня пару раз)

[user]D_Zakharov[/user], Это точно. Я уже и забыл, сколько раз я сам клятвенно обещал прекратить безобразие. И каждый раз ... Сила есть. Воля - есть. А силы воли - нет...Но теперь -
Честно. Выдохся. Можно я больше не буду? Все что Вы написали - истинная правда. Да отсохнет у меня большой палец, что набирает этот текст, если это не так.
Отпустите меня.... Пожалуйста... Ну, что вам, жалко, что ли...

Как говорится: "Слив защитан"

[MatumbAfin]

[user]Andrэ[/user], как угодно. Я уже говорил - Хотите считать, что рекуперации есть, считайте. Никаких значимых аргументов, кроме "практика показывает" здесь не приведено. Все обсуждение со стороны оппонентов сводится к тому, что мотор может работать генератором. А на мои аргументы - "каким образом во время рекуперации поддерживается баланс?" приводят противоЭДС, китайские тележки и схемы работы привода, не имеющие к вопросу никакого отношения. Как исключение - начинают утверждать меня троллем. Ну и зачем мне это нужно?
Я тут задал один вопрос - через сколько циклов заряд-разряд батарея выходит на максимальную емкость, так все ответы свелись к тому, что нехрен покупать дешевку непойми где...
Оно мне это надо?


Что до "практики" - уже отвечал.
По моему мнению рекуперация - обман со стороны производителя. Вот, например, на сайте Сигвеев о ней ничего не сказано, хотя принцип работы - тот же. В нашем случае, думается мне, речь идет об экономии батареи на спуске. И процессор просто добавляет пару полосок индикатора.
Вполне возможно, что порог остаточного заряда задан достаточно высоким для этой цели.
Ну, как бы, фсе.
Если обидел кого, извините.

[Andrэ]

[user]MatumbAfin[/user], Просто вы отрицаете очевидное, пытаясь подвести под это научную базу. Но ни один аргумент не убеждает. Ни палка, ни метро... А рекуперация ни смотря на ваши потуги работает и мы каждый день в этом убеждаемся. Лучше постарайтесь понять как это происходит  и обоснуйте научно.
ЗЫ
Надо провести эксперимент, вдвоём, на МСупере или Боте(Фаере) и каком-нибудь слабеньком, высаженным в ноль. Буксировать на верёвке   слабое, хотябы минут десять, чтобы тот всё время тормозил. Потом посмотреть, сколько он проедет. Это исключит всякие сомнения. Кто возмётся?
Хотя ни у кого, кроме [user]MatumbAfin[/user] нет сомнений.

[D_Zakharov]

[user]MatumbAfin[/user], "практика показывает" - это и есть самый сильный аргумент. Любая теория ошибочна, если она противоречит практике.

А каким образом во время рекуперации поддерживается баланс - да таким же, как и в любое другое время. Путем изменения крутящего момента. Я в прошлом посте упомянул про принцип суперпозиции. Все процессы, приводящие к изменению магнитных полей в моторе, можно рассматривать независимо друг от друга. Когда колесо стоит на месте, как контроллер поддерживает баланс? При отклонении от вертикали он подает импульсы тока на обмотки, чтобы создать вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор так, что точка опоры подкатывается под центр тяжести (чтобы не сравнивать с поездом метро, уточню - подкатывается быстрее, чем я падаю). И любой другой процесс, будь то разгон или торможение колеса, просто накладывается на это самое поддержание вертикали. Когда ротор крутится по инерции или при спуске с горы, ничего не мешает контроллеру подавать такие же импульсы для поддержания вертикали. И при этом неважно, в каком режиме работает мотор - генератора или двигателя. Нет там никакого переключателя. Рекуперация начинается автоматически - когда противоЭДС превышает приложенное к обмоткам напряжение. Я писал уже, что для рекуперации необходимо выпрямить и сгладить напряжение, снимаемое с обмоток (ибо оно переменное трехфазное, а его частота зависит от скорости вращения ротора), поэтому никакие даже сверхвысокочастотные флуктуации в обмотках никоим образом не могут повредить батарее. По-моему, все предельно понятно.

[ААндрей]

Допускаю, что конкретно в вашем колесе рекуперации нет. Колесо дешевое и слабое

Не вдаваясь в дебри, хочется понять. Если потенциальная энергия ездока при спуске трансформируется путем рекуперации в электрическую энергию и расходуется на зарядку батареи в "нормальном" колесе, то каким образом она рассеивается в "дешевом и слабом"? Ведь первое от второго отличается главным образом мощностью двигателя и ёмкостью батареи.
И ещё пара практических вопросов :
1) Что произойдет,если двигаться в горку с плавно увеличивающейся крутизной? Колесо в какой-то момент вырубится, или просто остановится, или остановится и плавно начнет скатываться назад?
2)Спуск с увеличивающейся крутизной. Колесо в какой-то момент вырубится или просто опрокинется?
Как примерно оцениваете максимально возможную крутизну спуска/подъёма на практике, и какая ситуация опаснее в случае ошибки в оценке, 1 или 2?

[NNSenan]

а никто не может просто подрубить ваттметр с hobbyking и проверить есть ли минусовые токи?

[D_Zakharov]

[user]NNSenan[/user], кстати, да. Приложение для Готвея показывает ток в моторе. Со знаком. При разгоне - положительный, при торможении - отрицательный.
Но я-то не сомневаюсь в том, что рекуперация есть, я это ощущаю на практике при езде. А для [user]MatumbAfin[/user] это же не аргумент - если производитель обманывает, то обманывает везде, в т.ч. и в приложении..
[user]ААндрей[/user], а твои вопросы действительно интересны. Особенно первый. Куда девается кинетическая (при торможении) или потенциальная (при спуске с горы) энергия, если нет рекуперации... Не знаю... Значит, рекуперация должна быть, без нее никак не обойтись. Ведь куда-то нужно девать энергию. Не нагревать же колесо - расплавиться может.
На два последних вряд ли можно ответить однозначно - тут все зависит от алгоритма контроллера, то есть от конкретного колеса.

[MatumbAfin]

[user]D_Zakharov[/user],

Когда колесо стоит на месте, как контроллер поддерживает баланс? При отклонении от вертикали он подает импульсы тока на обмотки, чтобы создать вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор так, что точка опоры подкатывается под центр тяжести (чтобы не сравнивать с поездом метро, уточню - подкатывается быстрее, чем я падаю)

Прекрасно. А когда вы изменяете наклон тела, чтобы ехать вперед, что происходит по-вашему? Колесо тоже подкатывает быстрее, чем вы падаете? И как долго оно разгоняется? Где предел скорости?

Когда ротор крутится по инерции или при спуске с горы, ничего не мешает контроллеру подавать такие же импульсы для поддержания вертикали.

Опять двадцать пять. Инерция... Пропущу... Хотя бы потому, что здесь зерно истины. Когда колесо катится с горки - с каким движением мы имеем дело? С равноускоренным. Если уклон постоянный. Так? Подаваемые контроллером импульсы должны воздействовать на систему таким образом, чтобы, как вы выразились - обеспечить вертикаль (пропущу, пусть будет вертикаль)? Должны. Тогда эти импульсы, предназначенные для корректировки положения должны воздействовать на систему? Всенепременно.  А если так, то как они могут быть меньше, чем наводимое в обмотках противоЭДС?

Рекуперация начинается автоматически - когда противоЭДС превышает приложенное к обмоткам напряжение

И в каких же случаях происходит такое превышение? Когда ротор начинает вращаться быстрее поля? Так? Истинная правда. Но тогда, если ротор срывается с поля, как им управлять? Рекуперация при езде на моноколесе возможна только при торможении. Равнозамедленное движение создает противодейстующую силу.  В этом случае можно обойтись без "микроускорений". Но на свой страх и риск. По моему глубокому убеждению (по-вашему - заблуждению), противоЭДС никогда не превысит ток в обмотках, так процесс баланса не может быть бесконтрольным. Ротор всегда движется вместе с полем. Без проскальзывания. Представьте себе кран, опускающий груз. Его привод работает генератором? Если да, то как контролировать скорость? Да, вы сейчас скажете, что в приводе крана стоит червячный редуктор с самоторможением... Хорошо. Представьте робот-манипулятор. Сплошные высокие моменты на валах - Как там обеспечивается точность позиционирования? ПротивоЭДС?

Может ли заряжаться колесо на веревке? Может. Ему не требуется баланс. Мотор работает генератором. Как было написано у уважаемого [user]D_Zakharov[/user],

[ILYA2606]

Ждем, когда эта тема будет самой обсуждаемой на форуме!

[MatumbAfin]

[user]D_Zakharov[/user], А при спуске с горки - что приложение показывает? А если батарея полная, а ваш дом на вершине холма? Куда она девается? Никуда она не девается. Просто экономит батареи. На работу по перемещению из пункта А в пункт Б тратится меньше энергии...

[MatumbAfin]

Друзья мои! Вы не подумайте чего такого на мой счет. Просто я тупо не могу понять оттуда во время "рекуперации"  берется энергия для микроускорений, если эти же ускорения, обеспечивающие баланс, воздействуют на систему таким образом, чтобы уменьшить противоЭДС.
Моск кипит. Если весь выкипет, считайте меня... Да, какая разница. Кем хотите, тем и считайте...

[D_Zakharov]

Прекрасно. А когда вы изменяете наклон тела, чтобы ехать вперед, что происходит по-вашему? Колесо тоже подкатывает быстрее, чем вы падаете? И как долго оно разгоняется? Где предел скорости?

Колесо разгоняется, пока вертикаль не восстановится, т.е точка опоры не окажется под центром тяжести. Или пока колесо не достигнет установленного ограничения скорости. Тогда хорошее колесо предупредит о превышении предела скорости, а плохое - сбросит райдера без предупреждения. Хорошее колесо тоже может сбросить, если райдер не примет во внимание его предупреждения.

А если так, то как они могут быть меньше, чем наводимое в обмотках противоЭДС?

Импульсы могут быть любыми, какие нужны. И маленькими, и большими. При необходимости они могут и превысить противоЭДС. Это ничему не противоречит. Если импульс достаточно длительный, такой, что не сглаживается выпрямителем, то рекуперация временно прекратится, только и всего.

И в каких же случаях происходит такое превышение? Когда ротор начинает вращаться быстрее поля? Так? Истинная правда. Но тогда, если ротор срывается с поля, как им управлять?

А так и управлять - магнитным полем. Почитайте про бесколлекторные двигатели постоянного тока. Там синхронизм совершенно не нужен. Ротор может обгонять поле, может следовать за полем, может отставать от поля. Его положение определяется с помощью датчиков Холла, и контроллер вычисляет необходимую величину (длительность, если речь идет о ШИМ) и время подачи электрических импульсов на обмотки статора, чтобы подогнать или наоборот, замедлить ротор.

Ротор всегда движется вместе с полем. Без проскальзывания.

см. предыдущий пункт.

Может ли заряжаться колесо на веревке? Может. Ему не требуется баланс. Мотор работает генератором.

Тем не менее оно его держит, если мы говорим о моноколесе.

А если батарея полная, а ваш дом на вершине холма?

Мы как раз недавно говорили об этом. Колесо отказывается ехать из-за риска перезаряда батареи и предупреждает об этом.

[NNSenan]

Рекуперация начинается автоматически - когда противоЭДС превышает приложенное к обмоткам напряжение.

с PWM зарядкой без разницы какое напряжение на обмотках, нарастит до нужного

[MatumbAfin]

[user]D_Zakharov[/user],

Пока вертикаль не восстановится, т.е точка опоры не окажется под центром тяжести. Или пока колесо не достигнет установленного ограничения скорости. Тогда хорошее колесо предупредит о превышении предела скорости, а плохое - сбросит райдера без предупреждения. Хорошее колесо тоже может сбросить, если райдер не примет во внимание его предупреждения

Замечательно. И каким образом мы поедем на постоянной максимальной скорости? Движение равномерное, никакие силы больше не действуют, что удержит наклоненное тело от падения вперед? Ведь все - предел скорости достигнут. Ускорения нет.

Импульсы могут быть любыми, какие нужны. И маленькими, и большими. При необходимости они могут и превысить противоЭДС. Это ничему не противоречит. Если импульс достаточно длительный, такой, что не сглаживается выпрямителем, то рекуперация временно прекратится, только и всего

Если импульс не превышает противоЭДС, то он и не "передает" корректирующего ускорения. Опрос датчика положения происходит 200 раз в секунду. Следовательно корректирующие импульсы, превосходящие противоЭДС сообщаются системе с той же частотой. Меньшая частота, подозреваю, приведет к дискомфорту и повышенному расходу энергии. Так когда батареи заряжаться?

Меня осенила догадка...
А в какую сторону вы наклонняетесь, чтобы съехать с пологой горы? Спрашиваю серьёзно. Без подвоха. Я все еще хочу понять, какая сила работает на баланс.

[D_Zakharov]

... что удержит наклоненное тело от падения вперед?

Если мы не прислушиваемся к предупреждениям колеса, то ничего не удержит. Райдер упадет. А если райдер умный, то он сам должен уменьшить наклон, оставив только то, что необходимо для преодоления сил трения.

Если импульс не превышает противоЭДС, то он и не "передает" корректирующего ускорения.

Опять вспомним про суперпозицию.
Допустим, ротор в целом неподвижен, и мы просто хотим поддержать баланс. Какие импульсы надо посылать в обмотки? Ровно такие, какие нужны, чтобы выдержать вертикаль. Если отклоняющая сила невелика, корректирующий импульс будет небольшой. Если велика, то и импульс большой. Теперь наложим этот процесс на равномерное вращение ротора, при котором появляется противоЭДС. В зависимости от скорости вращения ротора эта противоЭДС будет разная, так? А корректирующие импульсы останутся такими же, как и в случае неподвижного ротора. И они будут точно так же корректировать вертикаль. Так что они могут превышать противоЭДС, а могут и не превышать - все зависит от конкретной ситуации.

Опрос датчика положения происходит 200 раз в секунду. Следовательно корректирующие импульсы, превосходящие противоЭДС сообщаются системе с той же частотой.

Не следовательно. Корректирующие импульсы посылаются тогда, когда они необходимы, в зависимости от алгоритма коррекции.
Кстати, вот тут можно поговорить про разную "жесткость" педалей.. Дело в том, что контроллер может позволить колесу отклониться от вертикали на некоторый угол, и только после этого начать корректировать вертикаль. Причем корректирующее воздействие может зависеть от угла отклонения (больше отклонение - больше корректирующий момент). Райдер ощущает это как небольшое "проваливание" педалей при переносе центра тяжести. На разных колесах это проваливание различно, на некоторых приличных колесах степень жесткости педалей можно менять. Некоторые колеса (например, мой Соловил) с помощью различного положения педалей передают райдеру информацию - например, "поднимают" педали при превышении максимально допустимой скорости (Соловил еще вибрирует педалями при разряде батареи). То есть 200 раз в секунду (правда, не знаю, откуда взята эта цифра) - это всего лишь частота опроса датчика положения, связь же с корректирующим воздействием определяется алгоритмом работы контроллера.

А в какую сторону вы наклонняетесь, чтобы съехать с пологой горы? Спрашиваю серьёзно. Без подвоха. Я все еще хочу понять, какая сила работает на баланс.

Отклоняюсь назад - с горки колесо катится само по себе, приходится его притормаживать.

[MatumbAfin]

Меня терзают нехорошие предчувствия, что меня кто-то обманул. Что если при езде на моноколесе нет зависимости скорости движения от наклона тела? А есть только зависимость ускорения от наклона тела? Чем сильнее наклоняемся, тем быстрее колесо разгоняется и после достижения нами вертикального положения продолжает перемещение на той же скорости? Это возможно?
Вся моя теория строилась на утверждении, что на самобалансирующихся колесах есть прямая зависимость скорости движения от наклона тела. Но, что если утверждение - ложное? Если так, то разумеется, рекуперация возможна, ведь приводу не надо обеспечивать постоянные микроколебания, и он корректирует положение тела только по факту его отклонения...

[dmitrii_i]

Смещение центра масс заставляет колесо крутиться в сторону этого смещения. Смещения нет, колесо не крутится. Все просто.

и он корректирует положение тела только по факту его отклонения...

[D_Zakharov]

А есть только зависимость ускорения от наклона тела? Чем сильнее наклоняемся, тем быстрее колесо разгоняется и после достижения нами вертикального положения продолжает перемещение на той же скорости? Это возможно?

Браво! Это совершенно точное определение!

Смещение центра масс заставляет колесо крутиться в сторону этого смещения. Смещения нет, колесо не крутится. Все просто.

Не совсем так. Если смещения центра тяжести (не центра масс, а центра тяжести!) нет, предварительно разогнанное колесо продолжит движение по инерции. Постепенно замедляющееся из-за сил трения и рекуперации (которая, конечно же, сразу возникнет - ротор крутится, противоЭДС наводится).