Помогите подобрать бесколлекторный двигатель

[TRO]

Т.е. вы утверждаете, что если взять 6384-120Kv-4600Вт и, например, 6354-120Kv-1500Вт и заставить их работать на одинаковых малых оборотах, то у 6384 будет больший КПД?

Да, именно так.

максимальный КПД электродвигателя достигается, когда нагрузка на двигатель составляет 75% от максимальной расчетной величины."

Это довольно грубое обобщение. Для реалий есть номограммы КПД где на графике по осям момент и обороты. Вот сравнение двух моторов по таким графикам дает максимально правдивую картину для любой нужной рабочей точки (момент-обороты).

Что бы понять где можно выиграть в КПД достаточно понимания, что на малых оборотах основными потерями являются сопротивления обмоток, а на больших уже приобладают потери в железе и проводах из за вихревых токов создаваемых магнитным полем (они растут вместе с частотой). Поэтому на малых оборотах приоритетно малое сопротивление обмоток.
Поэтому например у теслы и некоторых других машин по два движка которые вместе работают не потоянно,  там где нужны обороты но не нужен полный момент (движение по плоскачу), движок работает один, а когда нужен момент (в гору, спорт разгон, или топить на максималке забив на экономию) то работают оба (иммитация одного более мощного), в этих условиях у двух КПД больше чем если бы надрывался один. Вам важен момент мотора, что бы поставить винт с лопатстями побольше (ибо в приоритете не воду взбалтыванием греть, а кат толкать) , а значит мотор нужен обеспечивающий бОльший момент (для малых оборотов нужно смотреть в паспорт именно на него).

[Michael1976]

...
Для реалий есть номограммы КПД где на графике по осям момент и обороты.

Это то что привел kor?
Если да - тогда мой вывод из этой картинки такой: чем меньше в %% мы грузим двигатель, тем меньшую эффективность мы получаем. Посмотрите на график эффективности в околонулевых значениях. Эффективность очень резко растет по мере отхода от 0.  Двигатель 6384 мы нагружаем на 3%, 6354 на 9%. Явно же эффективность во втором случае будет больше. Где ошибка в рассуждениях?

Что бы понять где можно выиграть в КПД достаточно понимания, что на малых оборотах основными потерями являются сопротивления обмоток, а на больших уже преобладают потери в железе и проводах из за вихревых токов создаваемых магнитным полем (они растут вместе с частотой). Поэтому на малых оборотах приоритетно малое сопротивление обмоток.

TRO, а как в этих рассуждениях вы учитываете то, что мотор не стартует сразу с 0Вт, а ему нужен какой-то минимальный ток, ток холостого хода? Т.е. получается что у нас есть дыра между мощностью на валу и электрической мощностью. И эта разница(в % соотношении) будет уменьшаться по мере роста мощности. Т.е. чем дальше от 0 - тем больше КПД. Верно?  Это я к теме "Двигатель 6384 мы нагружаем на 3%, 6354 на 9%. Явно же эффективность во втором случае будет больше."

Вам важен момент мотора, что бы поставить винт с лопатстями побольше (ибо в приоритете не воду взбалтыванием греть, а кат толкать) , а значит мотор нужен обеспечивающий бОльший момент (для малых оборотов нужно смотреть в паспорт именно на него).

Абсолютно согласен. Только пока не могу сделать грамотный вывод из этого. Мотор с большим моментом - это мотор с низким Kv. Берем 120Kv, берем винт D23см(вроде бы не мало). И получаем, что на 4S мотору больше чем 14.5А "не нада". А хочется же кратковременно до 30 вливать. Тот же Watersnake c этим винтом умеет это делать. Что не так? 

[TRO]

[user]Michael1976[/user], Я имел ввиду карту КПД.

У менее мощного мотора будет тоже самое, но шкала по моменту деленная на два.
А теперь гляньте вертикаль на 100RPM.
Мощный мотор будет работать на половине своего момента и у него КПД около 79%
А мотор вдвое меньшей мощности будет загружен моментов под верхушку, а там около 67%.
При этом мощный работет на ~ 10% мощности от номинала, а маломощный ~ на 20%.
Еще и к тому же маломощный уперся в свой потолок по моменту, выше нельзя ибо перегреется.

И эта разница(в % соотношении) будет уменьшаться по мере роста мощности. Т.е. чем дальше от 0 - тем больше КПД. Верно?

Не верно, вы оперируете понятием мощность, это недопустимое упрощение.
Тут как в пословице "Простота хуже воровства", упрощая сами себя обкрадываем не оставляя шанса добраться до сути.
Например 100RPM при 1000Нм дадут ту же мощность что и 100Нм при 1000RPM, а потребляемая мощность может отличатся в разы, как собственно и КПД.

[TRO]

Мотор с большим моментом - это мотор с низким Kv

Снова упрощаете. Как уже вам писали выше Kv это лишь адаптация напряжения батареи к максимальным оборотам. Момент же важен номинальный, т.е. максимальный - долговременный, он от количества витков (Kv) вообще никак не зависит, а зависит от конструктивной "мощности" мотора (слово "мощности" в кавычках так как тоже не совсем к месту, считайте что я имел ввиду мотор большего габарита из моторов одной линейки производителя). Короче сравнивайте прежде всего момент по паспорту, так хоть плюс минус лапоть понятно какой мотор круче для вашего применения.

[Michael1976]

[user]Michael1976[/user], Я имел ввиду карту КПД.

[user]TRO [/user], благодарю, что привели этот график!  Мне с цифрами, графиками табличками проще понять суть, чем когда "много букв"
Я абсолютно согласен с вашей логикой по сравнению 2 моторов за исключением одного НО: вводных данных.
Вы сравниваете их на 100 об/мин и при огромных моментах. Какое это имеет отношение к реальности?  4В и 80А? 
Давайте попробуем натянуть наш случай на этот график: имеем 16В из 36В и 10А из 80А.  Т.е. работаем по графику на 400 оборотах и 2Нм. Картинка изменится, верно?  И причем совсем в другую сторону.

И еще: эта картинка тоже подтверждает, что мотор надо грузить хотя бы на 25%-50%, чтобы получить максимальный КПД.

[TRO]

Вы сравниваете их на 100 об/мин и

Я надеялся что вам не надо будет это объяснять, я нашел первый попавшийся график мотора, увы на максимальных 900 оборотов, модельные же на порядок больше.  Нарисуйте на нижней шкале по нолику к каждой циферке, и вместо 100 получите вашу искомую тысячу, по сути ничего не изменится.

Сравниваю я не на огромных моментах, а на близких к номиналу, и эксплуатировать вы будете именно так (обороты сильно меньше, а момент близок к максимальному). Если же у вас мотор будет работать с моментом в 8 раз ниже номинала, то вы купили железку в 8 раз больше массой чем нужно, или в 4 раза тяжелее чем нужен для нормального КПД (хотя если вес не важен и деньги ляшку не жмут, можно и в 8 раз с запасом, водорсли и сети мотор не спалят зато ).

[Michael1976]

Я надеялся что вам не надо будет это объяснять, я нашел первый попавшийся график мотора, увы на максимальных 900 оборотов, модельные же на порядок больше.  Нарисуйте на нижней шкале по нолику к каждой циферке, и вместо 100 получите вашу искомую тысячу, по сути ничего не изменится.

Поясните, почему вы предлагаете сравнивать моторы на 100/900 = 1000/9000 = 11% от их номинальной максимальной частоты?
Я не буду гонять мотор на таких маленьких оборотах!  Я не буду брать мотор с макс 9000об/мин. ради того, чтобы кататься на 1000.  16В из 36В  - это чуть меньше середины на графике  по оборотам. Там и нужно сравнивать.

[TRO]

100/900 = 1000/9000 = 11% от их номинальной частоты?

А кто вам сказал что 900 это номинал.... вы видели какой момент на этой частоте? 
900 это кратковременный форсаж, там с реальной нагрузкой будет уже за пределами графика.
Номинал это там где прямая переходит в спуск, а спускаться в право нам нельзя, на этом краю пропасти начинает грется железо от частоты = лишние потери, именно потому на этой горке снижают момент, чтобы совокупные потери на нагрев оставались в пределах нормы.  КПДэшный винт он "тяжелый", т.е. требует малых оборотов и большого момента, так что ниже 30% по моменту график можете не рассматривать, это из пушки по воробьям (для таскания такого мотора уже помошник будет нужен).

[Michael1976]

А кто вам сказал что 900 это номинал.... вы видели какой момент на этой частоте? 
900 это кратковременный форсаж, там с реальной нагрузкой будет уже за пределами графика.
Номинал это там где прямая переходит в спуск, а спускаться в право нам нельзя, на этом краю пропасти начинает грется железо от частоты = лишние потери, именно потому на этой горке снижают момент, чтобы совокупные потери на нагрев оставались в пределах нормы.  КПДэшный винт он "тяжелый", т.е. требует малых оборотов и большого момента, так что ниже 30% по моменту график можете не рассматривать, это из пушки по воробьям (для таскания такого мотора уже помошник будет нужен).

Оговорился, конечно. Сообщение следует читать так: Поясните, почему вы предлагаете сравнивать моторы на 100/900 = 1000/9000 = 11% от их максимальной частоты?

эксплуатировать вы будете именно так (обороты сильно меньше, а момент близок к максимальному)

Если исходить из того, что момент и ток связаны прямо пропорционально, то вы предлагаете использовать мотор на больших токах. Как это коррелирует с 16В и 15А? 15А - это макс ток от 4S, по сообщению от

14,5А на полный газ.

[TRO]

вы предлагаете использовать мотор на больших токах. Как это коррелирует с 16В и 15А?

А как вы думаете, какое у него водоизмещение в его плоскодонной резинке? И какое у вашего пятиметрового ката (со снарягой и пассажирами)?  Я греб в штиль веслами на 4 метровом кате и ходил на подобной резинке, так вот на резинке я бы мог вокруг ката круги нарезать пока на нем вёсельники гребли. Его резинке с таким винтом больше и не надо.

[3D-SPrinter]

Хочется иногда иметь возможность "газануть", выйти на скорость 7-9 км/ч. Watersnake это позволяет, хоть и жреть при этом 

Нет смысла газовать на стандартных китайских винтах для электромоторов. У них очень маленький шаг, потому что они спроектированы для максимальных скоростей движения ПВХ лодок 5-6 км/ч. У надувных лодок буксировочное сопротивление после 5-6 км/ч взлетает вверх по экспоненте, и уменьшается только при выходе на глиссер при 15-18 км/ч. У катамарана буксировочная кривая гораздо более пологая и равномерная до 20 км/ч. Потому электротяга для лодки целесообразна до 5-6 км/ч. Для катамарана до 12-15 км/ч. Так вот стандартные "лодочные" электровинты только воду баламутят после 6-7 км/ч, жрут, как не в себя, а скорость катамарана почти не растёт. Чтобы быстро и экономично ходить на катамаране, нужны нестандартные более скоростные винты с бОльшим шагом. Ну и мотор для такого винта лучше взять 6374 170KV. Но если нет возможности спроектировать и изготовить "правильный" винт под конкретный катамаран, то оптимальным будет предложенный мной ранее вариант -  6384 120KV со стандартным трёхлопастным винтом с алишки.

Собственно, вот что получается на практике со стандартным лодочным электромотором и винтом ( смотреть с 4:27 мин) https://youtu.be/M_x3hWhKilA?t=268 .

[Michael1976]

Ну и мотор для такого винта лучше взять 6374 170KV.

Подскажите, пожалуйста, а почему вы советуете именно 6374 170KV, а не, например, 6384 170Kv  или  6384 190Kv?

[kor]

Двигатель 6384 мы нагружаем на 3%, 6354 на 9%. Явно же эффективность во втором случае будет больше. Где ошибка в рассуждениях?

Сравнивать нужно по кпд моторов при одинаковом требуемом рабочем моменте нагрузки. Рабочие обороты на лодке у них одинаковые тоже, и если они даже в несколько раз меньше чем на графике MY то форма кривой кпд особо не меняется от этого. Графики стендовых измерений этих моторов (нигде не нашел их на какие либо модельные моторы) будут примерно похожи на график кпд мотора MY (что ранее приводился), только по шкале Х для них будут другие значения моментов (чем короче моторчик тем меньше, при равных диаметрах статоров). Из графика видно, что моторы имеют довольно широкую зону нагрузочного момента при котором кпд остается хорошим и меняется незначительно, примерно от 1.5 до 5.6нм для MY например. Поэтому просто сравнив некие "непонятные мощности" двух моторов так сразу однозначно утверждать какой из них будет иметь максимальное кпд при потребном рабочем моменте нагрузки нельзя.

[3D-SPrinter]

например, 6384 170Kv  или  6384 190Kv?

Да установите любой, в конце-то концов... Все они примерно одинаковые. Просто этот https://aliexpress.ru/item/4000029439258.html?spm=a2g0o.cart.0.0.33053c00qgGHh6&mp=1 самый дешёвый.

[TRO]

Может того, купить вот такую насадку :

Сопротивление воде меньше (редуктор  не большой, у него даже профиль каплевидный ),
винт уже с бОльшим шагом (не факт, но визуально так кажется),
понижающий редуктор с передаточным около 2, а значит с мелкого мотора можно снять больше мощности.
Мотор будет не погружной, а значит проблем с герметизацией меньше.
Универсальность дает удобство снятия и установки (все для крепления к транцу уже есть).

[slav]

Да установите любой, в конце-то концов... Все они примерно одинаковые. Просто этот https://aliexpress.ru/item/4000029439258.html?spm=a2g0o.cart.0.0.33053c00qgGHh6&mp=1 самый дешёвый.

Педальный привод добавить бы , для надёжности .   

[Michael1976]

Может того, купить вот такую насадку :

Сопротивление воде меньше (редуктор  не большой, у него даже профиль каплевидный ),
винт уже с бОльшим шагом (не факт, но визуально так кажется),
понижающий редуктор с передаточным около 2, а значит с мелкого мотора можно снять больше мощности.
Мотор будет не погружной, а значит проблем с герметизацией меньше.
Универсальность дает удобство снятия и установки (все для крепления к транцу уже есть).

Благодарю за идею. Думал над этим, но пока отказался по причинам:
1. Потери на редукторе. Мы ж за КПД боремся 
2. У подобных вещей редуктор - очень не надежный элемент.
3. Если мотор засунуть в воду - от него будет меньше шума.
4. Винт там обычно мелкий, хотя и с большим шагом. Скорее всего его придется менять. Поставишь побольше - см п.2.
5. Из отзывов делающих подобное: "Конечно слышно. Даже неплохо. Шум именно углового редуктора. Чувствуется его корявое изготовление и изношенность+ отрегулировать пятно зацепления просто нереально. Пока терплю. Очень хочется переделать на внутрикорпусную валолинию без редукторов"

Но я еще подумаю... Спасибоу!
Добавлено 05 Сен 2020 в 18:07
Знаете какие вопросы назрели?  Как правильно сказали более "старшие" товарищи - нужно начинать с проектирования винта.
И тут есть пара затыков:
1. Какой брать коэффициент проскальзывания?
2. Как рассчитать диаметр?

А на самом деле очень нравятся Torqeedo-овские винты. Но стоят они...   
Нет ли у кого 3D модельки оных?  Например, Torqeedo Ultralight 1103AC 1972-00?

[TRO]

Начинать надо даже не с винта, а с испытаний транспортного средства на сопротивление, например путем буксировки (можно с берега аки бурлаки через безмен). Или с помощью заводского электромотора поставив на транец безмен. Выяснить для какой скорости какая нужна тяга. Дальше берем оптимальную с нашей точки зрения скорость и полученную для неё тягу, и для разных шагов винта прикидываем момент мотора (при этом когда скорость будем в обороты переводить, учесть скольжение около 20%), например

  (делал быстро, в формулах мог накосячить, проверяйте перед употреблением)
Но надо помнить, что потери на трение винта о воду тут не учтены.

Потом берем мотор помоментнее, и смотрим для какого же шага винта он подойдет с учетом того что для хорошего КПД до номинального момента лучше не доводить процентов на 50, а лучше иметь еще бОльшийзапас по моменту с учетом потерь винта на трение о воду.

По скрину казалось бы, берем винт с шагом помельче и дело в шляпе, подойдет и дрыщавый мотор, но не тут то было, винт с мелким шагом будет вращатся быстрее, сильнее кавитировать, и у него будут больше потери на трение его поверхности о воду.

Что касаемо скольжения, то как не считай, а все одно подобрать диаметр винта и площадь лопастей на практике.