Сравнение люань 350W/36v и polariss 500w/36v. Разгон Lyuann

[jeka]

Итак. Тестировал на свинце 36v/12AH delta HR.
Скорость на ровной дороге: 23km/h и 40km/h
Вес вела: 30кг и 33кг
Пробег: 36км и 15км (без педалирования, средняя скорость приблизительно 15 и 25км/ч). Ручку газа выкручиваю либо на max, либо отпускаю.
Сопротивление обмоток: 0.20 ом и 0.12 ом
Люань собран с планетарным редуктором приблизительно 1:4 и не сцепляет мотор с колесом, когда он крутится медленнее колеса, что заметно увеличивает накат.

Динамика разгона (т.е. ускорение) у люаня до скорости 15км/ч лучше, чем у polariss.
При пропускании тока 4А через одну обмотку, чтобы прокрутить колесо 26'' нужно приложить вес 4кг у люаня и 2кг у поляриса.

Соответственно, люань мне гораздо больше нравится и в разгоне и в экономичности. Но хочется скорости. Если удвоить напряжение, как раз должно получиться 40-45 км/ч.
Поэтому хочу немного пропатчить контроллер - удвоить напряжение, установив мосфеты irfb4110 pbf (100V/120A/4мОм), перепаять стабилизатор и поменять кондеры.

Но есть вопрос к людям, разбирающимся в работе двигателя, управляемого ШИМом.
Подаваться на обмотки теперь будет не 36v, а вольт 70, сохранив старую мощность (т.е. уменьшив ток на ограничителе в 2 раза). Сильно ли при этом уменьшится КПД на максимальном токе при низких скоростях?
Тоесть, имеет ли смысл делать переключаемую конфигурацию батарей (3s2p на 6s1p) с переключением ограничителя тока или без этого с КПД все будет хорошо?

[i]

Напряжение больше -> максимальная скорость больше.
Ток больше -> тяга, динамика разгона больше, пробег меньше.
Если уменьшить ток ограничителя, потеряете динамику разгона, мотор станет помощником педалей, а обычно хотят наоборот.
При разгоне на мотор будет подаваться  не 70 вольт, а столько сколько нужно для достижения максимального тока, при данной скорости.

[mastercap]

....и удвоение напряжения может плохо сказаться на двигателе с планетаркой. Думаю 48В предел. При 70В долго Ваш МК жить не будет.

[jeka]

2 mastercap: мощность будет вкачиваться та же. Ток собираюсь ограничить именно для сохранения целостности мотора.

При упрощении - да, все верно. Но я хочу разобраться детально, что там внутри происходит и как будет меняться КПД в зависимости от метода вкачивания в мотор этих 350W - узкими импульсами по 70 вольт или более широкими по 35.
Мотор управляется ключами, которые коммутируют эти 70 вольт. Именно от продолжительности и количества накачивающих импульсов зависит вкачиваемая мощность в мотор.
Если я поднимаю напряжение, то время накачки обмотки до срабатывания ограничителя тока сокращается, но что происходит при этом с КПД, не до конца понятно. Этот вопрос как раз я и хочу прояснить. Благо где-то на этом форуме проскакивала информация, что контроллер для электромобиля строят именно с переконфигурацией ячеек батареи в зависимости от скорости.

Если разделить работу контроллера на 2 состояния:
- 2 ключа открыты. Идет накачка обмотки до момента, когда контроллер фиксирует превышение тока зарядки буферного конденсатора ключей (тот самый резистор от минусового провода к общему минусу ключей).
- один ключ открыт, второй закрыт. Имеет место самоиндукция.
При этом я не понимаю до конца как меняется магнитное поле при работе контроллера. Возможно что-то наврал. Искал, но пока не нашел толкового описания работы двигателя при управлении ШИМом, если кто знает - отпишите пожалуйста где найти.

[i]

...работы двигателя при управлении ШИМом...

То что Вы описали, относится к релейным системам: "включил-подождал_превышения-выключил-подождал_понижения-включил..". В таких системах частота коммутации будет очень низкая, из-за большой индуктивности обмотки мотора. Это хорошо для стабилизаторов, но не для моторов.
В контроллерах, что мне попадали на операционный стол, частота ШИМ была 15кГц, естественно, что ток в обмотке с такой частотой скакать не может и он подчиняется среднему значению напряжения ШИМ. То есть, меняя скважность ШИМ, Вы просто регулируете среднее значение напряжения подаваемого на обмотку.
На счет КПД.  Ну не знаю как его считают. Когда мотор не в силах вращаться или только-только разгоняется, его КПД=0, а когда он имеет большие обороты и некий определённый ток, то его КПД максимален.

[jeka]

То что Вы описали, относится к релейным системам: "включил-подождал_превышения-выключил-подождал_понижения-включил..". В таких системах частота коммутации будет очень низкая, из-за большой индуктивности обмотки мотора.

Не знаю, почему Вы подумали про релейные системы, я писал про работу контроллера. Контроллер по принципу включил-подождал_понижения-выключил и работает. Частота переключения вообщем-то от индуктивности не зависит и может быть любой. Никто не мешает с часототй 15кГц включать ключи и отключать ровно тогда, когда будет превышение, просто амплитуда сигнала превышения будет меньше. Да, китайцы могли напрограммировать в контроллере все что угодно, например, опрашивать сигнал превышения редко и по этой информации регулировать и усреднять скважность ШИМа, который работает постоянно. Но это на суть не влияет.
Вообщем вопрос пока открытый - как изменяется КПД от напряжения накачки индуктивности обмотки. Т.е. стоит ли городить огород с переключением акков с последовательного на ппараллельное на низких скоростях.

[i]

Моё мнение - "никак" и " не стоит".

[nordiver]

Вообщем вопрос пока открытый - как изменяется КПД от напряжения накачки индуктивности обмотки. Т.е. стоит ли городить огород с переключением акков с последовательного на ппараллельное на низких скоростях.

Я в некоторое время назад проводил следующий опыт: например мой велосипед едет при 36в на максимальной скорости (и максимальном газе) 35км\ч, я подвешивал МК и подавал на него 36в и задавал механическую нагрузку при которой скорость была 35км\ч, потом я брал напряжение 48в и при той же механической нагрузке регулировкой ручкой газа добивался такой же скорости, так вот при том что ток который потребляло МК при 48в сильно падал КПД по сравнению с 36в тоже заметно падало.

[ZxV]

Я в некоторое время назад проводил следующий опыт: например мой велосипед едет при 36в на максимальной скорости (и максимальном газе) 35км\ч, я подвешивал МК и подавал на него 36в и задавал механическую нагрузку при которой скорость была 35км\ч, потом я брал напряжение 48в и при той же механической нагрузке регулировкой ручкой газа добивался такой же скорости, так вот при том что ток который потребляло МК при 48в сильно падал КПД по сравнению с 36в тоже заметно падало.

я в шоке
как по мне кпд меняться не должно
а можете найти конкретные цифры
какое потребление тока было в одном и другом случае
и в каком месте меряли этот ток

[nordiver]

Я в некоторое время назад проводил следующий опыт: например мой велосипед едет при 36в на максимальной скорости (и максимальном газе) 35км\ч, я подвешивал МК и подавал на него 36в и задавал механическую нагрузку при которой скорость была 35км\ч, потом я брал напряжение 48в и при той же механической нагрузке регулировкой ручкой газа добивался такой же скорости, так вот при том что ток который потребляло МК при 48в сильно падал КПД по сравнению с 36в тоже заметно падало.

я в шоке
как по мне кпд меняться не должно
а можете найти конкретные цифры
какое потребление тока было в одном и другом случае
и в каком месте меряли этот ток

Листочек с цифрами попытаюсь найти, но это было порядочно давно и поэтому 100% не обещаю. Ток измерял в разрыве между батареей и велосипедом. В том что КПД упало я не вижу ничего странного, хотя средний ток и упал но возросли импульсные потери при коммутации в контроллере и МК (а так же то что при 36в шимления небыло а при 48в оно соответственно было). Я понимаю что сейчас меня начнут закидывать гнилыми помидорами, обвиняя в незнании основ электротехники, но факт (опыт) остаётся фактом - КПД падает.

[jeka]

И точно ли тормозное усилие было одинаковым. При перекоммутации тормоза могли остыть.

[nordiver]

И точно ли тормозное усилие было одинаковым. При перекоммутации тормоза могли остыть.

Использовался не механический, а электрический тормоз

[permant]

При повышении напряжения при той же нагрузке ДПТ работает на другом участке характеристик, где КПД меньше. По итогам надо считать КПД по ампер-часам на АКБ.

[ilya-spb]

UP

[ilya-spb]

Я в некоторое время назад проводил следующий опыт: например мой велосипед едет при 36в на максимальной скорости (и максимальном газе) 35км\ч, я подвешивал МК и подавал на него 36в и задавал механическую нагрузку при которой скорость была 35км\ч, потом я брал напряжение 48в и при той же механической нагрузке регулировкой ручкой газа добивался такой же скорости, так вот при том что ток который потребляло МК при 48в сильно падал КПД по сравнению с 36в тоже заметно падало.

я в шоке
как по мне кпд меняться не должно
а можете найти конкретные цифры
какое потребление тока было в одном и другом случае
и в каком месте меряли этот ток

Листочек с цифрами попытаюсь найти, но это было порядочно давно и поэтому 100% не обещаю. Ток измерял в разрыве между батареей и велосипедом. В том что КПД упало я не вижу ничего странного, хотя средний ток и упал но возросли импульсные потери при коммутации в контроллере и МК (а так же то что при 36в шимления небыло а при 48в оно соответственно было). Я понимаю что сейчас меня начнут закидывать гнилыми помидорами, обвиняя в незнании основ электротехники, но факт (опыт) остаётся фактом - КПД падает.

Помидорами если и закидают то только невежды.
Впервые с контроллерами я познакомился 15 лет назад. Мы тогда поставляли и устанавливали (на производстве) контроллеры , фирмы дженерал электрик , для асинхронных электродвигателей . Так вот между контроллером и двигателем стоял огромный трёхфазный дроссель (размером с большой арбуз) , для сглаживания пульсаций. И этот дроссель грелся так , что на нём можно было жарить яишницу. Причём грелась не обмотка а магнитопровод (из за вихревых токов от высокочастотного ШИМа). Мы конечно ругались на тупых америкосов - "ну неужели нельзя было сделать магнитопровод дросселя не из обичной электротехнической стали , а из чего нибудь более высокочастотного , чтобы не грелся он так" - перед заказчиками не удобно же.
Я это всё к тому , что при комутации больших напряжений , с помощью ШИМа , часть мощности теряется на нагрев контроллера (для её рассеивания и сделали большой алюминиевый корпус) и на нагрев магнитопровода двигателя (вы этого даже не замечаете - он внутри). Отсюда и уменьшение КПД.

[jeka]

Ага. То есть, если приделать 3 LC-фильтра на обмотки, то мотору должно существенно полегчать...

[ilya-spb]

Ага. То есть, если приделать 3 LC-фильтра на обмотки, то мотору должно существенно полегчать...

А стоит ли ? Ну будет мотор немного меньше греться - так он и так не сильно греется . И потом - если вы едете на полном газу (в большинстве случаев так и бывает) , то потери на ШИМ минимальны.
В предыдущих постах речь шла о том , что стоит ли , при движении на небольшой скорости , ради сохранения КПД , переключать батареи в параллель , делая 36 вольт из 72х. Я считаю , что стоит , и что разница в пройденном расстоянии , в обоих случаях , будет существенная . Но не уверен пока не будет поставлен эксперимент.

[jeka]

Как контроллер переделаю (где-то через 4 дня), эксперимент поставлю, по результатам отпишусь.
Эксперемент планирую делать так:
Фиксирую тормозные колодки в определенном положении. Силу торможения выбираю, чтоб потребляемая мощность была ближе к максимуму.
Фиксирую напряжение батарей и ток, отдаваемый батареями.
Раскручиваю МК до определенной скорости (скажем, 20 км/ч). Сравниваю съедаемую мощность (I*U) с LC фильтром и без, а также с конфигурацией 3S2P и 6S1P (всего 4 комбинации).