Теория безколлекторных двигателей

[kivin123]

Здравствуте.
Озадачился я тут идеей сделать электросамокат, а начать решил с мотор колеса. Вроде бы ничего сложного нет, но оказалось даже не знаю с чего начать.
Решил почитать теорию, но толковой книги не нашел. Если кто знает, посоветуйте пожалуйста книгу в которой будет доходчиво написано какие параметры на что влияют.
Например хочу я колесо 500Вт мощностью при 24В. Сколько надо полюсов, катушек и витков на катушке, чтобы колесо диаметром 25 см имело максимальную скорость? 

[kivin123]

Колесо? или самокат целиком?
Пока не сделаешь наверно не узнаешь.

[Водномоторник]

500Вт при 24В неоптимально, токи большие, нагрев и мотора и контроллера.

[Влад4242]

...
Решил почитать теорию, но толковой книги не нашел. Если кто знает, посоветуйте пожалуйста книгу в которой будет доходчиво написано какие параметры на что влияют.
Например хочу я колесо 500Вт мощностью при 24В. Сколько надо полюсов, катушек и витков на катушке, чтобы колесо диаметром 25 см имело максимальную скорость?

Книги про современные электросамокаты - вряд ли, если и есть, то в них каждый кулик своё болото хвалит.
Если не секрет - вам самокат зачем? Кататься или чтоб шашечки? Тут процентов на 99 народ носится с шашечками, всё улучшают и улучшают конструкции, на покататься совсем нет времени.)))
Если вам кататься - проще купить и уже потом заниматься совершенствованием и апгрейдом.
Собирать с нуля самому без предварительного опыта - выйдет раза в два-три дороже, чем купить (я это и называю шашечки).
Полазьте по самокатным темам, по разным моделям самокатов, привыкните к терминам и стилю общения. В любом случае это не будет лишним и уже поможет на стадии покупки.

[kivin123]

500Вт при 24В неоптимально, токи большие, нагрев и мотора и контроллера.

Ну это тоже один из вопросов какое напряжение выбрать. У друга мотоцикл 3кВт, батарея 72В. Почему 72, а не 300 например?
Добавлено 02 Ноя 2020 в 18:53

Если вам кататься - проще купить и уже потом заниматься совершенствованием и апгрейдом.

Мне похоже шашечки, кататься тоже некогда. А апргрейд точно дешевле не будет, чем сделать с нуля.

[xdforce]

Дороже. Был тут один человек на форуме, который в упор не хотел верить тому, что лифер безопасный. Могу кинуть тему, почитать. Так вот я к чему. Не надо заниматься фихгней. Купите. Много самоделок потому что дорогие запы. Если мк на 1квт стоило бы 6 рублей, то ясен пень все было легко. А так изврат с генами от авто, рс дижками, асинхронниками и т.д

Все, что вам нужно знать: обороты -- напряжение
скорость квадратично мощности
момент -- ток на фазу (фазный)

[slav]

Озадачился я тут идеей сделать электросамокат, а начать решил с мотор колеса. Вроде бы ничего сложного нет, но оказалось даже не знаю с чего начать.

Купите колесо от гироскутера и начинайте создавать,всё остальное приложится в процессе ............

[Shadow_ru]

Решил почитать теорию, но толковой книги не нашел

https://www.nxp.com/video/bldc-motor-theory:V4-BLDC-MOTOR-THEORY
Добавлено 03 Нояб. 2020 в 11:35

Почему 72, а не 300 например

Что бы током не убило, очевидно же. После 110В постоянка считается опасной, как мне помнится.

[Алёша]

скорость квадратично мощности

"Кубично", если уж так говорить...

[edw123]

https://www.nxp.com/video/bldc-motor-theory:V4-BLDC-MOTOR-THEORY
Добавлено 03 Нояб. 2020 в 11:35Что бы током не убило, очевидно же. После 110В постоянка считается опасной, как мне помнится.

Во влажности и с железками - 36В.

[xdforce]

На самом деле. Проблема юзабельности 300в ограничивается фетами. Т.к 1) изоляция. 2) возможность образования дуги) 3) опасное напряжение
При 300 вольтах и мощности двигателя в 1 кВт, мы получим ток = 3.3А. Неплохо, провод от юзб такой пропустит. Но, не забываем про фазный ток и фазное напряжение. Поэтому это просто не целесообразно.

Тут и читать-то особо нечего. Но я бы прочел про PMSM и BLDC их устройство и различие, как работают контроллеры (DC/DC преобразователи по похожему принципу работают), а также свойства характерные этим типам моторов. Соотношения, что к чему зависит крайне размытые и одна формулировка может не соответствовать другой. К примеру, одни пишут, что момент зависит от тока в обмотке, другие -- на 90% от магнитов, ну и так далее.

[Алёша]

Почему 72, а не 300 например?

Железки, умеющие работать с высоким напряжением очень дороги.  Бмска, контроллер на 300В будут стоить охренеть как дорого в контексте, который мы обсуждаем (1000 +- Вт). Это оправдано на больших мощностях - авто, например. Лифы, Теслы и т.п. - у всех напряжение как раз 300-400В. 

Проблема юзабельности 300в ограничивается фетами

Не только и не столько фетами. Иначе бы просто поменяли бы их на IGBT, да и всего делов-то... Проблема в том, что ВСЁ железо должно уметь в высокое напряжение, а это тупо дорого.

[Shadow_ru]

Но я бы прочел про PMSM и BLDC их устройство и различие, как работают контроллеры (DC/DC преобразователи по похожему принципу работают), а также свойства характерные этим типам моторов.

В теории это вообще одно и то же. Ну иногда делят что BLDC де управляются только 2 обмотками, а PMSM сразу 3. Но в общем с появлением FOC контроллеров, которые всеми 3 фазами крутят за 3 копейки - производители начали делать отдельные моторы, которые на уровне конструкции лучше заточены под отдельные задачи.
Как правило BLDC делают высокообортным и не очень парятся равномерностью момента между полюсами. При этом делают трапецевидную противоЭДС, чтобы они лучше работали в бездатчиковом режиме. При изготовлении PMSM, наоборот затачиваются под нижний диапазон скоростей, исходя из него делают охлаждение и значительно больше парятся тем, чтобы момент был максимально равномерный  по всем углам. Поэтому обычно PMSM дороже.

одни пишут, что момент зависит от тока в обмотке, другие -- на 90% от магнитов

Ну так он зависит от магнитного сцепления обмотки и магнита. Очевидно, что если будут слабые магниты - то сколько не качай тока, цепляться обмотке не за что. Но в расчетах заранее предполагается, что конструктор не дебил и поставил что надо, поэтому используют только ток.

[edw123]

...одни пишут, что момент зависит от тока в обмотке, другие -- на 90% от магнитов, ну и так далее.

+[user]Shadow_ru[/user]. От чего зависит скорость автомобиля? Да от всего. Аналогично и с параметрами мотора.
Зависит безусловно от силы магнитов - они создают поле ротора. Зависит от тока - он создаёт поле статора. Зависит от размеров магнитопроводов - они проводят и концентрируют поля. Зависит от напряжения - при малом не получить нужного тока. Зависит от расстояния между магнитами и статором - магнитного зазора. Зависит от степени заполнения окна статора медью... От качества теплоотвода и размера внешней поверхности, от продувки тоже мощность ещё как зависит.

Если это не совсем безбашенная некачественная и левая копия, то мотор расчитывается так, что улучшением какого-то одного элемента не получится заметно его улучшить, потому как упрётся в остальные элементы. Ну и конкретно для блдц моторов многое определяется и контроллером.

Поэтому многое из Вами найденного - верно, про ток, про квадрат, про напряжение... Но оно всё требует баланса остальных компонентов.

[xdforce]

Это всё понятно. Речь идет про то, чтобы человеку просто так мозг не забить и не отбить желание ЭТ раньше времени.
По поводу PMSM, разница еще в том, что у них поле статора и ротора смещены относительно друг друга ( в идеале ) на 90 градусов. Это самый эффективный режим использования. Подобное есть и в коллекторниках, но это уже совсем другая история.

Автору желаю разграничиться. Либо КПД и малые Вт*час потребления, либо сумасшедшая мощность, но не так эффективно.
Трапеция на контроллерах разнится в основном своем соотношением стоимость/мощность. Всё же конструктив я бы изучил. И да, забивайте (обращение к топикстартеру) пока на расчеты. Смотрите практику, она многое решает.

[Shadow_ru]

у них поле статора и ротора смещены относительно друг друга ( в идеале ) на 90 градусов

Это можно и делается векторным управлением и на BLDC )))

[xdforce]

Да. Хорошие уроки у Avislab(не реклама). Вот ссылка. https://www.youtube.com/watch?v=R0Gn_ZX0vhg https://www.youtube.com/watch?v=tjmou9dtxBg https://www.youtube.com/watch?v=Wkmo_-ZRcDo&t=31s https://www.youtube.com/watch?v=MWKFcY49MCY https://www.youtube.com/watch?v=l7Dh-zS5IIA

[kivin123]

Во влажности и с железками - 36В

Я вот тоже считал что 12 безопасно. Но в грузовиках 24, а теперь и 200 используют и ничего.