Вопрос по КПД электродвигателей и контроллеров.

[Danila96]

Всем доброго дня.
На текущий момент я обычный прожектер, занимаюсь сбором информации, новостей и прочего, в надежде рано или поздно (по мере продажи квартиры) заняться постройкой электромобиля.
По мере штудирования материала накопились вопросы по энергоэффективности электромобиля в комплексе.

Изначально я был уверен в лидерстве асинхронных электродвигателей, по причине того, что многие автомобили, а так же флагман отрасли - тесла, используют его. Потом наткнулся на информацию про славянку, и почти убедил меня в этом реальный расход эллады LICC, у него на славянке расход упал до 100 втч/км.

Но тут как то пришлось пообщаться с людьми которые работают с электродвигателями BLDC и PMSM.
И у меня закрались сомнения, к тому же, как сказали некоторые товарищи, все сильно зависит еще и от контроллеров.

Поэтому такой вот наивно детский вопрос - какая связка (ЭД и контроллер) даст максимальный КПД в диапазоне мощностей 50-100 квт?

[SolarRay]

Сомневаюсь что на этот вопрос найдётся более менее точный ответ, так как для этого требуются провести испытания на одном и том же стенде, с одинаковыми условиями для большого количества вариантов (кто-то должен всё это оплатить).
----
Если предельно упростить, взять правильно сделанный электрический двигатель без магнитов и аналогичный с магнитами, подключить их к идеальным контроллерам, то максимально возможное кпд электромотора с магнитами будет немного выше.
В реальности, возможны разные варианты,
С практической точки зрения, нужно сравнивать конкретные наборы в условиях приближенных к тем в которых будет использоваться транспортное средство.
----
Для более-менее универсального автомобиля без кпп, максимально возможное кпд мотора должно быть ~97% или выше. Для не универсальных автомобилей без кпп, можно обойтись 94-95%. Для автомобилей с кпп, можно использовать моторы даже с 80% кпд.

[Danila96]

Понятно. Как там сказала одна дочь офицера - не все так однозначно. Жаль.
Тогда еще такой вопрос.
На сайте разработчика электробайков деллер, выставлен свой БЛДС двиг, весом в 9кг, и 20квт (50 в пике). Славянка на 132 габарите, весит 60+кг, при этом 40квт (100 в пике), то есть мощность 2 БЛДС равна одной такой славянке, но связка легче в три раза. Можно ли сказать что в этом случае БЛДС эффективнее?

[T-Duke]

Какой провокационный вопрос Даже тесла-кар вспомнили. Ну прямо как я в другой теме говорил, а здесь продолжилось.

А поискать официальные научные отчеты не? Асинхронные двигатели по удельным характеристкам пасут задних. Славянка это развод для лохов. Известна комбинированная намотка уже сотню лет. И ничего сверх она дать не может. Просто некоторые гармоники во фазных токах могут быть меньше. Почему славянщики не проведут честный эксперимент и не сравнят двигатели незаславяненные и прославяненные хотя бы. Не будем впутывать сюда магниты. Пусть сначала докажут, что славянка ну ваааащее песец как заруливает обычные намотки. А потом пусть доколоупаются до двигателей с магнитами. Вот как к ним доколупаются, так и отколупаются, ничего не доказав.

По остальным параметрам у комбинированной намотки ничего выдающегося. Законы физики она отменить не может. И меди в пазы статора в 2 раза больше не поместится, как ни мотай обмотки. Если поставить рядом асинхронник и PMSM с одинаковыми диаметром и длиной ротора и количеством меди в обмотке, последний порвет асинхронник как Тузик грелку. Серьезные исследователи сравнивали разные типы двигателей и асинхронники серьезно проигрывают двигателям с магнитами. Особенно двигателям типа IPMSM.

При одинаковых параметрах и массе, асинхронники ПРОИГРЫВАЮТ двигателям с магнитами. И не было еще НИ ОДНОГО факта опровержения. Не блин, я тоже могу начать сравнивать 30кг IPMSM с 10кг асинхронником. В таком случае асинхронник ляжет и больше не встанет.

Вот сравнительная таблица разных типов двигателей по данным на 2003, пардон на 2008 год, это стоимость по данным на 2003 год:


Из таблицы видим, что асинхронники (IM) занимают везде предпоследнее место, кроме цены. По цене почти первое место
Сейчас все еще лучше обстоит ибо цены на неодимовые магниты прошли свой пик, который был в 2011 году и резко упали. Даже по стоимости двигатель с неодимками дешевле асинхронника.

[Danila96]

Тогда почему Эллады эффективнее тех же Леафов?
При одинаковых батарейках Электрокалина проезжает до 200км, расход в 120 втч/км для нее обыденность, по словам LICCa у него после переобмотки двигателя - расход упал ниже 100 втч/км.

[T-Duke]

А почему Бэтмэн заруливает Супермена?

Вы о конкретных данных говорите, давайте результаты сравнения, а не бабка на базаре сказала. Эллады, леафы. Я вот говорю, что темные джедаи круче всех и порвут супермена и бэтмена.

И утверждаю, что японцы - лидеры в области гибридных и электромобилей. И они на свои автомобили ставят именно IPMSM.

Ну а верить можно во что угодно. Кто-то верит в макаронного монстра. Только истина от этого не меняется. Асинхронники пасут задних и будут пасти. Они не могут перепрыгуть через физику.

[Danila96]

Например
https://electrotransport.ru/images/2/1jt8j6a_thumb.jpeg
https://electrotransport.ru/images/2/1epuw48.jpeg
https://electrotransport.ru/images/2/1f8rdp2.jpeg

У леафа, по отзывам дроме и драйве, пробег до "черепашки" - 150км.
При том что емкости батарей идентичные.
Ну и вот, сравнительный пробег http://carobka.ru/publications/news/lada/28445/

[T-Duke]

Знаете, завтра может появиться кто-то и написать статью в духе - "Я надеваю шапочку из фольги для защиты от влияния марсиан и вот в этой шапочке я на велике начал проезжать в 2 раза дальше. Значит марсиане воруют у нас биоэнергию и эффективность людей сильно занижена".

Я такие ссылки не рассматриваю в качестве серьезного аргумента. Это аргументы в стиле - бабка на базаре сказала. У людей иногда есть некое чувство создавать себе кумира и организовывать вокруг него секту. И затем рассказывать всем как все хорошо у них. Шкодины, Дуюновы и прочие.
Это же надо блин, сделать асинхронник с наружным ротором и выдавать его за чудо техники. При чем двигатель резко тяжелее. Да двигатель с магнитами такого же веса как дуюновский, с таким же количеством меди, зарулит тот асинхронник с потрохами. А недалекие люди снимают лапшу и верят этому мм... не хочу выражаться, заблуждающемуся, или заблуждающему.

Вот конкретные сравнения энергоэффективности транспорта на двигателях с магнитами и на асинхронниках. Источник данных IEEE:


Как видим в энергоэффективности асинхронники проигрывают двигам с магнитами. А вот заключительные выводы из статьи:


Вот результаты второго научного исследования. Источник IEEE:

Сравнительная таблица характеристик тестируемых двигателей с номинальной мощностью 50кВт, в которой две модификации двигателя типа IPMSM поставлены в самые невыгодные условия, диаметр ротора меньше чем у всех других - внутренний диаметр статора 161.9мм у первого варианта и 166мм у второго, против 177.9 у асинхронника. То есть асинхронник чтобы приблизиться по моменту к магнитникам, должен иметь диаметр ротора больше. И длина ротора больше 83.82мм против 108мм у асинхронника.  А по массе вообще мрак. Две модификации IPMSM весят 29.8 и 30кг, зато асинхронник уже весит целых 48.8кг.


А теперь результаты тестирования:

Как видим асинхронник проигрывает по КПД особенно в зоне малых оборотов, при этом он резко тяжелее 49кг против 30кг.

Ребята, не надо мне здесь рассказывать байки в стиле - "А вот дядя Вася на одной зарядке аккумулятора 1000км проезжает" Я верю серьезным источникам. Это минимум исследовательские группы институтов, или корпораций типа Тойоты, или статьи из IEEE. Остальное все - "Дед на крыльце рассказывал, а все развесили уши".

Тему я вообще считаю исчерпанной. Нет никаких серьезных доказательств того, что асинхронник хотя бы рядом встал с двигателями с магнитами. И не будет. Законы природы не обманешь. Асинхронник не сможет тягаться с плотностью мощности и плотностью момента двигателей с неодимовыми магнитами. Всякие там истории о проехал 200км, я считаю просто историями. Может и проехал кто-то, в жизни всякое бывает, ну ветер все время в корму дул. Но есть научные результаты, а есть побрехеньки. Я верю в научные результаты и в законы физики, а не в дядю Васю, и не в Дуюнова и не в Шкодина.

[Danila96]

Хорошо, статистика vs жизнь.
Почему в таком случае, что тесла, что новый гибридный грузовик https://nikolamotor.com/one  используют АС двигатели?
Уж выигрыш для грузовика, только на массе не АС двигателей составит сотни кг.
Но тут два варианта - инженера в США дурные, или же, все таки у АС есть какие то заметные плюсы, которые перекрывают минусы.

[T-Duke]

Где факты? Где результаты научные? Ребята, вы просто трындите. Где хоть какая-то сравнительная информация из серьезных источников? Где? Ваши слова не более чем разговоры. Ни одного подтверждения слов нет. Есть только грузовики и теслы. Где данные сравнительной оценки? Вы просто хотите верить в асинхронники. Ну и верьте себе. Только когда говорите, подкрепляйте все конкретикой.

А я вот говорю Тойота Приус и Кэмри это лидеры по удельным параметрам автомобильных двигателей. И у меня есть данные какими я могу оперировать. Апологеты асинхронников приводят базарные реплики - А вот американцы сделали. А я вот больше скажу, пиндосы на луну летали, такую маленькую в съемочном полигоне в голивуде и до сих пор морочат голову всему миру и многие верят их шоу высадки на луну. И никто мне не докажет что они были на луне, так как все "доказательства" у думающего человека вызывают поток критики. А тому кто верит пофигу все аргументы. Он тупо верит и все. И ничего ему не докажешь.

Короче в этой теме нет серьезного разговора. Одни только общие высказывания не проверенные толком никем. Раз уж выдержки из официальных научных статей не имеют эффекта, то все остальное колинеарно. Заблуждайтесь себе на здоровье 

[Danila96]

Какой напор

Хорошо, оставим двигатели в покое.
По контроллерам. Там КПД как, индивидуально от производителя?

[Genadi]

И никто мне не докажет что они были на луне

А как по поводу Леонова? Продался америкосам? 

https://ria.ru/science/20090720/177908258.html

А ещё доказательством будут реальные снимки с места посадки, которые, надеюсь, скоро появятся.

[on4ip]

[user]Danila96[/user], КПД для силового преобразователя можете принять от 0.94 до 0.98 процентов, но не надо рассматривать ширпотреб, там все похуже будет.

[NUBITO]

[user]T-Duke[/user], ваши примеры сравнений не корректны. И вы сами не видите что там написано. Диаметр ротора у PMSM больше, он более моментный(смотрим графу с проектируемыми характеристикам и еще куча мелочей которые вы не правильно интерпритируете. Плюс двигателей с постоянными магнитами - меньший вес, минус - высокая стоймость, не смотря на упавшие цены на магниты. Более того, асинхронники стандартно делают с алюминиевой беличьей клеткой, а есть более новые с медной. Не думаю что в сравнении это учитывалось. Обмотку "Славянка" я учитывать не буду т.к. сам ещё не полностью убежден в её превосходстве.

[RommT]

Можете проконсультировать по поводу двигателей ВРД? В каких режимах они хороши и плохи? В чём их отличия по применимости с остальными типами двигателей? Судя по статье на Вики очень привлекательными выглядят по простоте управления и конструкции.

[NUBITO]

[user]RommT[/user], они хороши, но есть минус - они не форсируются. По сути PMSM и  асинхронники работают в форсированном режиме поэтому имеют такую мощность при малом габарите. У врд такого нет, поэтому все их приимущества в ЭТ таят.

[T-Duke]

[user]T-Duke[/user], ваши примеры сравнений не корректны. И вы сами не видите что там написано. Диаметр ротора у PMSM больше, он более моментный(смотрим графу с проектируемыми характеристикам и еще куча мелочей которые вы не правильно интерпритируете.

Попрошу вас раззуть глаза и таки посмотреть, у какого именно двигателя из таблицы, диаметр ротора больше. И сразу посмотрите в графу толщина статора. А потом будем говорить об интерпретации.

[NUBITO]

2 пары полюсов у асинхронника и 4 у пмсм