Все что вы хотели знать о мощности моноколеса.

[palachzzz]

Итак, как же измерить мощность современного моноколеса?
Я пожалуй начну из далека. А именно от дино-стендов, и лошадиных силах в ДВС.
Вот давайте взглянем на первый попавшийся результат дино-стенда (сорри за качество, просто искал результат начинающийся не с 3,5 тысяч оборотов, а с чего-то более реального),


и увидем что? Правильно максимальная мощность - 183,6 лошади, Круто же.. но.. на маленьком участке от 7000 до отсечки - 7400 об/мин. На оборотах же обычной эксплуатации 2000-4000 оборотов мощность будет от 50 до 115 лошадей. Но и это еще не все, результаты обычно проводятся на одной передаче - обычно на той, у которой передаточный коэффициент ближе к 1 (у нее КПД выше), обычно это 4 передача, на других все еще печальнее, я уж молчу про колеса разных размеров и т.д. и т.п. Но производители на месте не стоят, и чтобы убрать эту несправедливость, они решили что пишут характеристики не машин, а двигателей, поэтому и снимать мощность они будут с маховика, а не с колеса авто, так исключается неопределенность КПД различных передач, да и в целом цифра будет повыше получится. Некоторые пошли еще дальше, и снимают мощность с маховика двигателя, который не нагружен всяким "лишним" обвесом типа генератора (без которого он по факту не долго про работает).

А еще, нормальный тюнер кто хоть немного в этом понимает, не будет стремиться получить максимальную мощность, а будет стараться получить ровную характеристику в широком диапазоне оборотов, именно такой подход даст быстрее ехать, чем острый пик в районе отсечки, именно поэтому лошади у всех автомобилей очень разные, у кого-то дохлые, у кого-то бодрые. Вот пример хорошей характеристики: https://www.drive2.ru/l/1609810/

Есть еще и вторая характеристика на дино-стенде - крутящий момент, что же это такое? Все просто, топливо сгорая в цилиндре давит на поршень с определенной силой, затем эта сила преобразуется во вращательное движение кривошипно-шатунным механизмом, и маховик раскручивается с определенной силой, давайте представим что вместо маховика мы сразу же надели колесо, и попытаемся ехать. Если одеть большое колесо - то линейная скорость будет больше, а тяга при этом меньше, и наоборот, если одеть маленькое колесо - то линейная скорость будет меньше, но будет больше тяга (чтобы понять что это такое просто представьте что вы переключаете передачи, эффект ровно тот же, первая передача очень мощно прет, но скорость никакая, а шестая передача не в состоянии ехать на низкой скорости даже если тронуться с места - тяги не хватает). Вот чтобы сделать универсальную характеристику - придумали Крутящий момент - это отношение силы тяги к длине рычага (радиусу колеса). Так вот топливо сгорая создает силу, которая может совершить работу, а количество совершенной работы в секунду - это и есть мощность. Т.е. самый простой способ увеличить мощность - это чаще сжигать топливо в цилиндре, чаще сжигаем, больше раз можем совершить работу - т.е. увеличиваем мощность. Однако сила тяги от этого не изменится, она все так же равна силе с которой действуют газы на поршень. И здесь основная "проблема цифр" дизельного двигателя, в виду физики своей, он обладает бОльшим крутящим моментом (сила давления газов на поршень), но он не может раскручиваться так быстро как бензиновые - итого мы имеем то, что дизельный авто с 120 лошадьми может оказаться куда более резвым чем бензиновый со 180 лошадьми. А еще бОльшая проблема цифр - у электрических двигателей все в тех же автомобилях, если сравнить мощность и крутящий момент ДВС и электродвигателя в каком нибудь гибриде - окажется что при скромной мощности электрический двигатель зачастую значительно превосходит ДВС по крутящему моменту.
Хочется сказать, что у ДВС сама по себе тяга и крутящий момент (а точнее давление газов), зависят от очень многих факторов, и на разных оборотах эта сила может быть совершенно разной в зависимости от распредвалов, фаз газораспределения, полноты очистки цилиндра, качества топливной смеси, наполняемости цилиндра, и все это зависит не только от оборотов, но и от открытия дросельной заслонки (полноты нажатия на педаль газа), и множества других причин, поэтому просто никакие теоритеческие методы не могут помочь рассчитать мощность ДВС двигателя, и тут на помощь приходят именно Dyno-стенды.

Физический смысл мощности - это то, насколько быстро сила совершает работу. Т.е. перемещение определенной массы из точки А в точку Б, преодолевая все мешающие силы. Вот пример, тело массой 100 кг, с мотором в 2 кВт может заезжать на горку в 20 градусов (это дофига) со скоростью 21,5 км/ч (без учета КПД), а на моторе в 1 кВт - только 11 км/ч (без учета КПД) ( https://electrotransport.ru/index.php?topic=18934.0 ). Но мощность мотора никак не отвечает на вопрос - могу ли я при этом ускоряться, и насколько быстро я могу это делать.

Вот теперь пора к моноколесам. Разница с бензиновым двигателем лишь в том, что тягу создает не давление газа на поршень, а магнитное поле притягивающие и отталкивающее постоянные магниты. И эта сила намного более линейна и предсказуема чем поведение газов в ДВС.

Все мы знаем, что решающая роль в безопасности для моноколеса состоит в возможности резко ускориться (чтобы преодалеть препятствие без продава и последствий). И именно здесь нужна не мощность, и даже не крутящий момент - а тяга. Т.к. крутящий момент это отношение силы тяги к длине рычага, а так как у нас нет коробки передач, дифференциала и прочей лишней механической фигни, а мотор напрямую раскручивает колесо, частью которого он и является, то можно сказать что у двух моноколес с одинаковым диаметром например 16", один и тот же крутящий момент будет давать одинаковую тягу, а вот тот же крутящий момент на 18" колесе будет давать меньшую на 12,5% тягу. Давайте приведу еще один пример чтобы окончательно развеять миф что мощность - главный параметр: предствьте что вы стали на моноколесо, и пытаетесь ехать упершись руками в столб (ну примерно это же происходит при наезде на неровность), какая будет мощность у колеса при этом? Мощность окажется равной нулю, т.к. сила тяги не смогла переместить колесо ни на сантиметр, а значит работа равна нулю, а значит мощность тоже равна нулю. А вот сила тяги с которой вы боролись - однозначно оценивает "крутость" колеса (слабое колесо можно продавить). Но предыдущий пример был бы не полным, если бы мы забыли о том, что сила тяги будет разной на разной скорости.

И вот тут нам нужно почитать немного теории о бесколлекторных двигателях.
Первое - любой бесколлекторный мотор (впрочем как и другие) является не только мотором, но и генератором. Если крутить мотор, то на нем будет возникать ЭДС, ну или попросту он станет батарейкой (правда переменного тока, но не суть). Так вот, дело в том, что когда мы едем на колесе, его раскручивает энергия батареи, но при этом же, мотор является генератором, и начинает генерировать обратную ЭДС. И вот тут начинается самое интересное, дело в том, что чтобы мотор продолжал раскручиваться батареей - генерируемое им напряжение должно быть меньше напряжения батареи, иначе ток потечет в обратную сторону, и не батарея будет крутить мотор, а мотор начнет заряжать батарею. Хотя в условиях моноколеса это не возможно (как только мощность перестанет подаваться на колесо - райдер упадет). Но здесь нужно уяснить одну важную вещь - чем быстрее крутится мотор, тем больше напряжение генерируемое мотором, а значит тем сложнее и сложнее батарее и контроллеру закачивать в него энергию. Грубо говоря, у мотора есть внутреннее сопротивление (я специально опускаю другие динамические характеристики для простоты понимания), и ток текущий через него равен разности потенциалов (наряжение) делить на это сопротивление (закон Ома), допустим сопротивление мотора 1 Ом, в момент старта мотор ничего не генерирует, и разность потенциалов (напряжение) будет равно напряжению батареи, допустим напряжение батареи равно 84 вольт, в таком случае максимальный ток возможный через мотор - будет равен 84 Амперам (если же конечно батарея сможет столько отдать, но это другая история), и соответственно электрическая мощность будет равна 84А * 84В = 7 кВт (до механической дойдем позже). А теперь представим что мотор раскрутился до какой-то скорости, при которой живущий в нем генератор будет выдавать напряжение равное половине напряжения батареи - 42В. В таком случае разность потенциалов окажется меньше в 2 раза: 84в(батареи) - 42в (генератора), разность потенциалов равна 42В, при том же внутреннем сопротивлении в мотор можно вкачать только 42 Ампера, т.е. 3,5 кВт. Ну и что же будет если скорость вращения мотора станет такой что он будет генерировать 80 вольт? Разность потенциалов составит только лишь 4В, и соответственно в мотор можно будет загнать всего 4А, или всего 336 Вт.
Следующее что хотелось бы понять - это на какой именно скорости вращения двигателя сколько вольт он будет вырабатывать? Для этого есть так называемая Kv характеристика (нет, это не киловольты, как обычно принято говорить), и выражается она в оборотах на вольт. Допустим у нас есть мотор с 100 Kv, это значит что при 100 оборотах в минуту он будет генерить 1 вольт. Ну и соответственно при 8400 об/мин (140 об/сек) он будет генерить 84В. Чтобы измерить данную характеристику, достаточно раскрутить мотор до некоторого количества оборотов, которые должны быть точно известны или посчитаны, и замерить при этом напряжение между любыми двумя обмотками. Многие ошибочно считают, что Kv характеристика обратна, ну т.е. если подать напряжение 84В на мотор, то он будет вращаться со скоростью 8400 об/мин, на деле это не так, из-за нелинейных механических потерь (подшипники), на деле это теоретический предел, реальная скорость вращения будет чуть меньше. Но давайте вернемся к Тяге и Крутящему моменту мотора.
Не буду вдаваться в подробности, но теорию и практику этих двигателей уже обсосали умные люди, и написали об этом книжки в далеких 90-х годах, и их все еще не опровергли. Поэтому я буду руководствоваться Design of Brushless Permanent-Magnet Machines by J.R. Hendershot & T.J.E. Miller
И они в своей книге пишут следующее, нам нужно знать три характеристики мотора:
Kv - в об/мин на вольт.
Rm - внутреннее сопротивление мотора (пары обмоток, для наших моторов с топологией звезда).
Io - ток мотора без нагрузки
Итого:
Kq= 30/(pi Kv): Kq - Torque constant - (Н*м) Константа крутящего момента мотора
Q= Kq(I – Io) : Сам крутящий момент.
Как видите крутящий момент, а значит и тяга мотора напрямую зависит от Kv характеристики и тока, и все (ну там есть еще ток без нагнузки, но он просто характеризует механические потери)! Да эта формула может вызывать отторжение, т.к. в ней нет ни питающего напряжения, ни текущих оборотов мотора (скорости моноколеса), ни силы и размеров магнитов, ни расстояния между ротором и статором (воздушный зазор), вообще ничего этого нет! На самом деле, это все учтено в Kv характеристике мотора!
И теперь легко можно сделать следующие выводы:
- максимальный момент будет в момент максимального тока, если мы рассматриваем только мотор, то момент максимального тока возможен в момент старта, когда генератор еще не начал ничего генерировать, и мешать вгонять ток в мотор.
- момент низкоскоростных двигателей (с низким Kv) будет больше момента высокосоростных двигателей при том же токе, но кривая момента будет резче падать.
Поэтому кривая момента и мощности сферического мотора без учета характеристик батареи будет выглядеть так (снизу скорость, слева Н*м для Крутящего момента, Н для тяги, справа - мощность в кВт):


Легко заметить что максимальный момент мотора (и Тяга) будет при нулевой скорости, а максимальная мощность будет на половине от максимально возможной скорости этого мотора. Т.е. если теоретический предел (рассчитанный по Kv и напряжению батареи) мотора равен 50 км/ч, то максимальная мощность будет на 25 км/ч (опять же это без учета механических потерь).
При этом ток на максимальной мощности зависит от внутреннего сопротивления мотора, тока без нагрузки и напряжения питания:
Ip= (V + Rm Io)/(2 Rm), ну т.е. если вернемся к сферическому мотору с сопротивлением 1 Ом, и допустим ток без нагрузки у него 1А - то ток в момент максимальной мощности будет (84+1*1)/2*1 = 42.5 А, все так, как я изначально писал выше, только еще учтен ток на механические потери.
Теперь если вернуться к реалиям моноколесным - то что мотор может сожрать десяток киловатт и не подавиться, мы уже поняли, но вот батарея может отдавать только определенный ток. Т.к. у меня V8, я основывался на нем, прямо или косвенно узнав некоторые характеристики (мотор 7.3 Kv, сопротивление стоковой батареи и т.д., сопротивления мотора я не знаю, поэтому проставил их с учетом полученных результатов на предыдущем Dyno от EcoDrift), получилась вот такая характеристика, весьма похожая по форме на результат Dyno-стенда:


Я сделал xls табличку, в которой нужно подставить нужные данные и графики рисуются сами (цифры менять только вверху, таблицу справа трогать не стоит), есть ограничения - сопротивление батареи - это на самом деле не только сопротивление батареи, но и сопротивление проводов, дорожек, предохранителей, и в конце концов фетов. Второе ограничение - не учтены алгоритмы работы контроллера, и соответственно мощность может быть ниже. Сопротивление мотора - это сопротивление самого МК. Поигравшись с характеристиками, легко понять что тяга развиваемая мотором до определенной скорости напрямую зависит от тока, который может отдать батарея, и собственно от Kv мотора - чем он более медленный, тем выше тяга, а вот дальше она зависит напрямую от внутреннего сопротивления мотора, у медленного мотора она начинает очень резко падать, но и начинается она достаточно высоко.
Сама табличка:


Теперь еще немного о Kv мотора, как его можно изменить? Можно снизить ее, добавив магнитов, поставив более сильные магниты, уменьшив воздушный зазор между ротором и статором... Но, насколько я знаю все моноколесные моторы (16 дюймов и больше) - в одной конфигурации - 56 магнитов, 63 катушки, размер тоже один, т.е. все это не меняется. А такая формула 56/63 используется потому, что с ней практически отсутствуют пульсации момента, т.е. мотор тянет примерно одинаково внезависимости от своего положения, некоторые моторы с другой концигурацией - как бы дергаются перемещаясь от одного магнита к другому - по ощущениям езда будет похожа на то, что едешь на квадратном колесе.
Т.к. габаритные характеристики наших моторов одинаковы - единственный способ изменить Kv - это намотать обмотки другим количеством витков. Чтобы увеличить Kv - нужно сделать меньше витков, но т.к. витков меньше - на статоре останется больше свободного пространства - поэтому можно намотать эти витки более толстым проводом (большим количеством проводов в паралель), а это значит что сопротивление обмотки снизится пропорционально. Таким образом мы получим мотор с бОльшей потенциальной мощностью (привет контроллер и батарея, позвольте использовать всю мощность?), и более высокоскоростной, но при этом тяга у него будет ниже (привет ощущение троллейбусности, инерционности, и т.д., и нет, дело не обязательно в весе самого колеса при этом). Кроме того моторы для 67В колес чтобы достигать той же скорости - должны быть более оборотистыми (выше Kv) чем такие же моторы для 84V, а значит у них заведомо ниже тяга при том же потребляемом токе. Чтобы привести простую аналогию - представьте что некоторые колеса с завода идут с включенной второй передачей, некоторые с первой, а некоторые с четвертой.

Т.е. мое видение измерения мощности моноколеса/самоката и т.д.:
1. Измерить Kv мотора
2. Измерить внутреннее сопротивление мотора
3. Измерить сопротивление дорожек, проводов, предохранителей и всего остального до фетов, и после них, добавить это к сопротивлению батареи.
4. Изменить ток без нагрузки, для этого надо очень плавно раскрутить мотор до максимума, и подержать его там хотябы несколько отсчетов (да, будет грубоватая оценка, но для V8 в несколько заходов я получил достаточно стабильную цифру в 1.0 - 1.25 А)
Подставить в формулы и посмотреть результат.
Т.к. по первоначальным прикидкам, мотор V8 в пике может развивать 7 кВт,  но основной ограничитель на самом деле контроллер (по дороге несколько предохранителей, измерительных резисторов и т.д.) и батарея.

[palachzzz]

резерв

[palachzzz]

резерв

[Dmitry__]

Это просто жесть 

[Dmitry__]

Все? Я убил тему одной фразой? 
Ладн, накину на вентилятор:

Поэтому кривая момента и мощности сферического мотора без учета характеристик батареи будет выглядеть так (снизу скорость, слева Н*м для Крутящего момента, Н для тяги, справа - мощность в кВт):

Такой картинки на bldc не будет. Эта картинка получится только при постоянном напряжении и очень смахивает на шаговый двигатель без умного драйвера
На bldc линия момента будет горизонтальна вплоть до макс. скорости, а около макс. скорости будет плавный спад, примерно так:


А ошибка в анализе в том, что на околонулевых скоростях не получится подать полное питание, т.к. будет эпичный ток и магниты просто умрут. С околонулевой скорости надо поддерживать максимально возможный ток - ака момент двигателя, при этом напряжение будет минимальным, для сферического 1ом и 20 ампер(макс) будет: 20V. При увеличении скорости будет расти напряжение (из-за противоЭДС - совершается работа), при этом ток (ака момент двигателя) можно спокойно поддерживать максимальным. И это все очень хорошо коррелирует с практикой - макс. потребление двигателя будет на макс. возможной скорости для определенного напряжения, а не в середине графика (средняя скорость) как в статье
И советую сферические 1 ом сильно уменьшить, т.к. для 3 квт двигателя и кпд под 90%, это сопротивление просто эпично (аккум должен быть около 300 вольт)
 

Чтобы увеличить Kv - нужно сделать меньше витков, но т.к. витков меньше - на статоре останется больше свободного пространства - поэтому можно намотать эти витки более толстым проводом (большим количеством проводов в паралель), а это значит что сопротивление обмотки снизится пропорционально. [b-b]Таким образом мы получим мотор с бОльшей потенциальной мощностью[/b-b]

От количества витков, силовые характеристики мотора не меняются (при одинаковом заполнении), меняется только конфигурация аккум/контроллер, т.е. соотношение напряжения и тока. Для более низких kv надо высоковольтное питание и меньший ток, и наоборот соотв.
Для таких заблуждений, часто привожу пример:
Намотайте мотор в 4 провода. Соедините все провода параллельно. Получится обмотка 0.25R. Теперь пересоедините провода: 2 в параллель и соотв. 2 послед. Получится двигатель с R - в 4 раза выше сопротивление. Теперь пересоедините все 4 провода послед. Получится двигатель с 4R - опять в 4 раза больше сопротивлени. НО ВО ВСЕХ СЛУЧАЯХ ДВИГАТЕЛЬ ОСТАНЕТСЯ С ОДИНАКОВЫМИ СИЛОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ. Извините за caps  . Все дело в ампер-витках
Соответственно все выводы в статье из изначальных неправильных вводных абсолютно неверны и идут лесом
Йа фсе

[palachzzz]

Такой картинки на bldc не будет. Эта картинка получится только при постоянном напряжении

Я конечно знал, что чем больше букв в статье тем больше причин ее не читать и не до конца вникать, но раз уж вы взялись за комментарии, то у меня вопрос:
А вы читать то умеете не по диагонали, а все? Прямо в зацитированном Вами тексте написано "Поэтому кривая момента и мощности сферического мотора без учета характеристик батареи". Сферического - имеется ввиду самого мотора, без учета характеристик контроллера и батареи, ну т.е. да, при постоянном напряжении (т.к. нет просадки), и при максимально возможном токе через мотор. Возможности магнитов и т.д. тут тоже не рассматриваются. Вы просто видимо не в курсе обычных моноколесных срачей на тему "а там мотор мощнее поставили", хотя мотор с абсолютно теми же габаритными характеристиками.

На bldc линия момента будет горизонтальна вплоть до макс. скорости, а около макс. скорости будет плавный спад, примерно так:

"Около максимальной скорости" - на вашем же рисунке - за 10 км/ч до максимальной, или за примерно 20%, кроме момент спада напрямую зависит от тока который может отдать батарея, чем выше этот ток, тем выше будет момент на горизонтальной линии, и тем раньше начнется его спад. Вам самокатчикам то на это может и пофиг, а для моноколеса это очень важно, т.к. у разных колес ограничение скорости установленно на разном уровне спада этой характеристики, ну и в конце концов, именно это я отобразил прям на следующем рисунке, могли бы не тратить время на рисование:

при этом ток (ака момент двигателя) можно спокойно поддерживать максимальным

Вы сейчас опять говорите о полной системе: батарея, контроллер, мотор. А я не об этом, а только о возможностях мотора.

И это все очень хорошо коррелирует с практикой - макс. потребление двигателя будет на макс. возможной скорости для определенного напряжения, а не в середине графика (средняя скорость) как в статье

Вы же прям выше пишете о том, что ток можно поддерживать одинаковым на длительном диапазоне, здесь вы противоречите себе же, а также путаете подводимую электрическую мощность с механической мощностью, если что - КПД не постоянен для всех диапазонов оборотов.

От количества витков, силовые характеристики мотора не меняются (при одинаковом заполнении), меняется только конфигурация аккум/контроллер, т.е. соотношение напряжения и тока. Для более низких kv надо высоковольтное питание и меньший ток, и наоборот соотв.

Вот тут у вас основное не допонимание моей статьи в том-что аккум/контроллер не меняется. Мы не увеличиваем напряжение питания, а "ставим" разные моторы под одну и ту же батарею/контроллер. Ваше утверждение справедливо если добавить в него: для получения той же силовой характеристики у мотора с более высоким Kv - следует заменить аккумулятор/контроллер.. бла-бла-бла.
Мы же меняя мотор на более оборотистый - теряем более важный нам момент, а пик мощности сдвигается по скорости дальше.

НО ВО ВСЕХ СЛУЧАЯХ ДВИГАТЕЛЬ ОСТАНЕТСЯ С ОДИНАКОВЫМИ СИЛОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ. Извините за caps 

В целом я соглашусь с тем что мощность не меняется, но:
Что у вас подразумевается под ОДИНАКОВЫМИ силовыми характеристиками? Т.е. момент не меняется (при той же батарее?)? Пик мощности не сдвигается дальше по скорости?

Соответственно все выводы в статье из изначальных неправильных вводных абсолютно неверны и идут лесом

Какие именно выводы? Как измерить мощность моноколеса? Я все еще не вижу фундаментальных ошибок, в которых предложенный мною вариант - ошибочный.
Мне очень нравятся люди которые называют г..вном что-либо, но давайте встречное предложение, ваше видение как измерить мощность моноколеса? Dyno-стенд не предлагать, т.к. уже проходили, у моноколеса нет ручки газа - которую можно резко зажать чтобы правильно измерить характеристику с самого начала до конца, так же моноколесо при достижении определенной скорости начинает мешать воздействию - поднимая педали, а то и совсем отключаясь при достижении некоторой скорости, которая вполне вероятно не максимальна для текущего мотора и батареи.
И вообще мой посыл в том - что мощность моноколеса - характеристика не очень важная, куда более важен момент и тяга.

[Dmitry__]

А вы читать то умеете не по диагонали, а все? Прямо в зацитированном Вами тексте написано "Поэтому кривая момента и мощности сферического мотора без учета характеристик батареи". Сферического - имеется ввиду самого мотора,

Я умею читать . В статье фатальная ошибка, bldc мотор имеет жесткую характеристику. Сферический bldc не даст уронить обороты в 2 раза при заданном напряжении, т.к. кпд сразу упадет ниже плинтуса. Чем мощнее bldc, тем более жесткая характеристика у него, которая привязана к kv  . Если на 3-х квт. моторе написан kv50, то при 10 вольтах у вас никак не получится сделать 250 об/мин (холостые = 500об/мин), т.к. кпд упадет ниже 50% и все будет уходить в тепло, а не работу. Поэтому разговоры о макс. потреблении на средней скорости - в корне неверны. Я не очень хорошо нарисовал картинку, спад должен быть более отвесным.

чем выше этот ток, тем выше будет момент на горизонтальной линии,

Не будет, горизонтальная линия момента  равна току двигателя, и этот ток не может выходить за ттх мотора. Еще раз, bldc имеет жесткую характеристику...

могли бы не тратить время на рисование:

Не мог, надо было тратить, т.к. у вас полное непонимание bldc. Не умеет bldc сильно ронять обороты относительно kv. Само понятие kv и привязывает жестко обороты к напряжению, а не к току, все что по-другому - катастрофическое падение КПД 

Вы сейчас опять говорите о полной системе: батарея, контроллер, мотор. А я не об этом, а только о возможностях мотора.

Нет, я говорю только о моторе...

здесь вы противоречите себе же

Никаких противоречий

Вот тут у вас основное не допонимание моей статьи в том-что аккум/контроллер не меняется. Мы не увеличиваем напряжение питания, а "ставим" разные моторы под одну и ту же батарею/контроллер.

Я выделил ошибку в вашей статье:

Таким образом мы получим мотор с бОльшей потенциальной мощностью

Не получим, т.к. производители не будут делать недогруженный мотор. Если не менять конфигурацию аккума, при уменьшении витков, то она просто сдохнет от увеличенных токов. Производители делают систему аккум/мотор сбалансированной...

Что у вас подразумевается под ОДИНАКОВЫМИ силовыми характеристиками? Т.е. момент не меняется (при той же батарее?)

Смотрите выше. Повторюсь: Производители делают систему аккум/мотор сбалансированной...

Мне очень нравятся люди которые называют г..вном что-либо, но давайте встречное предложение, ваше видение как измерить мощность моноколеса?

Только стенд, никаких подстановок в формулы параметрических измерений: тока, напряжения, сопротивлений

[Dmitry__]

Дааааа, самое главное! Мощность моноколеса очень сильно зависит от [b-b]программного обеспечения[/b-b]. Умрете замерять программу. Если я в свой дохлый ips101 воткну контроллер от готвея, то ips101 станет готвеем

[palachzzz]

Сферический bldc не даст уронить обороты в 2 раза при заданном напряжении, т.к. кпд сразу упадет ниже плинтуса. Чем мощнее bldc, тем более жесткая характеристика у него, которая привязана к kv  . Если на 3-х квт. моторе написан kv50, то при 10 вольтах у вас никак не получится сделать 250 об/мин (холостые = 500об/мин), т.к. кпд упадет ниже 50% и все будет уходить в тепло, а не работу. Поэтому разговоры о макс. потреблении на средней скорости - в корне неверны. Я не очень хорошо нарисовал картинку, спад должен быть более отвесным.

причем тут падение оборотов под нагрузкой вообще? Потребление на максимальной скорости не может быть большим, т.к. величина противоЭДС уже достаточно велика чтобы продолжать подавать постоянный ток в 20А или сколько вы там приводите...
И на те вам картинку с диностенда, раз не может у вас:

Не будет, горизонтальная линия момента  равна току двигателя, и этот ток не может выходить за ттх мотора. Еще раз, bldc имеет жесткую характеристику...

Равна конечно не будет, но пропорциональна току и обратно пропорциональна Kv будет. Не вижу причин почему ток должен выходить за ТТХ мотора.

Не получим, т.к. производители не будут делать недогруженный мотор. Если не менять конфигурацию аккума, при уменьшении витков, то она просто сдохнет от увеличенных токов. Производители делают систему аккум/мотор сбалансированной...

Правда? Вот Gotway Tesla, как видите баланс колеблется более чем в два раза (вместе с емкостью меняется и отдаваемый ток, контроллеры отдаваемый ток не лимитируют):

Код Выделить Развернуть

мотор-1900 Watt
Батарея - 340Wh/67.2V
          680Wh/67.2v
          820Wh/67.2V
          425Wh/84V
          650Wh/84V
          1020Wh/84V

Я выделил ошибку в вашей статье

Я с ней согласился в части мощности мотора, но на мой вопрос по поводу ваших "одинаковых силовых характеристик" вы не ответили, но пофиг, фундаментально эта фраза не относится к выводам.

Только стенд, никаких подстановок в формулы параметрических измерений: тока, напряжения, сопротивлений

Стенд больше противоречит вашим утверждениям, чем моим.

[Dmitry__]

И на те вам картинку с диностенда, раз не может у вас:

Можно вопрос?
Как вы себе представляете такую картинку с реальным наездником на моноколесе?
На картинке явно удерживают опред. нагрузку на моноколесо до опред. скорости, потом нагрузку уменьшают. Вы из этой картинки исходили когда рисовали [b-b]характеристику bldc мотора[/b-b]? Тогда вопросов нет Но это не характеристика мотора.
Да и при реальной езде на моноколесе, требуемый момент будет плавно расти от нуля (при нулевой скорости), до максимума (макс. скорость).

Стенд больше противоречит вашим утверждениям, чем моим.

Я удивлен, очень странно выбраны параметры для координат графика. Я бы еще понял измерение момента от скорости.
В любом случае, картинка мощности моноколеса с такого стенда, абсолютно не соответствует характеристике мощности bldc мотора, о чем была изначально речь в статье, не?
Если вы в статье измените слова: "сферического мотора " на "сферического моноколеса", то вопросов не возникает
Мне резануло глаз картинка характеристики bldc мотора, которая оказалась характеристикой моноколеса.
Да и ваша фраза:

сферического мотора [b-b]без учета[/b-b] характеристик батареи будет выглядеть так

Должна звучать так:

сферического мотора[b-b] с учетом[/b-b] характеристик батареи будет выглядеть так

Все равно остается главный вопрос:
Как измерить приборами характеристики программного обеспечения?

[Morr_A]

На заре развития науки было такое понятие как теплород. Якобы эта непонятная субстанция передавала тепло от нагретых тел более холодным. Со временем про теплород забыли, теперь даже более менее соображающий школьник знает, что это передаётся энергия, разными путями, но энергия. Когда я читаю про ЭДС и противоЭДС, я сразу вспоминаю теплород. Вообще это выверт мозга, противоЭДС всего лишь энергия накопленная в магнитном потоке, которая при снятии индуцирующего напряжения, стремится сохранить текущий ток. Энергия переходит из одного вида в другую, только и всего. Почему до сих пор оперируют подобными терминами, я не понимаю...

[palachzzz]

На картинке явно удерживают опред. нагрузку на моноколесо до опред. скорости, потом нагрузку уменьшают. Вы из этой картинки исходили когда рисовали характеристику bldc мотора? Тогда вопросов нет  Но это не характеристика мотора.
Да и при реальной езде на моноколесе, требуемый момент будет плавно расти от нуля (при нулевой скорости), до максимума (макс. скорость).

Я уж не знаю как вам объяснить уже, но это и есть самая типичная картина мощности bldc мотора не ограниченного контроллером по току. Вот например другие статьи, с такими же картинками, но вы натягиваете какой то свой опыт в каких то конкретных обстоятельствах, видимо для класса моторов с хобикинга, и контроллеров которые боятся его разорвать, или чего то еще. Но просто погуглите тему хотябы немного:
https://www.edn.com/Home/PrintView?contentItemId=4406682
https://evmc2.wordpress.com/2014/07/21/electric-motor-power-really-simple-and-hp-ratings/
https://www.rctech.net/forum/electric-road/280051-novak-sentry-brushless-dyno-4.html пост номер 58
Приведите мне хотя бы пару ссылок, где максимальная мощность в районе максимальных оборотов.

Вы из этой картинки исходили когда рисовали характеристику bldc мотора? Тогда вопросов нет  Но это не характеристика мотора.

Нет, характеристику нарисовал excel по формулам которые я туда ввел (описанные в первом посте, плюс закон Ома и прочее) не представляя что получится, получилась картинка очень похожая на Dyno, разве что по максимальной мощности с Dyno я подобрал сопротивление мотора (без этого картина была такая же, но с другим максимумом)

Я удивлен, очень странно выбраны параметры для координат графика.

Отчего же? это мотоциклетный Dyno - стенд, там абсолютно нормально по X оси накладывать RPM, а по Y момент и мощность, здесь же выбрана скорость вместо RPM, как полный аналог в случае прямого привода.

Мне резануло глаз картинка характеристики bldc мотора, которая оказалась характеристикой моноколеса.

Опять мимо - смотрите ссылки. Ну и на всякий случай еще раз прочтите название темы.

Все равно остается главный вопрос:
Как измерить приборами характеристики программного обеспечения?

Это вопрос важный, особенно для моноколеса (который поднимает/опускает педали когда захочет, и вообще вынужден самобалансировать и т.д.),  - но данные вещи остаются здесь за скобками.
Добавлено 27 Июль 2018 в 17:02

Когда я читаю про ЭДС и противоЭДС, я сразу вспоминаю теплород.

back EMF вам больше нравится? имеется ввиду именно он.

[Morr_A]

back EMF вам больше нравится? имеется ввиду именно он.

Если переводить как возврат, то так будет правильно. Как по мне, так кривые формулировки убивают понимание. Может быть по этому и спор? Как по мне, то график мощности ввиде горба логичен и понятен, если рассматривать с точки зрения энергии. Как на низких, так и на высоких оборотах растут потери, на низких греем медь, на высоких железо, горб сам по себе напрашивается.

[palachzzz]

Если переводить как возврат, то так будет правильно. Как по мне, так кривые формулировки убивают понимание. Может быть по этому и спор?

Термина противоЭДС нет в первом сообщении, и первое употребление в теме относится к [user]Dmitry__[/user], но мы вроде с ним об одном и том же говорили в контексте этого термина, так что недопонимания из-за него, имхо, - не было

[Dmitry__]

Но просто погуглите тему хотябы немного:
https://www.edn.com/Home/PrintView?contentItemId=4406682

Вы не понимаете смысла этих картинок 
В первой же вашей ссылке, с вашей любимой картинкой горбатой мощности, написано:
With an increase in speed, the torque reduces (considering the input power is constant).
Вас это не смущает?
В седующей вашей ссылке есть кривая эффективности, посмотрите при каком кпд будет ваш любимый power, и я на это раньше намекал



Надо различать характеристики двигателя с каким-то фиксированным значением одного параметра, от реальных характеристик двигателя.

Приведите мне хотя бы пару ссылок, где максимальная мощность в районе максимальных оборотов.

Любой калькулятор bldc двигателя. Только правильно задавайте параметры.

противоЭДС всего лишь энергия накопленная в магнитном потоке, которая при снятии индуцирующего напряжения, стремится сохранить текущий ток.

Щаззззз. Это для катушки индуктивности, для полностью реактивного характера. В двигателе ЭДС совершает механич. работу и никуда не возвращается

[palachzzz]

В седующей вашей ссылке есть кривая эффективности, посмотрите при каком кпд будет ваш любимый power, и я на это раньше намекал

Што? Это такое оправдание ваших бредней о максимальной мощности в области чуть ниже максимальной скорости? Где вы видели "мой любимый power", если меня больше интересует тяга, и это уже третье сообщение в этой теме, где я это говорю.
В условиях как моноколеса, так и вообще любого электротранспорта мы не можем выбрать оптимальные обороты с максимальной эффективностью и мощностью, мы едем со скоростью которая нам нужна в текущий момент, и честно говоря меня вообще не волнует при этом КПД двигателя.

Вы не понимаете смысла этих картинок 
В первой же вашей ссылке, с вашей любимой картинкой горбатой мощности, написано:
With an increase in speed, the torque reduces (considering the input power is constant).
Вас это не смущает?

Нет не смущает, я не знаю что именно хотел сказать автор, в моем понимании это значит подводимая мощность максимальна, или 50%, или 10% и т.п.
И это вы не понимаете смысла картинок, т.к. иначе объясните, как так получается, что при одинаковой подводимой мощности допустим в 1 кВт, получается горбатая кривая, где максимальная эффективность находится там - где выходная механическая мощность равна ~50% от максимальной? Эффективность в этом случае была бы максимальной в точке максимума механической мощности.

Любой калькулятор bldc двигателя. Только правильно задавайте параметры.

Ну т.е. нет у вас такой ссылки и картинки, и "правильных" параметров. Ясно.

[Dmitry__]

Што? Это такое оправдание ваших бредней

Узбагойтесь, информация всасывается постепенно...

Нет не смущает, я не знаю что именно хотел сказать автор, в моем понимании это значит подводимая мощность максимальна, или 50%, или 10% и т.п.

Максимальна и 50%, 10% и.т.п. слабо коррелируют

Ну т.е. нет у вас такой ссылки и картинки, и "правильных" параметров. Ясно.

Это повседневка любого спеца bldc, как вы



Добавлено 27 Июл 2018 в 23:03

объясните, как так получается, что при одинаковой подводимой мощности допустим в 1 кВт, получается горбатая кривая, где максимальная эффективность находится там - где выходная механическая мощность равна ~50% от максимальной?

Это элементарная формула отнимания максимальной мощности у источника имеющего опред. сопротивление
Нагрузка должна иметь сопротивление равное источнику. 8 класс, 2-я четверть. Соберите делитель из 2-х резисторов и определите при каком сопротивлении нагрузки можно отнять максимальную мощность у источника, имеющего сопротивление = R
Первый резистор - сопротивление источника, 2-й резистор - сопротивление нагрузки. Там все легко, поморщите лоб и получите горбатый power

[palachzzz]

Вот это уже не смешно, серьезно. Покажите мне на вашем графике мощность, или момент, или тягу при околонулевой скорости вращения мотора, или на 1/2 от max RPM? Ну не серьезно использовать калькулятор для р/у самолетов и их пропеллеров в контексте электротранспорта, здесь рабочие диапазоны RPM совершенно другие, а точнее сказать от минимального нуля до околомаксимального RPM, а там это все переходные процессы которые никому нафиг не нужны.

Это элементарная формула отнимания максимальной мощности у источника имеющего опред. сопротивление. Нагрузка должна иметь сопротивление равное источнику.
Нагрузка должна иметь сопротивление равное источнику. 8 класс, 2-я четверть. Соберите делитель из 2-х резисторов и определите при каком сопротивлении нагрузки можно отнять максимальную мощность у источника, имеющего сопротивление = R
Первый резистор - сопротивление источника, 2-й резистор - сопротивление нагрузки. Там все легко, поморщите лоб и получите горбатый power

Еще раз, што? Это что за очередные бредни? На схеме о которой идет речь, речь идет о моторе и об input power, никаких характеристик источника не подразумевается, есть только входное напряжение и сила тока которые постоянны, и как я предложил равны 1 кВт. Чтобы развеять вашу пургу про "нагрузка должна иметь сопротивление равное источнику" (вот серьезно, где вы такую траву берете?) давайте предположим что в качестве источника я имею атомную электростанцию с мощностью в 1 ГВт, и внутреннее сопротивление моего источника будет в восьмом знаке после запятой, этого достаточно чтобы не учитывать сопротивление источника, и вы мне наконец ответите на предудыщий вопрос?