Где "сидит" ШИМ? И другие вопросы...

[nikvic]

Силовые э-двигатели по КПД бывают ординарными, 70%, и отличными. Наш - ординарный, нельзя надеяться на высокий КПД при таких потерях в "меди" и заявленной мощности.

Ничего не понял. Разверните пожалуйста.

Я всего почти процитировал недавно читанное - про ординарные и улучшенные (вспомнил  слово).
А про потери в меди должно быть ясно. Если в тепло уходит более 50вт только "в меди" при мощности на валу... 250вт, то тратить нужно более 300вт, и КПД менее 5/6. 

[i]

Но ведь мощность при фиксированном моменте - линейная функция от оборотов. А потери в меди при фиксированном токе - константа. Следовательно КПД мотора, тоже величина НЕ постоянная. А если учесть, что при приближении оборотов к максимальным, когда ЭДС мотора приближается в ЭДС источника, ток (и соответственно момент) спадает линейно , а омические потери падают квадратично, то выходит, что КПД начинает стремится к 1.
Вот мне и не понятно, про какую мощность и какой КПД говорит производитель (получается что-то типа "средней температуры по больнице").

Считаю, что прежде чем рассуждать о КПД, мощности и потерях, нужно чётко оговаривать условия эксплуатации и конструкцию мотора, иначе разговор теряет смысл.

[nikvic]

1/ Но ведь мощность при фиксированном моменте - линейная функция от оборотов. 2/ А потери в меди при фиксированном токе - константа. 3/Следовательно КПД мотора, тоже величина НЕ постоянная. А если учесть, что 4/при приближении оборотов к максимальным, когда ЭДС мотора приближается в ЭДС источника, ток (и соответственно момент) спадает линейно , а омические потери падают квадратично, то выходит, что КПД начинает стремится к 1.
Вот мне и не понятно, про какую мощность и какой КПД говорит производитель (получается что-то типа "средней температуры по больнице").

Считаю, что прежде чем рассуждать о КПД, мощности и потерях, нужно чётко оговаривать условия эксплуатации и конструкцию мотора, иначе разговор теряет смысл.

Производитель, как и положено, различает две мощности - входную, умножением среднего тока из батареи на её текущее напряжение, и выходную, на валу. Фиксируя "ручку газа" и задав момент на стенде, он может сообщить остальные параметры - ток, обороты, момент. Ну и рассчитать 2 мощности и КПД. Жаль только, что точек производитель даёт мало...



Ваше 3/ верно, разумеется, само по себе - 1/ и 2/ для этого не слишком нужно.
Посмотрим на 4/. Максимальные обороты для данного источника (батарея с ШИМ) достигаются на нулевом моменте, но ток  нулю не равен, так что КПД=0. Вот к нулю КПД и стремится - при приближении к максимальным оборотам. Точно так же он близок к 0 при малых оборотах - при относительном постоянстве момента.

[i]

Вот тут согласен, пусть и с некоторыми оговорками, не в этом суть.
Это всё данность, вопрос в том как и что изменить, что бы получить другую данность, которая нам больше подходит. Как изменятся графики если, например, их перестроить не по моменту, а по оборотам, или даже по виткам? Что лучше для повышения мощности (скорости, момента) изменять напряжение, ток или витки?

КПД при разгоне начинает расти от 0 к 1, сначала быстро, потом медленнее, потом останавливается и начинает расти вниз. И что нам это даёт, кроме знания, что КПД не может быть выше некоторого лимита? Максимальная эффективность мотора достижима только на стенде, на дороге никогда не будет таких условий, значит нужно как-то управлять КПД, подстраивать его под конкретные условия. Как?
Ответ на мой взгляд один - нужно иметь несколько двигателей, и чем больше, тем лучше. Но это не реально....
С ДВС такая же проблема, но конструктора смогли её решить введя, коробку передач. Получился парадокс, введя новые потери и снизив тем самым КПД системы "мотор-коробка-колесо" удалось повысить КПД автомобиля.

Если у них получилось, почему у нас не должно получится? Можно сделать механическую коробку (цепи, звёзды, шестеренки), можно электромеханическую (статор вынимается из ротора), а можно и чисто электронную. Играя напряжениями и токами мы по сути меняет только режим работы мотора, не трогая сам мотор, а играя витками мы меняем мотор, делая его либо тяговитым, либо скоростным.

[nikvic]

...
Это всё данность, вопрос в том как и что изменить, что бы получить другую данность, которая нам больше подходит. Как изменятся графики если, например, их перестроить не по моменту, а по оборотам, или даже по виткам? Что лучше для повышения мощности (скорости, момента) изменять напряжение, ток или витки?

КПД при разгоне начинает расти от 0 к 1, сначала быстро, потом медленнее, потом останавливается и начинает расти вниз. И что нам это даёт, кроме знания, что КПД не может быть выше некоторого лимита? Максимальная эффективность мотора достижима только на стенде, на дороге никогда не будет таких условий, значит нужно как-то управлять КПД, подстраивать его под конкретные условия. Как?
Ответ на мой взгляд один - нужно иметь несколько двигателей, и чем больше, тем лучше. Но это не реально....
С ДВС такая же проблема, но конструктора смогли её решить введя, коробку передач. Получился парадокс, введя новые потери и снизив тем самым КПД системы "мотор-коробка-колесо" удалось повысить КПД автомобиля.

Если у них получилось, почему у нас не должно получится? Можно сделать механическую коробку (цепи, звёзды, шестеренки), можно электромеханическую (статор вынимается из ротора), а можно и чисто электронную. Играя напряжениями и токами мы по сути меняет только режим работы мотора, не трогая сам мотор, а играя витками мы меняем мотор, делая его либо тяговитым, либо скоростным.

Попробую промоделировать данность - с получением других "проекций" Это - в моих планах, с надеждой подобрать "похожие на правду" параметры.

Про использование родной велосипедной коробки передач где-то говорил. Для "обывательских" целей она предпочтительнее. Ну или вариатор.

Эффективность, понятно, не сводится к КПД. Скорее, к возможности решать разные задачи. Скажем, против ветра может быть "экономнее" ехать с меньшим КПД и меньшей скоростью.
И вообще - вместо (вместе с) амперметра хорошо бы иметь показания ток/скорость. Велокомпьютер, однако, управляющий контроллером

[i]

.. Велокомпьютер, однако, управляющий контроллером

Вполне реальная вещь. Сделать можно всё что угодно, главное узнать, что именно "угодно".
Цепь хороша, и вариатор не плох, когда мотор один и под рамой, а когда он в колесе... нужно искать другое решение (либо отказываться от МК или мирится с недостатками).
Мне нравится МК, оно проще и бесшумнее, и мне кажется, что его эффективность можно значительно увеличить. По этой тропе и иду. Будут соратники - хорошо, а нет  - так просто дольше идти.

[nikvic]

...КПД мотора, тоже величина НЕ постоянная. А если учесть, что при приближении оборотов к максимальным, когда ЭДС мотора приближается в ЭДС источника, ток (и соответственно момент) спадает линейно , а омические потери падают квадратично, то выходит, что КПД начинает стремится к 1.
Вот мне и не понятно, про какую мощность и какой КПД говорит производитель (получается что-то типа "средней температуры по больнице").

Считаю, что прежде чем рассуждать о КПД, мощности и потерях, нужно чётко оговаривать условия эксплуатации и конструкцию мотора, иначе разговор теряет смысл.

Залез в калькулятор http://www.ebikes.ca/simulator/ и помучил его (там есть и параметры моторов, некоторые можно менять). На том сайте есть и другие разделы, в т.ч. и с теорией.
В конце концов сделал программу-аналог - вот картинка:



Под КПД эти канадцы понимают отношение мощности на валу к произведению тока батареи на текущее её сопротивление, т.е. потери на собственном сопротивлении батареи не учитывают, их "счётчик" стоит на выходе из батареи. Для расчёта оставшейся в батарее энергии это неправильно...

Теперь -   "Почему КПД не стремится к 1". Модель, принятая в симуляторе, предполагает постоянство напряжения на выходе отдельного ШИМ-преобразователя, питающего ключи фаз. Для больших оборотов этот ШИМ просто открыт (если в контроллере не предусмотрено ограничение скорости) и равен выходному напряжению акка (за мелким вычетом напряжений на ключах).
Теперь повторюсь (говорил в другом месте). Для  момента, близкого к нулевому, средний ток (с учётом знаков!!!!) через обмотку близок к 0, а вот эффективный (среднеквадратичный) - не близок. График тока в пределах (-60..60гр.) - яма, края которой ВЫШЕ нуля, дно - НИЖЕ нуля.

Насколько я понимаю, есть возможность исправления "логики" контроллера. "Наши" поддерживают постоянным  напряжение на фазах. Если сохранять значение тока (стал быть, в середине фазного промежутка будет меняться напряжение), эффект спадания КПД вблизи макс. оборотов пропадёт.

Похоже, так работает контроллер у "Cyclone" - там весьма пологий участок падения КПД на больших оборотах.
=====
Оффф... Не удаётся разместить картинки в галлерее. Как можно исправить?

[andreym]

Под КПД эти канадцы понимают отношение мощности на валу к произведению тока батареи на текущее её сопротивление, т.е. потери на собственном сопротивлении батареи не учитывают, их "счётчик" стоит на выходе из батареи. Для расчёта оставшейся в батарее энергии это неправильно...

А мне казалось как раз внутреннее сопротивление батареи есть в рассчетах
вот они там внизу в описании пишут:
The characteristics for the battery packs are also from our own independent testing, with the value for Rbatt calculated from the DC impedance from 1C - 2C loading, and with VOC chosen at the 50% state of charge.
что мол сопротивление батарей мы меряли отдельно исходя из токов разряда 1С-2С на примерно 50% заряженных батареях.

[nikvic]

А мне казалось как раз внутреннее сопротивление батареи есть в рассчетах

Да, есть, конечно.
Я говорю о неверности исключения из потерь потерь на нагрев аккумулятора при подсчёте КПД.
Хотя, конечно, к связке  контроллер-мотор это не относится.