Два двигателя в одной упряжке.

Babylon4 · 19 Фев. 2010 в 22:20

[b-b]Как подобрать передаточное число шестерен подскажите ???[/b-b]

Основной вопрос который приходится решать всем кто пытается сделать транспортное средство,как подобрать передаточное отношение, при этом приходится решать несколько противоречивых требований, с одной стороны необходимо большое отношение, позволяющее быстро стартовать и совершать крутые подъёмы, с другой для получения большой скорости необходимо иметь передаточное поменьше. Даже любимый ДПТ последовательного возбуждения не позволяет решить эту проблему, поскольку при старте КПД его становится равным КПД паровоза. Выходом из этого положения может быть в использовании КПП да в придачу ещё и сцепления или же поставить по мощнее двигатель и с вместе с аккумуляторами греть окружающую среду.

Не уж то так всё без исходно? Я думаю нужно использовать два двигателя, один для для разгона, а второй так сказать основной. Что то подобное уже есть и используется в гибридах например на Приусе.

Что можно получить от такого обьеденения?
В гибридах двигатели соединены с помощью планетарного редуктора что позволяет обойтись без муфт и сцепления а управление будет состоять в том что мы делаем с двигателями тормозим или разгоняем. На мой взгляд получается очень гибкая система,позволяющая как резко стартовать с приемлемыми токами, так и получать рекуперацию вплоть до малых скоростей. Поскольку оба двигателя работают в диапазоне оптимальных оборотов с высоким КПД то можно использовать и двигатели меньшей мощности поскольку не будет необходимости иметь 5-10кратного запаса по мощности для старта. Кроме того, в любой момент можно будет получить дополнительное ускорение, за счёт использования двух двигателей. Я уже писал что система с двумя двигателями получается очень гибкой в ней можно использовать практически любой тип электродвигателя от коллекторного до асинхронного, а также их комбинации.
К сожалению в этой системе есть и свои недостатки, во первых такого не производит а значит придётся всё делать самому, второй это необходимость в двух контролерах. Хотелось ещё описать непосредственно работу системы на разных режимах но не знаю на сколько это будет интересно.

бурелом · 19 Фев. 2010 в 22:46

Два движка работающие на разных оборотах, это излишество.

Babylon4 · 20 Фев. 2010 в 21:35

Цитата: бурелом от 19 Фев. 2010 в 22:46
Два движка работающие на разных оборотах, это излишество.

Как по мне, два двигателя объединённые через планетарный редуктор, лучше чем один с КПП и сцеплением.

Давайте виртуально смоделируем момент старта, допустим мы имеем двигатели с отношением мощности 2к1 а передаточное планетарки і4.

Вариант 1
Более мощный двигатель электрически заблокирован*,а меньший через планетарку, плавно разгоняет ТС, по достижению определённой скорости, более мощный начинает работать а меньший блокируется* или работает с ним в паре.

Недостаток этого варианта в том что даже через планетарку двигателю с нулевой скорости прийдётся разгонять не только себя но и ТС а лишний расход энергии(повышеный потребляемый ток).

Вариант 2
Разгоняем меньший двигатель но большой при этом не заблокирован* соответственно он тоже начинает вращаться дальше мы или тормозим большой или рекуперируем энергию в меньший(в отдельную обмотку)

Недостаток в том что нужно иметь немного специфичный контролер(вернее силовые ключи). К преимуществам- меньший ток и более быстрый разгон(ротор двигателя будет работать как маховик) Контролеры могут быть без датчиков положения ротора.

Вариант 3
Разгоняем большой, меньший не заблокирован* и тоже начинает раскручиваться для начала движения достаточно будет ЭДС с меньшего направить сначала в аккумулятор а потом можно и заблокировать*.

Недостатки наверно есть. Преимущества такие как и во втором варианте, этот вариант подойдёт когда имеется один мощный преобразователь и от него питается несколько двигателей( полноприводный вариант).

*Под блокировкой нужно понимать электрическое торможение двигателя(замыкание обмоток статора)

Ser · 20 Фев. 2010 в 23:12

Блокировка(замыкание обмоток, или подачу энэргии на акумумулятор) "не рабочего" двигателя, приведёт к торможению "рабочего" двигателя, а значит и к большему потреблению тока. КПД у нас всегда меньше единицы, вечных двигателей не существует.
По мне, так второй двигатель должен быть с отключёнными обмотками(не замкнутые и не подключённые к кай либо нагрузке). А в идеале вообще и физически отключённым от первого двигателя. Оба двигателя должны быть одинаковой мощности, первый у нас же через редуктор к нагрузке подключён, а значит от него мы хотим большей мощности для старта. После разгона включается в работу второй двигатель, первый отключается от АКБ(в идеале ещё и от второго двигателя), толку от него уже не будет.

Babylon4 · 21 Фев. 2010 в 00:42

Цитата: Ser от 20 Фев. 2010 в 23:12

Оба двигателя должны быть одинаковой мощности.

По мне, так второй двигатель должен быть с отключёнными обмотками(не замкнутые и не подключённые к кай либо нагрузке).
А в идеале вообще и физически отключённым от первого двигателя.

Двигатели соединены через редуктор(допустим эта величина равняется 4) тогда двигатель вдвое меньшей мощности позволит получить момент на колёсах вдвое больше чем его мощный собрат.Соотношение редукции и мощности может иметь разные варианты, но делать двигатели одинаковой мощности применять не стоит.

Двигатели соединены через планетарный редуктор: больший соединён с кольцевой шестернёй(почти красная на рисунке), меньший с солнечной(жёлтая) а с водила(зелёный) снимаем результирующий момент. Отсоединение обмоток равносильно как и физическое отключение в планетарном редукторе не допустимо, но в этом и вся прелесть не нужны никакие муфты, а управлять можно непосредственно двигателями.

Цитировать
КПД у нас всегда меньше единицы

Безусловно, но более экономичный будет как мне кажется мой вариант. Прикрепляю рисунок планетарки и ссылку на Википедиюhttp://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0

Ser · 21 Фев. 2010 в 13:18

Ага, понял. Если не блокировать один из двигателей, то с в водилы не получится снять мощность.
Про КПД я погоречился, извините. Вроде как должно работать, но как там на самом деле будет не известно. Я думал про простой редуктор, тоесть два одинаковых двигателя, седенённые друг с другом шестернями с разным количеством зубов. Первым(у которого малая звезда) разгоняем ТС, второй двигатель включаем разогнавшись. После разгона первый отключаем. Лучше, наверно, если на одном валу будут два разных двигателя, у одного обороты больше, но момент меньше, а у второго момент больше, но обороты меньше. А лучше всего, думаю будет изменять момент и скорость комутацией обмоток одного двигателя, чего в одной из тем форума и пытались добится колеги от мотор колеса.

Babylon4 · 21 Фев. 2010 в 16:17

Цитата: Ser от 21 Фев. 2010 в 13:18
А лучше всего, думаю будет изменять момент и скорость комутацией обмоток одного двигателя, чего в одной из тем форума и пытались добится колеги от мотор колеса.

Думаю не лучший вариант,увеличивается количество проводов и ключей, где то какой то сбой и всё будет гореть синим пламенем,два движка на одном валу тоже не выход постоянно нужно тратить энергию на привод одного двигателя, а запустить одновременно не получится.

Ser · 21 Фев. 2010 в 19:16

Цитата: Babylon4 от 21 Фев. 2010 в 16:17

Думаю не лучший вариант,увеличивается количество проводов и ключей, где то какой то сбой и всё будет гореть синим пламенем,два движка на одном валу тоже не выход постоянно нужно тратить энергию на привод одного двигателя, а запустить одновременно не получится.

Тогда уж надёжнее и проще один двигатель, с достаточной мощностью для разгона и преодоления препядствий(горка например).

Но Ваша идея мне кажется интересной. Остаётся только проверить её.

Babylon4 · 21 Фев. 2010 в 21:02

Цитата: Ser от 21 Фев. 2010 в 19:16
Тогда уж надёжнее и проще один двигатель, с достаточной мощностью для разгона и преодоления препядствий(горка например).

Остаётся только проверить её.

Надёжней и проще безусловно,особенно если использовать готовые комплектующие. А если и мощность, которую мы можем подать в двигатель, ни чем не ограниченна тогда вообще всё просто. Но в том и всё дело что аккумулятор не резиновый и больших бросков тока не очень то и любит, вот здесь и приходится чем то жертвовать. Имея опыт в изготовлении(правда очень маленьких) электромоторов мне кажется что соединение двух моторов, более выгодно как в весовом отношении так и в управлении, уже писал об этом поэтому повторятся не буду.

Конечно буду про бывать.

Ser · 22 Фев. 2010 в 23:17

При любом результате, выкладывайте, очень интересно.

rabby · 23 Фев. 2010 в 03:05

Мы проверяли эту концепцию ,ставля разные передаточное числа на правой и левой подвеске с одинаковыми двигателями.В принципе работает,контролеры на нормальных моторах и так отдельные,так что это не проблема.
В будущем хотим проверить,есть ли смысл в схеме 4Х4 с мотор колёсами одну пару сделать на максимальный момент с низкой максимальной скоростью,а вторую на более высокую максимальную скорость,где реже встречаются высокие требования к моменту двигателя.

бурелом · 27 Фев. 2010 в 20:24

При малых оборотах ДПТ последовательного возбуждения коллектор переключает обмотки с малой частотой. В результате железо перемагничивается тоже с малой частотой, из-за этого падает эффективность обмоток. При увеличении оборотов частота перемагничивания железа растет, эффективность обмоток растет, но растет и индуктивная составляющая сопротивления обмоток. В результате на больших оборотах двигателя ток в обмотках стремится к нулю. Более подробно об этом можно почитать в любой книге по электротехнике, где описывается уравнение электрического равновесия в эл. машинах. Решить эту проблему можно используя асинхронные двигатели с фазным ротором и двойным питанием. Статор и ротор питаются от разных источников. Частота одного постоянна (500 гц),частота другого переменная (500+-20 гц). Ротор будет вращатся с частотой равной разности частот источников питания. Обмотки будут работать с мало меняющейся частотой, и при любых оборотах будут работать с максимальной эффективностью. Обороты регулируются от 0 до скажем 1000 об/мин. Тоесть можно сделать прямой привод.

Babylon4 · 27 Фев. 2010 в 23:58

Цитировать
Мы проверяли эту концепцию ,ставля разные передаточное числа на правой и левой подвеске с одинаковыми двигателями.В принципе работает,контролеры на нормальных моторах и так отдельные,так что это не проблема.

Я говорил совсем о другом!!!!

Цитировать
В будущем хотим проверить,есть ли смысл в схеме 4Х4 с мотор колёсами одну пару сделать на максимальный момент с низкой максимальной скоростью,а вторую на более высокую максимальную скорость,где реже встречаются высокие требования к моменту двигателя.

Есть другое решение более изящное.

Цитата: бурелом от 27 Фев. 2010 в 20:24
При малых оборотах ДПТ последовательного возбуждения коллектор переключает обмотки с малой частотой. В результате железо перемагничивается тоже с малой частотой, из-за этого падает эффективность обмоток. При увеличении оборотов частота перемагничивания железа растет, эффективность обмоток растет, но растет и индуктивная составляющая сопротивления обмоток. В результате на больших оборотах двигателя ток в обмотках стремится к нулю.

Не нужно сравнивать работу трансформатора и ДПТ это разные вещи и служат для разных целей. В ДПТ, и безколекторных двигателях с увеличением оборотов вырастает противо ЭДС а при превышении определенных оборотов эта величина становится больше чем в питающем источнике при этом наш двигатель становится генератором.

Цитировать
Решить эту проблему можно используя асинхронные двигатели с фазным ротором и двойным питанием. Статор и ротор питаются от разных источников. Частота одного постоянна (500 гц),частота другого переменная (500+-20 гц). Ротор будет вращатся с частотой равной разности частот источников питания. Обмотки будут работать с мало меняющейся частотой, и при любых оборотах будут работать с максимальной эффективностью. Обороты регулируются от 0 до скажем 1000 об/мин. Тоесть можно сделать прямой привод.

Возможно! но какой будет удельный вес установки? С безколекторниками я работаю давно и знаю если не допускать больших перегрузок то можно без особых проблем создать двигатель с удельным весом 0.5-0.2кг/Квт, а что бы не было перегрузок я и предлагаю использовать два двигателя и планетарный механизм(а не редуктор!!).

бурелом · 01 Март 2010 в 16:41

Все эл. машины работают одинаково, будь это ДПТ или трансформатор. Различаются лишь конструкция и результат работы. Переключение направления тока в машинах переменного тока происходит в генераторе, а в ДПТ это присходит на коллекторе. Двигателей без пртивоэдс не бывает в принципе, и эдс всегда больше противоэдс если к валу двигателя не приложено дополнительное усилие.

бурелом · 01 Март 2010 в 16:58

А что касается размеров, то они линейно зависят от частоты. Если асинхронник единой серии весит примерно 4 кг/квт при 50 гц, то перемотав его на 1000 гц получим 0,2 кг/квт. Правда на таких частотах начинают расти потери в железе. Существует аморфное железо и пермалой, у них частоты до сотен килогерц. Но это надо весь двигатель переделывать полностью.

Babylon4 · 01 Март 2010 в 21:01

Цитата: бурелом от 01 Март 2010 в 16:58
А что касается размеров, то они линейно зависят от частоты. Если асинхронник единой серии весит примерно 4 кг/квт при 50 гц, то перемотав его на 1000 гц получим 0,2 кг/квт.

Цитировать
Все эл. машины работают одинаково, будь это ДПТ или трансформатор. Различаются лишь конструкция и результат работы.

Тема посвящена одновременной работе двух двигателей в одной связке.

бурелом · 02 Март 2010 в 08:54

Последовательный гибрид это тоже 2 двигателя в одной связке. ДВС+эл. двигатель.

Babylon4 · 02 Март 2010 в 23:37

Нужно в заголовке наверно немного поправить- два двигателя в механической связке, если не сложно исправте.

Цитата: бурелом от 02 Март 2010 в 08:54
Последовательный гибрид это тоже 2 двигателя в одной связке. ДВС+эл. двигатель.
Цитировать
Вы забыли включить между ДВС и двигателем несколько устройств 1) генератор 2) выпрямитель 3)преобразователь/регулятор ну и немного проводов(шутка). Я напомню что я писал раньше:
Вариант 3
Разгоняем большой, меньший не заблокирован* и тоже начинает раскручиваться для начала движения достаточно будет ЭДС с меньшего направить сначала в аккумулятор а потом можно и заблокировать*.

Недостатки наверно есть. Преимущества такие как и во втором варианте, этот вариант[b-b] подойдёт когда имеется один мощный преобразователь и от него питается несколько двигателей( полноприводный вариант).[/b-b]

Выделеное мною как раз и подразумевает как вариант последовательный гибрид [b-b]НО[/b-b] вот здесь самое интересное!!!!! ДВС с генератором электрически жёстко связан с более мощным двигателем(нет никаких выпрямителей,преобразователей, а тем более контакторов). Такой вариант не возможен без дополнительного двигателя.Плюсом этого варианта является то что к генератору можно подключить 2,4,6 двигателей для полного привода. Уравнивать скорости вращения колёс на поворотах будут как раз двигатели с меньшей мощностью. :bf: