Мотор-Колесо Yamasaki или что у козлика внутри.

zap · 06 Июнь 2010 в 22:43

Цитата: nikvic от 06 Июнь 2010 в 13:31
А где там "напряжение газа"?

Если я правильно понял вопрос, ручка газа подключается через R47 к ноге RA3 микроконтроллера. Я сегодня подключал вместо ручки газа потенциометр - работает не хуже датчика Холла, 0V = нулевая скорость, 5V = полный вперёд.

Снял сегодня кое-какие осциллограммы в качестве дальнейшей пищи для размышлений.

На первой - напряжение между одной из фаз и землёй, на (условно) 20%, 50% и 100% газа, анимированное тремя кадрами. Красный график - выхлоп с одного из датчиков Холла.

Мне кажется, наклонные "плечи" у графика напряжения берутся от противо-ЭДС (боковые части "задницы"). Кстати, "задницу" я тоже заснял (вторая картинка) - её можно узреть при замере напряжения на фазных выходах относительно "земли" контроллера при ручном повороте колеса (питание контроллера выключено). Насколько я понял, она проявляется из-за обратных диодов выходных транзисторов. Кстати, заметно что отрицательная часть "задницы" обрезается по уровню примерно -0.6 вольт, т.е падению напряжения на диодах (нижних ключей).

Третий график - замер тока через одну из фаз на резисторе сопротивлением 0.51 ом (200мВ т.е. высота одного квадрата примерно равны 0.4А). Четвёртый - то же самое, но в сильно увеличенном масштабе. По этому графику хорошо заметно, что скорость изменения тока в обмотке мотора весьма высока, поэтому про отставание тока по фазе от напряжения можно забыть - нет этого эффекта.

Может я неправильно считал сдвиг по фазе? По теории вроде сдвиг по фазе в RL цепи равен арктангенсу отношения реактивного к активному сопротивлению. В нашем случае это arctan ((w*L) / R); при фазовой частоте, например, 700 рад/с (примерно 30 км/ч) фазовое отставание тока получается по теории равным arctan(700*0.0009/0.354) = 1.05 радиан, примерно 60 градусов. На практике этого нет?

Есть такая мысль, что мотор-колесо это не индуктивность а трансформатор. То есть магнитная энергия из сердечника постоянно вычерпывается, превращаясь в механическую. Соответственно, сопротивление обмотки возрастанию тока гораздо меньше, чем "у чистой" индуктивности.

На последней картинке - график тока обмотки при высоких оборотах - не максимальных, у меня почему-то осциллограф зависал при высоких оборотах (какие-то наводки или хз что). Видно, что "волосатость" постепенно уходит. Подозреваю, что при полных оборотах график полностью гладкий.

nikvic · 08 Июнь 2010 в 10:43

Цитата: zap от 06 Июнь 2010 в 22:43
Снял сегодня кое-какие осциллограммы в качестве дальнейшей пищи для размышлений.

Есть такая мысль, что мотор-колесо это не индуктивность а трансформатор. То есть магнитная энергия из сердечника постоянно вычерпывается, превращаясь в механическую. Соответственно, сопротивление обмотки возрастанию тока гораздо меньше, чем "у чистой" индуктивности.

Какова схема опыта для второй картинки, ""жопосинусы?

У трансформатора очень существенна внешняя цепь вторичной обмотки. МК проще - фазовый сдвиг ЭДС полностью определяется положением.

Ваш расчёт wL верен, правда, оба множителя, по-моему, завышены. Для определения L не знаю ничего лучше осцилографирования тока/напряжения при запитке двух фаз 50-ю герцами (через резистор типа чайника) при отсоединённом контроллере.

zap · 09 Июнь 2010 в 00:34

Цитата: nikvic от 08 Июнь 2010 в 10:43
Какова схема опыта для второй картинки, ""жопосинусы?

Щуп от канала на фазный провод, землю осциллографа на землю контроллера (либо на плюс контроллера, по идее получится то же самое). Контроллер отключен от питания, колесо вращаем рукой. Получается своеобразный выпрямитель ЭДС М-К через обратные диоды мосфетов.

nikvic · 09 Июнь 2010 в 09:33

Цитата: zap от 09 Июнь 2010 в 00:34
Цитата: nikvic от 08 Июнь 2010 в 10:43
Какова схема опыта для второй картинки, ""жопосинусы?
Щуп от канала на фазный провод, землю осциллографа на землю контроллера (либо на плюс контроллера, по идее получится то же самое). Контроллер отключен от питания, колесо вращаем рукой.

Земля контроллера и "масса" - то же самое? Обмотки статора соединеня с массой?

zap · 09 Июнь 2010 в 12:16

Цитата: nikvic от 09 Июнь 2010 в 09:33
Земля контроллера и "масса" - то же самое? Обмотки статора соединеня с массой?

У мотора обмотки статора выведены на три фазных провода и всё. Центр "звёзды" никуда не подключён, он внутри мотора и заизолирован от "массы". Фазные провода подсоединены к штатному разъёму контроллера - т.е. каждый фазный провод в середину соответствующего полумоста. Земля контроллера это минус аккумулятора, к мотору она напрямую никак не подключена.

nikvic · 09 Июнь 2010 в 15:28

Цитата: zap от 09 Июнь 2010 в 12:16У мотора обмотки статора выведены на три фазных провода и всё. Центр "звёзды" никуда не подключён, он внутри мотора и заизолирован от "массы". Фазные провода подсоединены к штатному разъёму контроллера - т.е. каждый фазный провод в середину соответствующего полумоста. Земля контроллера это минус аккумулятора, к мотору она напрямую никак не подключена.

Ок, были сомнения...

Заодно понял, как графически представить синус-управление. Если вращать треугольник, то нижнюю точку нужно на все 120гр. (пока она нижняя) присоединять к минусу. Ну а верхние "шимить" к плюсу со скважностью, пропорциональной их возвышению над нижней (и, понятно, пропорционально выбранной максимальной высоте в пределах U батареи и "газу".).

zap · 13 Дек. 2010 в 16:19

Подумываю этой зимой перемотать свой Ямасаки... приключений на свою задницу захотелось, понимаешь

Целью эксперимента ставлю - попробовать уложить такое же количество витков в пазы при бОльшем суммарном диаметре провода... по идее, это должно дать прирост к КПД. Глядя на китайскую намотку "внавал" верится, что если намотать аккуратно, то можно уложить больше параллельных витков (насколько я понимаю, там намотано несколькими параллельными проводами по 0.6мм диаметром). Как мне кажется, активное сопротивлние обмотки (177мом на фазу) это источник большой части тех самых 20% потерь в моторе.

Думаю попробовать прямоугольный провод ПТВП 0.8x3мм (если удастся достать) в несколько параллельных проводов.

В связи с этим возник вопрос: по чертёжу статорной пластины можно узнать ширину и высоту зубцов, а какая толщина у статора? Хочу прикинуть, сколько метров провода надо купить.

ZxV · 13 Дек. 2010 в 17:53

24мм

yurkan · 21 Фев. 2011 в 20:24

давно хотел посмотреть что за колеса такие спасибо за то что все подробно показали =)

ZxV · 22 Фев. 2011 в 12:10

просмотрел бегло
похоже материал по двигателям с магнитной системой типа ямасаки
на русском
"Автореферат диссертации
на соискание ученой степени
доктора технических наук"
http://www.vniiem.ru/ru/uploads/files/zakharenko.pdf

Abos · 09 Март 2011 в 13:30

Захаренко А.Б. знаю, имею совместных с ним 6 патентов, если есть вопросы по моторам данного класса - обращайтесь.

КАЛАШ · 09 Март 2011 в 14:07

Интересно, есть ли у постоянных магнитов (ПМ) таких колес эффект перемагничивания? Это когда ПМ притягивается к любому полюсу электромагнита, что обнаружил случайно, эксперементируя с ПМ от стартера ВАЗ.

Abos · 09 Март 2011 в 14:35

Цитата: КАЛАШ от 09 Март 2011 в 14:07
Интересно, есть ли у постоянных магнитов (ПМ) таких колес эффект перемагничивания? Это когда ПМ притягивается к любому полюсу электромагнита, что обнаружил случайно, эксперементируя с ПМ от стартера ВАЗ.

Эти мотор-колеса выполняются, как правило, из ПМ, выполненных из сплава неодим-железо-бор. Перемагничиванием эти ПМ не обладают, но теряют свои магнитные свойства (размагничиваются) при температуре около 120 градусов по Цельсию. Самарий-кобальтовые ПМ получше, теряют свои магнитные свойства при температуре около 320 градусов, но стоят почти на порядок дороже.
Стартер ВАЗа не знаю совсем, никогда не разбирал его.

nikvic · 09 Март 2011 в 14:44

Цитата: КАЛАШ от 09 Март 2011 в 14:07
Интересно, есть ли у постоянных магнитов (ПМ) таких колес эффект перемагничивания? Это когда ПМ притягивается к любому полюсу электромагнита, что обнаружил случайно, эксперементируя с ПМ от стартера ВАЗ.

Магнито-мягкое железо притягивается к любому полюсу.
Точно так же, как бумажка питягивается к расчёске "неизвестного знака"

Abos · 09 Март 2011 в 15:07

Цитата: nikvic от 09 Март 2011 в 14:44
Цитата: КАЛАШ от 09 Март 2011 в 14:07
Интересно, есть ли у постоянных магнитов (ПМ) таких колес эффект перемагничивания? Это когда ПМ притягивается к любому полюсу электромагнита, что обнаружил случайно, эксперементируя с ПМ от стартера ВАЗ.

Магнито-мягкое железо притягивается к любому полюсу.
Точно так же, как бумажка питягивается к расчёске "неизвестного знака"

Спасибо за подсказку! В данном случае я рассматривал "возбужденный" полюс и постоянный магнит.

КАЛАШ · 09 Март 2011 в 15:20

Спасибо за ответы. Ещё : ПМ и ЭМ [b-b]одноименными [/b-b] полюсами должны отталкиваться. Тогда вопрос: усилие отталкивания повеличине сравнимо с усилием притягивания [b-b]разноименных[/b-b] полюсов ПМ и ЭМ? Можно не в абсолютных единицах, а хотя-бы "от руки" проверить.

Abos · 09 Март 2011 в 16:01

Цитата: КАЛАШ от 09 Март 2011 в 15:20

Спасибо за ответы. Ещё : ПМ и ЭМ [b-b]одноименными [/b-b] полюсами должны отталкиваться. Тогда вопрос: усилие отталкивания повеличине сравнимо с усилием притягивания [b-b]разноименных[/b-b] полюсов ПМ и ЭМ? Можно не в абсолютных единицах, а хотя-бы "от руки" проверить.

Да! ПМ и ЭМ одноименными полюсами отталкиваются, а разноименными притягиваются. Усилие отталкивания и притягивания по величине возбужденного ЭМ (по катушке электромагнита протекает постоянный ток) и ПМ одинаково, если они находятся в равных условиях (между ними одинаковое расстояние). Лучше всего это понимается следующим образом. Представьте себе статор с одним ЭМ и ротор с одним ПМ. Размеры полюса ЭМ и ПМ одинаковы. Пока вы не подали постоянное напряжение на катушку ЭМ - постоянный магнит будет занимать такое положение, что его ось будет совпадать с осью ЭМ. Другими словами, ПМ встанет напротив сердечника (полюса) ЭМ (как верно указал Nikvic). Когда Вы подадите на катушку ЭМ постоянное напряжение, по ней потечет ток и намагнитит ЭМ. В зависимости от направления постоянного тока ЭМ намагнитится либо одноименным полюсом по отношению к полюсу ПМ, либо разноименным. Если через воздушный зазор возбужденный ЭМ и ПМ будут "смотреть" друг на друга разноименными полюсами, то это точка устойчивого равновесия. Попытавшись повернуть ротор в любую сторону рукой, Вы почувствуете сопротивление. ЭМ не будет давать выйти ПМ из под него.
Во втором случае если полюса ЭМ и ПМ будут "смотреть" друг на друга одноименными полюсами, то это точка неустойчивого положения ротора. Достаточно небольшой несимметрии и ротор с ПМ будет стараться вытолкнуться из под ЭМ. Теперь Вам нужно прикладывать усилие, чтобы сохранить это состояние. И в первом и во втором случае при одном и том же угле отклонения осей ЭМ и ПМ друг от друга на ротор будут действовать одинаковые силы (но различные по направлению) при условии, что Вы подали одинаковое напряжение на катушку ЭМ.

nikvic · 09 Март 2011 в 16:01

Цитата: КАЛАШ от 09 Март 2011 в 15:20

Спасибо за ответы. Ещё : ПМ и ЭМ [b-b]одноименными [/b-b] полюсами должны отталкиваться. Тогда вопрос: усилие отталкивания повеличине сравнимо с усилием притягивания [b-b]разноименных[/b-b] полюсов ПМ и ЭМ? Можно не в абсолютных единицах, а хотя-бы "от руки" проверить.

Для одинаковых токов усилие отталкивания несколько меньше усилия притяжения (Абос здесь неправ.).
Притяжение железа к магниту присутствует всегда, и для малого тока отталкивание вообще не получится.
Здесь тоже полная аналогия с электростатикой: отрицательный заряд притянет бумажку с лишним электроном, "не заметив" его.