Электрические двигатели нового поколения

[nikvic]

КПД это EI/(EI+I²R), то есть полезная мощность поделить на полную, правильно? На I можно сократить. Как ранее было сказано E=BVL. Окончательно получаем КПД=BVL/(BVL+IR)

Здесь E противоэдс, U=E+IR приложенное напряжение, B магнитная индукция (нужная проекция, но не будем усложнять), L длина проводника, V скорость движения проводника.

Что мы здесь видим. При нулевой скорости КПД=0. При BVL=IR, КПД=0.5 Если скорость существенно выше, то КПД наконец приближается к единице.

Ы? 

Да, КПД тупо-линейно растёт от нуля к 100% при ХХ. Момент также тупо падает 

[metelev_sv]

Да, КПД тупо-линейно растёт от нуля к 100% при ХХ. Момент также тупо падает 

По формуле нет. КПД при нулевой скорости равен 0, а не 1, как Вы писали. До 1 он не доходит никогда.

В случае такого двигателя момент это просто сила, которая равна BLI, как уже говорилось. То есть, момент зависит только от тока.

Но я что-то задумался, зависят ли друг от друга ток и скорость. По идее нет. Ток можно пропускать какой угодно, и двигать эту проволочку тоже как угодно. Мы же не накладываем на неё условие, что "она сама", для такой задачи данных слишком мало. Масса проволочки нужна и т.д.

[nikvic]

Да, КПД тупо-линейно растёт от нуля к 100% при ХХ. Момент также тупо падает 

По формуле нет. КПД при нулевой скорости равен 0, а не 1, как Вы писали. До 1 он не доходит никогда.
=="КПД=1 для идеального мотора достигается при нулевой мощности", а не при нулевой скорости ==
Но я что-то задумался, зависят ли друг от друга ток и скорость. По идее нет. Ток можно пропускать какой угодно, и двигать эту проволочку тоже как угодно.

В этой задаче, при фиксированных B,L,R (моторчик - не переделываем!), можно выбрать любые 2 величины из кучи целесообразных - и получите остальные. Поэтому вопрос о взаимозависимости тока и скорости не имеет смысла - если нет ещё чего-то, например, напряжения. Задав только ток, получим разные скорости, силы, КПД длч разных напряжений.

[metelev_sv]

=="КПД=1 для идеального мотора достигается при нулевой мощности", а не при нулевой скорости ==

А мощность линейно от скорости зависит, при фиксированном токе.  А ток надо фиксировать в этой модели. Если считать мощность как E*I, поскольку E=BVL при нулевой скорости будет нулевая мощность. Если брать U*I, то U=BVL+IR, получается что когда нулевая мощность нулевой знаменатель у КПД и сам КПД в бесконечность обращается, а не в 1.

PS А, понял. При нулевом токе и ненулевой скорости. Тогда КПД=1. Но только сила никакая не действует на проволочку. Ток ведь 0

[nikvic]

PS А, понял. При нулевом токе и ненулевой скорости. Тогда КПД=1. Но только сила никакая не действует на проволочку. Ток ведь 0

Нет, не поняли. Я не собираюсь делить ноль на ноль 
Точное утверждение - предел КПД при фиксированном напряжении и стремлении скорости к ХХ слева равен 100%.

[metelev_sv]

Нет, не поняли. Я не собираюсь делить ноль на ноль 
Точное утверждение - предел КПД при фиксированном напряжении и стремлении скорости к ХХ слева равен 100%.

Напишите пожалуйста свою формулу для КПД или прокомментируйте мою. Я же не из воздуха беру то, что говорю, а смотрю на формулу и говорю, что получается. Из элементарной формулы, которую я написать чуть ранее, следует, что при наличии у проволоки сопротивления КПД может быть равен 100% только при бесконечной скорости.

[nikvic]

Нет, не поняли. Я не собираюсь делить ноль на ноль 
Точное утверждение - предел КПД при фиксированном напряжении и стремлении скорости к ХХ слева равен 100%.

Напишите пожалуйста свою формулу для КПД или прокомментируйте мою. Я же не из воздуха беру то, что говорю, а смотрю на формулу и говорю, что получается. Из элементарной формулы, которую я написать чуть ранее, следует, что при наличии у проволоки сопротивления КПД может быть равен 100% только при бесконечной скорости.

КПД = F*V/(I*U)=BILV/(I*U)=BLV/U. А совсем коротко =E/U.
Но  мощность стремится к 0 при приближении Е=BLV к U, т.е. при приближении скорости к ХХ.

[metelev_sv]

КПД = F*V/(I*U)=BILV/(I*U)=BLV/U. А совсем коротко =E/U.
Но  мощность стремится к 0 при приближении Е=BLV к U, т.е. при приближении скорости к ХХ.

Ну правильно, формула в точности как у меня была. У меня было КПД=BVL/(BVL+IR), здесь BVL+IR=U

Только мощность не стремится к нулю при росте Е (и приближении E к U). Мощность стремится к бесконечности.

На самом деле это и здравому смыслу соответствует и реальному положению вещей, в том числе для мотор-колеса. Если скорость равна нулю (колесо зафиксировано), какой ток не лей полезной работы 0 (ноль), скорость равна 0, мощность равна 0, КПД равен 0.

В случае фиксированного колеса увеличение тока увеличивает момент, (как в случае зафиксированной проволочки увеличение тока увеличивает силу, которая на неё действует,) но если мы не даём ему крутиться, то ни во что полезное его потуги не превращаются.

[nikvic]

Только мощность не стремится к нулю при росте Е (и приближении E к U). Мощность стремится к бесконечности.

Разность   U-Е определяет ток, вот и припомните Ома.

[metelev_sv]

Разность   U-Е определяет ток, вот и припомните Ома.

Ещё раз попробуем, с начала. У нас есть две независимых переменных. U напряжение шины и V скорость движения проволочки.

Кроме того есть параметры R сопротивление проволочки, L длина проволочки, В индукция.

Отсюда можно вывести E=BVL ЭДС; I=(U-E)/R=(U-BVL)/R ток, текущий через проволочку и КПД=E/U=BVL/U

Ток равен нулю (и КПД=1), когда скорость подобрана так, что напряжение равно противоЭДС. Либо напряжение надо подбирать так, чтобы ток был равен нулю. Я об этом говорил, пару сообщений назад, хоть и не этот ход мысли, так сказать, в голове держал.

Это знаете какая ситуация? Это действительно когда проволочка движется равномерно и прямолинейно и на неё не действуют никакие силы. Сила Лоренца, действующая на каждый отдельный электрон компенсируется силой, которая из-за разности потенциалов. При этом полезной работы не производится. В реале это соответствовало бы "компенсационному" режиму, когда мотор-колесо не тормозило бы и не подгоняло движение. КПД в этой точке действительно строго равно 1.

[nikvic]

Разность   U-Е определяет ток, вот и припомните Ома.

Ещё раз попробуем, с начала. У нас есть две независимых переменных. U напряжение шины и V скорость движения проволочки.

На велике стоит батарея с конкретным U.

[metelev_sv]

На велике стоит батарея с конкретным U.

Да. Для этого конкретного U существует такая скорость велика, когда для её поддержания не требуется вложений энергии. Если её удаётся поддерживать (например, с горки ехать), ток не будет течь. Это та ситуация с КПД=1, про которую Вы говорили.

[mevial]

Да. Для этого конкретного U существует такая скорость велика, когда для её поддержания не требуется вложений энергии. Если её удаётся поддерживать (например, с горки ехать), ток не будет течь. Это та ситуация с КПД=1, про которую Вы говорили.

А в некоторых случаях начинается даже обратный ток в батарею. Но причём тут кпд? Или в этих случаях принято говорить о кпд >1?

[nikvic]

А в некоторых случаях начинается даже обратный ток в батарею. Но причём тут кпд? Или в этих случаях принято говорить о кпд >1?

Мощности поменяли знак - меняй местами числитель и знаменатель

[TRO]

Вы с вашими формулами тут уже договаривайтесь как нибудь, что обсуждаете мотор не имеющий потерь на трение, перемагничивание, с обмотками из сверхпроводника и всё это в вакуме. А то практики набегут со своими понятиями.

Кстати если расматривать такой мотор (сверический конь в вакуме), то хоть стоит он и создаёт момент, что хоть крутится и момента не создаёт, ситуации для КПД одинаковые >  делить на ноль нельзя, ибо в обеих ситуациях мощностя входные и выходные равны нулю. Ну а реальные моторы в обоих случаях жрут, мех мощности не выдают, и КПД = 0. А нас как раз интересут графики которые между этими двумя крайностями.

[nikvic]

Вы с вашими формулами тут уже договаривайтесь как нибудь, что обсуждаете мотор не имеющий потерь на трение, перемагничивание, с обмотками из сверхпроводника и всё это в вакуме. А то практики набегут со своими понятиями.

Эти формулы, помнится, помогли практикам избавиться от завиральных идей.
Например, про замену КПП переключением обмоток

[mevial]

Мощности поменяли знак - меняй местами числитель и знаменатель

Я как бы пытаюсь намекнуть, что нефиг выдавать работу выполняемую уклоном за работу выполняемую мотором.

[metelev_sv]

А в некоторых случаях начинается даже обратный ток в батарею. Но причём тут кпд? Или в этих случаях принято говорить о кпд >1?

Как принято я не знаю. И формулы написаны не совсем правильные. Ток может течь в разные стороны, но поправка от этого не должна менять знак, она должна всегда уменьшать КПД. Там где-то надо модуль пририсовать аккуратно.

Вы с вашими формулами тут уже договаривайтесь как нибудь, что обсуждаете мотор не имеющий потерь на трение, перемагничивание, с обмотками из сверхпроводника и всё это в вакуме. А то практики набегут со своими понятиями.

Да нет, он вполне практический. Ток не течёт, работы не совершается, это и без всяких сверхпроводников получается само собой 

Кстати если расматривать такой мотор (сверический конь в вакуме), то хоть стоит он и создаёт момент, что хоть крутится и момента не создаёт, ситуации для КПД одинаковые >  делить на ноль нельзя, ибо в обеих ситуациях мощностя входные и выходные равны нулю. Ну а реальные моторы в обоих случаях жрут, мех мощности не выдают, и КПД = 0. А нас как раз интересут графики которые между этими двумя крайностями.

Реальные моторы не раскручиваются до такого состояния, когда они совсем не жрут, чтобы они совсем не жрали их надо ещё раскручивать быстрее той скорости, которой они сами по себе достигают Интересно было бы замерить реальную XX скорость, определённую по нулевому току. Насколько она отличается от измеренной по методу вывешенного колеса.

Эти формулы, помнится, помогли практикам избавиться от завиральных идей.
Например, про замену КПП переключением обмоток

Конкретно эти не могли. Использовать другую намотку вместо другого передаточного отношения мешает только ограниченние момента, связанное с сердечником. Если бы можно было получить любой момент, механические редукторы не были бы нужны. Но сердечника в этих формулах нет.

Интересно, я думал что сердечник центральную роль играет, а вот получается что только форму графиков меняет, а главные особенности без него объясняются. Ничего-то я, получается, не понимал в электромоторах  И сейчас наверное что-то важное тоже не понимаю 

Ещё интересно, что скорость можно сделать сколь угодно большую, увеличивая напряжение. Но для реального устройства это мало что значит, поскольку момент не получается сделать сколь угодно большой. Для увеличения момента нужно увеличивать ток. Причём реальный ток, который действительно там течёт и провода нагревает.

Вот что мне непонятно в связи с этими изысканиями. Возьмём длину проволочки в два раза больше. Тем самым при том же токе мы увеличим "момент" (силу действующую на проволочку) в два раза. И одновременно, поскольку в формуле для противоЭДС длина умножается на скорость, при той же противоЭДС уменьшим скорость в два раза. Механическая работа та же самая. НО. Потери должны быть меньше, поскольку сопротивление больше в 2 раза, ток меньше в 2 раза, потери=I²*R меньше в два раза.

Теперь берём реальные данные по кристаллайтам, которые я выписывал здесь и видим, что у тягового наоборот, вопреки теории, потери больше. Что бы это значило?