Подбор коллекторного двигателя для проекта электромобиля

[kommunist]

Давно вынашиваю план управления коллекторником  ШИМ инвертором приус 20, можно же запараллелить все его каналы.

Идея правильная, ещё не попробовали? Проблема и правда есть с коллекторными контроллёрами. Выбор очень мал, и, кажется, даже имеет тенденцию к дальнейшему сужению. При этом, по цене, почти как БЛДС контроллёры той же мощности. Куртисы можно сразу отбросить  в силу ничем не оправданной высочайшей цены (видимо потому, что они в основном для коммерческого транспорта). Остаётся Келли, если из более менее мощных, но цена тоже кусается.

[apeks]

А это не беда контроллера?

Тут проблема в комплексе. Всегда в производстве выбираются такие решения которые устраивают по цене-качество. Бесколекторные моторы обладают рядом преимуществ и ради этого можно пожертвовать снижением КПД в широком диапазоне. Сама суть отказа от колектора не только надежности а в возможности очень широко управлять двигателем загоняя его  далеко за края диапазона эффективной работы  чтобы полностью отказаться от КПП, а пробег добирать с помощью увеличения емкости ТАКБ.Самые простые BLDC  конечно у них КПД снижается больше всех на краях диапазона оборотов и моментов. PMSM  моторы требуют более точного управления и знания контролером положения ротора  ,но и там если  программа не оптимальна по эффективности то КПД падает сильно. Когда ставят высоко эффективную прошивку то PMSM  ослабляется и диапазон так сужается что  приходится ставить КПП что делает установку бесколекторного мотора бессмысленной. Если оставляется КПП то тогда колекторный двигатель более опимален по цене качество и будет долговременно  работать .
       Резобрал я как то авиационный электромотор для перекачки топлива. Смотрю там щеточки то маленькие а нагрузка 63 ампер.Оказалось  что есть такие щетки которые держат большую нагрузку при этом так улучшают комутацию что можно получать от мотора ДС 3.6 40 киловатт мощности без последствий,ну только охлаждать хорошо надо воздух подавать интенсивно.Тогда ДС3.6 в режиме форсажа тянет так же хорошо как ЕТ15без форсажа .Так что  колекторные моторы еще не сказали последнего слова и в ряде случаев могут отлично применяться. Просто если говорить про  автотранспорт то бесколекторные двигатели хороши для заводского исполнения где завод вкладывает много времени и денег для создания серийного производства получения оптимального результата. А самодельщикам конечно проще колекторные моторы где нет тех сложностей как у PMSM когда получается что машина с PMSM  финансово убыточная по стоимости и по ремонту. При отказе силового оборудования ремонт обходится от милиона , а когда сгорает контролер для колекторника часто можно просто заменить силовые ключи за 20000 .
       

[apeks]

Идея правильная, ещё не попробовали? Проблема и правда есть с коллекторными контроллёрами. Выбор очень мал, и, кажется, даже имеет тенденцию к дальнейшему сужению. При этом, по цене, почти как БЛДС контроллёры той же мощности. Куртисы можно сразу отбросить  в силу ничем не оправданной высочайшей цены (видимо потому, что они в основном для коммерческого транспорта). Остаётся Келли, если из более менее мощных, но цена тоже кусается.

Контролеры для колекторных моторов хороши что их можно сделать даже самостоятельно без чрезмерных трудов. Использовать силовую часть от заводских PMSM контролеров для питания колекторных моторов идея отличная. Подцепляетесь к драйверам и вперед управлять простыми способами

[edw123]

Бесколекторные моторы обладают рядом преимуществ и ради этого можно пожертвовать снижением КПД в широком диапазоне. Сама суть отказа от колектора не только надежности а в возможности очень широко управлять двигателем загоняя его  далеко за края диапазона эффективной работы  чтобы полностью отказаться от КПП

А что мешает туда же загонять коллекторный? И если у блдц так плохо с кпд, то что так мало вело- и самокато-моторов с коллектором? Если говорим о разнице в кпд, то о каких именно цифрах идёт речь?

[apeks]

А что мешает туда же загонять коллекторный? И если у блдц так плохо с кпд, то что так мало вело- и самокато-моторов с коллектором? Если говорим о разнице в кпд, то о каких именно цифрах идёт речь?

Когда надо то в широкий диапазон можно  и колекторный загнать, но есть предел пропускной способности щеточно колекторного узла,особые щетки помогают частично  решить эту проблему, а у бесколекторных вместо щеток транзисторы плюс легче отводить тепло  от статора с силовыми обмотками чем от якоря колекторного мотора
      Насчет самокатов и велов всё сразу понятно. Мотор колеса очень удобны и отработаны и отсутствие трансмиссии большой плюс. Насчет снижения КПД нужны индивидуальные измерения на стенде во всём диапазоне.Пока можно из  инета найти много графиков параметров BLDC  где КПД быстро и резко падает с увеличением нагрузки чего не происходит с колекторным сериесным электродвигателем .

[Newgamer]

По моему скромному мнению, блдс - это тот же коллекторник с постоянными магнитами.
Вот если блдс использовать не с постоянными магнитами, а с электро, с возможностью регулировать поле, то можно сэмулировать сериесный коллекторник.
Грубый пример - автомобильный генератор в режиме блдс.

[Newgamer]

И гладкий коллектор только в плюс.

[kommunist]

Контролеры для колекторных моторов хороши что их можно сделать даже самостоятельно без чрезмерных трудов.

Просто для хорошего электронщика. Я вот уже год пытаюсь найти такового, чтобы перезалить или просто сделать новый процессор к силовой части мощного коллекторного контроллёра от Юры Романтика (он заглючил даже не начав работу). Вот вы сможете? Силовая часть в идеале.

[apeks]

        Если контролер от Юры на новом процессоре то там были у него  серьезные проблемы с глюками и несколько раз перепрошивалось всё с разными приложениями  пока начало все работать.А на старом процессоре работало отлично все.Причем новый процессор для контролера и новая бмс уже могли принимать и передавать  данные для работы с контролером высокого уровня для создания оборудования профессионального класса.
          Так что сперва разбирайтесь с приложениями для прошивки и самими прошивками

[edw123]

Насчет снижения КПД нужны индивидуальные измерения на стенде во всём диапазоне.

Я думал у Вас есть конкретные цифры.   Просто потому, что я встречал совершенно противоположное мнение по кпд. Как минимум нет трения в коллекторном узле.

[apeks]

Давно вынашиваю план управления коллекторником  ШИМ инвертором приус 20, можно же запараллелить все его каналы.

Ну цифры у меня описаны выше с сравнении двух приводов переменного и постоянного тока на одинаковых моделях грузовиков доноров под конверсию,это и поражало что ЕТ15 при 2-3 квт уже вез автомобиль ,а PMSM  при такой же скорости 10-15 квт. При полной загрузке автомобиля 3 тоннами PMSM потреблял 30 киловатт при 10-12 в час а ЕТ укладывался в 8-9 квт.Ну и графики в инете можете погуглить КПД  БЛДЦ и сериесного колекторника.

[P.Mikhail]

Свои 2 копейки в обсуждении коллектор ников, обратил внимание, есть у меня сириесник 5.5 кВт, 40 В, 140 А,вес 110кг,он заявлен на режим S3, а коллектор ник с ЧПУ, на магнитном возбуждении 4,5 кВт, вес 40кг,а режим S1, тоесть 24/7 может работать. Поэтому хочу сказать что коллектор ник с ЧПУ станков явно недооценены, и на нашем сайте я не припомню ни одного применения таких в проектах. Что касается КПД в сравнении с пмсм,по данным из литературы КПД сириесника около 70-80, в зависимости от мощности, пмсм в сборе с инвертором на самых оптимальных режимах 95, по краям 80. Но надо иметь ввиду что на заводе программируют управление электромотором со сдвигом в несколько градусов в зависимости от оборотов, что для нас неактуально.

[edw123]

Ну цифры у меня описаны выше с сравнении двух приводов переменного и постоянного тока на одинаковых моделях грузовиков доноров под конверсию,это и поражало что ЕТ15 при 2-3 квт уже вез автомобиль ,а PMSM  при такой же скорости 10-15 квт. При полной загрузке автомобиля 3 тоннами PMSM потреблял 30 киловатт при 10-12 в час а ЕТ укладывался в 8-9 квт.Ну и графики в инете можете погуглить КПД  БЛДЦ и сериесного колекторника.

Из одного личного сравнения я бы не стал делать выводы о всех моторах в принципе. А уж нагуглить можно вообще всё и даже больше. Интересуют паспортные данные по моторам, от производителя.

[potato]

Кстати, открыл тут kostov-motors.com (сайт производителя движков ET) и обнаружил, что ЕТ 15 у них есть такие - ET 15/12/42 (15 кВт, 120V, 4200 оборотов) и 15/7.5/18 (15кВт,80V, 1800 оборотов). У нас таких не видел,видимо,нет спроса и не поставляют. Жаль,что в РФ нет аналогов (единственный аналог,который я нашел - это МТ-8 на 8кВт - хотя возможно я чего-то не знаю).

В теории, если не использовать кпп, 1700 оборотов мотора на кардане в моем случае могут вывести на 62км/ч. Но это ясное дело в теории, цифра расчетная.

Опять же в теории, можно использовать синхронники от всяких Nissan Leaf, гибридов Porsche Panamera,  Honda (последние по цене вообще небольшие) но там сразу возникает несколько важных вопросов:
- контроллер, самое дорогое
- проверка работоспособности при  покупке этих десятилетних (и более) узлов - как минимум на высоком вольтаже сопротивление изоляции должно быть много мегаом (не ниже 10, а то и больше), что к этому возрасту может не соответствовать плюс не размагнитились ли магнититы, состояние подшипниклв, как хранили эти узлы после снятия с авто (изоляция не любит влагу)
- даже если исправны, брать надо сразу два на запас
- батарея должна быть высоковольтной, это для самодельщика дополнительный риск плюс тут ещё и балансировка ибо ячеек много-много-много плюс желательно будет увеличить толщину изоляции на всех кабелях (акб-контроллер, контроллер-мотор).

Собственно я смотрю в сторону коллекторных тяговых моторов (совместно с акпп), хотя их ассортимент довольно скуден (поправьте, если ошибаюсь), батарея планируется 48-132 вольта, в зависимости от двигателя и контроллера, которые будут приобретены в итоге.

[apeks]

Из одного личного сравнения я бы не стал делать выводы о всех моторах в принципе. А уж нагуглить можно вообще всё и даже больше. Интересуют паспортные данные по моторам, от производителя.

Критерием ИСТИНЫ является практика!Я сравнивал два привода и наблюдал и тенденцию понять из этого можно. Если PMSM  загнать в узкий диапазон оборотов и моментов то он может быть весьма эффективен тем более что  об этом общался с програмистами контролера PMSM и они со мной согласились. Надо сказать что были испытаны два разных однотипных мотора PMSM с контролерами от разных производителей и разных школ програмирования. Второй вариант давал лучшую динамику ,но расход
 так же выходил киловатт на километр и больше. Поэтому когда стали ставить ЕТ15 на грузовик думали что  его не хватит.То то было удивление когда ЕТ15 на контролере от Юры взял с места грузовик в одно касание педали и мог на 1-3 киловата медлено его везти.
        Насчет паспортных данных производителя мотора PMSM  можно написать что угодно.Написали что  мотор 115 квт а он до 80 не дотянулся. Написали что КПД 95% но не указали в каком диапазоне оборотов и моментов . Поэтому и вышло что чтобы крутить при 550 в двигатель на высоких скоростях надо ослаблять поле индуктора что приводило к снижению эффективности а на маленьких скоростях они усиливали индуктор опять же расход и все равно  перенасыщали железо. Так что полагаясь на данные от производителя закупили привод и вышло что он при работе в широком диапазоне имел КПД 40-50%.Теоритически можно дать мотору 1200-1500  вольт и не ослаблять поле индуктора и поднять редукцию в трансмиссии,но по словами специалистов сам мотор  не выдержит такое напряжение и от всплесков пробьет изоляцию .Так что  на самых крутых приводах переменого тока ставят такие моторы и контролеры которые держат высокие напряжения и позволяют не ослаблять поле.НО там стоимость  оборудования очень высокая вот и весь секрет

[apeks]

Кстати, открыл тут kostov-motors.com (сайт производителя движков ET) и обнаружил, что ЕТ 15 у них есть такие - ET 15/12/42 (15 кВт, 120V, 4200 оборотов) и 15/7.5/18 (15кВт,80V, 1800 оборотов). У нас таких не видел,видимо,нет спроса и не поставляют. Жаль,что в РФ нет аналогов (единственный аналог,который я нашел - это МТ-8 на 8кВт - хотя возможно я чего-то не знаю).

В теории, если не использовать кпп, 1700 оборотов мотора на кардане в моем случае могут вывести на 62км/ч. Но это ясное дело в теории, цифра расчетная.

Опять же в теории, можно использовать синхронники от всяких Nissan Leaf, Porsche Panamera, но там сразу возникает несколько важных вопросов:
- контроллер, самое дорогое
- проверка работоспособности при  покупке этих десятилетних узлов
- даже если исправны, брать надо сразу два на запас
- батарея должна быть высоковольтной, это для самодельщика дополнительный риск плюс тут ещё и балансировка ибо ячеек много-много-много

МТ8 хороший двигатель я на тем делал  машину 10 лет назад.Думаю киловат 45-50 может дать если ОВ перекомутировать и запитать  от 100 в но надо ток не менее 500-600 ампер. Редукцию надо делать  7-8 минимум и при 100 в он раскрутится до 3000 спокойно даже под нагрузкой.

[edw123]

Критерием ИСТИНЫ является практика!

Определение очень верное.  Только один случай - это точно не практика. И главное понять, что именно подтвердила практика. В Вашем случае видно, что мотор+контроллер+настройки+батарея в одном случае оказались хуже, чем в другом. Почему всё свалили именно на один мотор? Поменяйте настройки (контроллер) и всё изменится с тем же мотором. ВОт Вы про разные токи пишите. А зачем это в настройках поставлен такой большой ток? Поставьте такой же, как получается у коллекторника и тогда сравнивайте.

Не, даже один конкретный случай - важная вещь, поэтому Ваш результат как минимум интересен.  Только вывод, кмк, слишком необоснован. Да, много людей использовали коллекторники, хотя бы потому, что управляемое возбуждение даёт свои преимущества, а так же возможная простота питания и управления вместе с дешевизной, если нет больших претензий к удобству дозирования и кпд.

Производитель отвечает за цифры в ттх головой: деньгами, штрафами, возвратами а то и уголовкой если кто пострадает.

[apeks]

Определение очень верное.  Только один случай - это точно не практика. И главное понять, что именно подтвердила практика. В Вашем случае видно, что мотор+контроллер+настройки+батарея в одном случае оказались хуже, чем в другом. Почему всё свалили именно на один мотор? Поменяйте настройки (контроллер) и всё изменится с тем же мотором. ВОт Вы про разные токи пишите. А зачем это в настройках поставлен такой большой ток? Поставьте такой же, как получается у коллекторника и тогда сравнивайте.

Не, даже один конкретный случай - важная вещь, поэтому Ваш результат как минимум интересен.  Только вывод, кмк, слишком необоснован. Да, много людей использовали коллекторники, хотя бы потому, что управляемое возбуждение даёт свои преимущества, а так же возможная простота питания и управления вместе с дешевизной, если нет больших претензий к удобству дозирования и кпд.

Производитель отвечает за цифры в ттх головой: деньгами, штрафами, возвратами а то и уголовкой если кто пострадает.

Никто не за что не отвечает. Китайцы продали в одну из серьезных фирм в России кучу электрооборудования как то мотор,контролер, БМС и прочее и прочее без принципиальных схем.Отдано  было много милионов. Всё это НЕ ЗАРАБОТАЛО и никто не ответил. Китайцы вне российской юрисдикции.А что  мотор контролер имеют КПД 50% в широком диапазоне это проблема покупателя. Думайте своей головой когда покупате у китайцев. На ваш вопрос про эфективность моторов переменного тока я ответил подробно. Читайте мои посты и извлекайте КОНТЕКСТ. Мне самому было интересно почему это написано в даташите мотора PMSM КПД 95% а обычный колекторый мотор значительно превосходит его по КПД в широком диапазоне. ТО есть получить высокий КПД от PMSM в широком можно или в самых дорогостоящих вариантах приводов и высоких напряжениях  или если экономить то оставлять КПП,но тогда теряется смысл мотора PMSM чтобы обойтись без КПП. Повторяю всё сказаное еще раз и еще раз может дойдет до кого то.Я этот вопрос тщательно обсуждал с програмистами контролеров PMSM и они подтвердили что дело в прошивке. Там где прошивка с высоким КПД мотор сильно заужен по возможностям. А там где хочешь без КПП все перекрыть будет широчайший заход в не эффективные режимы.