Новый тип двигателя для электровелосипеда

av-master · 20 Нояб. 2011 в 17:46

Еще хочется проверить одну безумную идею )) изготовить статор и ротор из магнито диэлектрика. 100% будет хуже, но просто прикольно )) взять тонера для лазерника расплавить залить в форму . минуса очевидны ( низкая рабочая температура и механическая прочность , низкая "магнитопроводность" и тд. но сам принцип просто интересен в теории )

av-master · 20 Нояб. 2011 в 17:49

Цитата: zap от 20 Нояб. 2011 в 17:43
Очень интересно, спасибо.

Не очень понятно, каким образом вращается, например, вот такой вариант двигателя:

Предположим, мы подаём ток в обмотку, ротор притягивается к ближайшим зубцам. Достигнув равновесного положения он остановится, так? Что заставляет его двигаться дальше? Даже если мы поменяем направление тока, он всё равно не станет отталкиваться от зубцов, они ведь не намагничены.

P.S. Кстати, как мне кажется, если расположить датчики Холла в интервалах между зубцами ротора, вполне можно считывать положение относительно статора (при подаче энергии в катушку).

такой вращается частично за счет инерции. и почти не используется. мне не встречалось.
только на видео http://www.youtube.com/watch?v=Zeg3P2V2XmM вроде он.

по датчикам:
Оптика ничем не хуже Холла.

Кстати при моделировании даже BLDC в моторсольве . видно что отталкивание создает гораздо меньший момент чем притягивание.

zap · 20 Нояб. 2011 в 18:46

Во, нашёл годную симуляцию подобного двигателя:

http://www.youtube.com/watch?v=LXJUYumwh-k&feature=related

А оптика будет снаружи на валу, или внутри корпуса? Просто датчики Холла подкупают простотой установки и безгемморностью эксплуатации (всякая там пыль и прочие оптически-непрозрачные побочные продукты эксплуатации).

А вот минус таких двигателей в том, что надо в два раза больше ключей в контроллере. И сопротивление ключей, соответственно, будет вдвое выше.

nikvic · 20 Нояб. 2011 в 19:05

Цитата: zap от 20 Нояб. 2011 в 18:46
А вот минус таких двигателей в том, что надо в два раза больше ключей в контроллере. И сопротивление ключей, соответственно, будет вдвое выше.

По сравнению с "нашими" такие двигатели весят раза в два больше при той же мощности. Тут и половинное использование периода, и "недомагниченность" железа внешним э-магнитом.

av-master · 20 Нояб. 2011 в 19:38

nikvic давайте оперировать цифрами. возьмите известный Вам тип BLDC. и просчитайте +/- пол лаптя RSM с темже кол-вом полюсов и обьемом железа. (полюса даже пофик, просто удельный момент на еденицу обьема. кстати у SRM температурку можно гораздо повыше поднять ( магнитов то нет )
с учетом меньшего кол-ва меди и т.д... Прощитайте сами чтоб я предвзято не просчитался ))
6 транзисторов что в BLDC что в SRM (так что это никак не минус) (ну + 6 диодов но это не критично.)

zap · 20 Нояб. 2011 в 20:06

Да, цифры были бы очень интересны. Какой момент может выдать SRM размером со стандартное китайское директ-драйв М-К (наружний диаметр 25см, ширина магнитов/статора 24мм)? Мощность, понятно что бесконечную - до разрушения ротора от десятков тыщ оборотов

А температуру полюбасу сильно не поднимешь - обычный эмалированный провод держит 150 градусов, ну взять получше на 180, ну на 240 (дорогой), тут на М-К с такими температурами некоторые и ездют...

nikvic · 20 Нояб. 2011 в 21:03

Цитата: av-master от 20 Нояб. 2011 в 19:38
nikvic давайте оперировать цифрами. возьмите известный Вам тип BLDC. и просчитайте +/- пол лаптя RSM с темже кол-вом полюсов и обьемом железа.

Что такое RSM?
"Нормальный" показатель сравнения - мощность/масса/обороты при сравнимых КПД.

av-master · 20 Нояб. 2011 в 22:13

Цитата: nikvic от 20 Нояб. 2011 в 21:03
Что такое RSM?

очепятка SR Motor он же Вентильно реактивный двигатель.
вот например под приус http://www.3dnews.ru/news/ventilnie_reaktivnie_elektrodvigateli_umensheni_i_prigodni_dlya_gibridov/
http://www.youtube.com/watch?v=G2qS2TxU9KY

zap · 21 Нояб. 2011 в 02:48

<<Сообщается, что улучшить характеристики альтернативного электродвигателя удалось за счет того, что Чиба вывел зависимость момента вращения от количества обмоток ротора и статора, и довел его, соответственно, до 12 и 18. Кроме того, увеличению момента вращения способствовало смещение обмоток статора в конструкции.>>

Какие, простите, к чёрту обмотки ротора?

Кстати, если обмотки SRM включать не просто поочерёдно, а с перекрытием (по типу BLDC), то габаритный момент двигателя удастся поднять ещё немного. Прикольно.

Жаль только, SRM категорически не годится для рекуперации. А ведь это такой большой плюс электромобилей, особенно для городского цикла.

av-master · 21 Нояб. 2011 в 04:06

ЦитироватьЖаль только, SRM категорически не годится для рекуперации. А ведь это такой большой плюс электромобилей, особенно для городского цикла.

как это негодятся ??????? рекуперируют как и любые другие двигателя...
а перекрытие на низких оборотах и на старте я использую. ври неком пороговом значении можно просто "в стык" переключаться.

nikvic · 21 Нояб. 2011 в 10:19

Цитата: av-master от 21 Нояб. 2011 в 04:06

ЦитироватьЖаль только, SR категорически не годится для рекуперации. А ведь это такой большой плюс электромобилей, особенно для городского цикла.
как это негодятся ??????? рекуперируют как и любые другие двигателя...

И, стал быть, есть у них и противоЭДС - как и у любых двигателей.

gon-ur · 21 Нояб. 2011 в 10:58

Цитата: nikvic от 21 Нояб. 2011 в 10:19
Цитата: av-master от 21 Нояб. 2011 в 04:06

ЦитироватьЖаль только, SR категорически не годится для рекуперации. А ведь это такой большой плюс электромобилей, особенно для городского цикла.
как это негодятся ??????? рекуперируют как и любые другие двигателя...
И, стал быть, есть у них и противоЭДС - как и у любых двигателей.

Эл. двигатель в развернутом виде - это индуктивность + резисторы (идеальная схема)
Существуют ли индуктивности без противоЭДС?

zap · 21 Нояб. 2011 в 12:10

Цитата: av-master от 21 Нояб. 2011 в 04:06

ЦитироватьЖаль только, SRM категорически не годится для рекуперации. А ведь это такой большой плюс электромобилей, особенно для городского цикла.
как это негодятся ??????? рекуперируют как и любые другие двигателя...

Ну-ка, с этого места поподробнее? Каким таким образом оно рекуперирует, без магнитов-то? Предположим, мотор стоит на месте, начинаем его прокручивать рукой. Откуда в нëм ЭДС возьмëтся?

Плюс к тому, Вы сами говорите, что максимальные обороты ничем не ограничены (кроме прочности материалов). Значит противо-ЭДС отсутствует.

Цитата: av-master от 21 Нояб. 2011 в 04:06
а перекрытие на низких оборотах и на старте я использую. ври неком пороговом значении можно просто "в стык" переключаться.

Ну, если в рабочем режиме работает всегда только одна фаза из трëх, это значит, что 2/3 веса статора всегда простаивает. У BLDC двигателя, например, всегда работают 2 фазы из 3х, т.е. бесполезный вес - всего 1/3. Значит, в пределе удельный момент у BLDC вдвое выше.

nikvic · 21 Нояб. 2011 в 13:17

Цитата: zap от 21 Нояб. 2011 в 12:10
Ну-ка, с этого места поподробнее? Каким таким образом оно рекуперирует, без магнитов-то? Предположим, мотор стоит на месте, начинаем его прокручивать рукой. Откуда в нëм ЭДС возьмëтся?

Ну, обычные трёхфазные, с беличьим колесом, тоже не имеют магнитов - однако успешно рекуперируют.

Весьма точной моделью SR моторов является электромагнит, замыкаемый пождвижным ярмом. Запитав обмотку при притянутом ярме, оттащим его, совершая работу. При надлежащем управлении напряжением она и пойдёт на зарядку.
Ну а расчёт таких штучек - через зависимость индуктивности от положения ярма.

ZxV · 21 Нояб. 2011 в 13:24

1 если обесточенный srm крутануть рукой то эдс в обмотках может навестись только от остаточной намагниченности магнитопровода статора
намагниченность минимальна
эдс соответственно тоже
2 но srm в генераторном режиме работают
как я понял метода примерно следующая
когда зуб на против зуба дается короткий импульс тока в обмотку
создается магнитный поток
после чего обмотка переключается на нагрузку
возникает эдс самоиндукции и соответствующий ток
этот ток протекает в момент удаления зубцов друг от друга
и соответственно этот ток тормозит электрическую машину
тоесть это генераторный режим
3 по моим расчетам srm по удельным массо габаритным показателям в два раза хуже чем движки с постоянными магнитами
но во многих применениях решающим будет является стоимость двигателя тойже мощности при массовом производстве
а вот расчет стоимость в массовом производстве эт та еще задачка

ZxV · 21 Нояб. 2011 в 16:52

Цитата: zap от 21 Нояб. 2011 в 02:48
<<Сообщается, что улучшить характеристики альтернативного электродвигателя удалось за счет того, что Чиба вывел зависимость момента вращения от количества обмоток ротора и статора, и довел его, соответственно, до 12 и 18. Кроме того, увеличению момента вращения способствовало смещение обмоток статора в конструкции.>>

Какие, простите, к чёрту обмотки ротора?

вот статья по этому мотору
http://b-dig.iie.org.mx/BibDig/P10-0803/PDFs/Papers/387_0173.pdf

zap · 21 Нояб. 2011 в 16:54

С режимом рекуперации понял, чтобы получить энергию назад надо сначала её потратить на намагничивание

То есть эффективность рекуперации у SRM несколько ниже.

Цитата: ZxV3 по моим расчетам srm по удельным массо габаритным показателям в два раза хуже чем движки с постоянными магнитами

Это если трёхфазный двигатель коммутировать по одной обмотке за раз. А вообще, можно подумать насчёт алгоритмов коммутации получше, постараться задействовать как можно больше фаз одновременно. Это, как мне кажется, зависит от геометрии статора и ротора.

nikvic · 21 Нояб. 2011 в 17:00

Цитата: zap от 21 Нояб. 2011 в 16:54
С режимом рекуперации понял, чтобы получить энергию назад надо сначала её потратить на намагничивание
То есть эффективность рекуперации у SRM несколько ниже.

Цитата: ZxV3 по моим расчетам srm по удельным массо габаритным показателям в два раза хуже чем движки с постоянными магнитами
Это если трёхфазный двигатель коммутировать по одной обмотке за раз. А вообще, можно подумать насчёт алгоритмов коммутации получше, постараться задействовать как можно больше фаз одновременно. Это, как мне кажется, зависит от геометрии статора и ротора.

Не меняет двух фактов. "Неработа" отталкивания и слабость намагничивания внешним э-магнитом.