avatar_peat

Испытания циклона на стенде. Обобщение мыслей.

Автор peat, 06 Дек. 2014 в 20:51

« назад - далее »

0 Пользователи и 2 гостей просматривают эту тему.

peat

Решил завести новую ветку , так как инфа которую я выкладываю в холиварной ветке сольется с холиваром и исчезнет, а труд проделан..

Для вновь прибывших информция об испытательном стенде:
КОнструкция и общий принцип работы:
Спойлер

Зачем это нужно ?
Спойлер
На своем электробайке я использую  циклон мотор , производитель которого позиционирует его как 1200вт 48 вольт. Год назад мне доказали что на большее этот мотор не способен и в ветке про холивар похоронили идею мощного электробайка с этим мотором. "Фуфло а не мотр" - это имя дало ему наше электробайкерское сообщество. Ну да так ему и быть. Однако , после того как я собрал свой первый байк на этом моторе , когда стоял еще маломощный Kelly KBS101L контроллер , было замечено что при напряжении 48 вольт мотор может развивать недюженную мощность явно превышающую 1200вт.  С этого момента и начались исследования этого моторчика. Так как кроме заездов в горки , угломера да ваттметра у меня никаких инструментов более небыло , а задача стояла разобраться почему этот мотор вопреки всеобщему мнению и расчетам всетаки едет , я решил установить Mini-E контроллер вместо китайского в надежде получить хоть каикето данные и поиграться настройками углов опережения в надежде выжать из моторчика еще больше чем было. На удачу выжать еще больше чуть чутьполучилось , но разобраться почему так происходит и где предел мощности у этого мотора - так и не вышло. Заезды в горки , ровно как и заезды по прямой на максималку не показывают ровным счетом ничего. В результате я пришел к мысли сделать стенд чтобы сидя на месте , дома в тепле с приборами покрутить повертеть этот мотор в запредельных режимах, нащупать его так сказать максимальное КПД , покрутить углы опережени и понять , нужно ли их крутить во время езды..  и сделать кой какие выводы.
Задачи влить очередную порцию говнеца для поддержки температуры в холиварной ветке не стоит. Все и так уже давно понятно судя по совместным покатухам моего байка со всеми.

Сегодня решил найти оптимальное положение угла опережения кольца на роторе и снял несколько "кривых"
За отправную точку был взят угол , при котором обороты ХХ совтетствовали Kv150 , заявленный производителем. 150 , ну так 150.
Считаем - напряжение 58.5 вольт , значит ХХ  на 100%  заполнении ШИМ должы быть - 58.5*150=8750.
Выставляем положение кольца и добиваемся этих оборотов на полном газу.
Тут я сделаю ремарку. В теории существует оптимальное положение угла опережения , при котором будет "полный кайф".  Циклон мотор высокооборотистый и малейшее отклонение угла хотя бы на долю градуса от волшебной точки - резко ухудшает все параметры мотора вплоть до "полной лажи" если повернуть колечко хотя бы на 1.5 градуса от этой точки.

Итак , оптимальный угол опережения  как-бы найден , теперь замеры:



Здесь видно , что максимальный КПД приходится на 2.5 квт механической мощности и это уже с учетом потерь в редукторе и цепи.  Но и на 3 квт механической все не так плохо - если усреднить значения между двумя соседними ячейками , то КПД на 3 квт механической будет в районе 77%.. Дальше падение КПД. Моторчик  мелкий , больше от него требовать нет смысла.

Дальше я поворачиваю кольцо буквально на пол градуса- это  еле заметное глазу отклонение .. Картина резко ухудшается - максимальные обороты ХХ падают. КПД на 3квт мех. тоже падает.


...еще поворот на пол градуса . Картина еще хуже.


Так как индикатор температуры начал показывать 80+ градусов после нескольких секунд на вливаемых 3 квт , я заподозрил что после очередного поворота кольца на пол градуса , ситуация  с КПД стала совсем хреновая. Очередной замер подтвердил мои опасения.



Здесь видно , что от 77% КПД на 3 квт механической не осталось и следа. После поворота кольца всего примерно на полтора градуса от оптимальной точки , имеем ухудшение параметров мотора почти в 2 раза. КПД на 1.7  квт механической мощности здесь всего лишь  40% , а мотор больше мощности и не выдает.

Этот опыт со стендом наглядно показал то , как тщательно нужно подбирать угол опережения для высокооборотистых моторчиков. Однажды , пересобрав мотор , я заметил резкое ухудшение его работы. Пропала тяга и мотор стал греться как утюг. При сборке мотора я тронул заводское кольцо. Я его снял и просто поставил на место точно так же как и стояло. Но дело в том что в заводской версии кольца  имеется штырек , а в роторе паз куда вставляется штырек кольца , но пащ широкий и кольцо можно поставить .... с отклонением угла почти в градус . А как уже стало понятно , поворот кольца хотя бы на 1 градус в любую сторону резко ухудшает параметры мотора что требует его тщательной установки... на стенде. В живую , поставив кольцо абы как , можно попасть в оптимальный угол , а можно и не попасть. Это означает что нужно снимать двигло , разбирать , двигать кольцо , опять собирать и так до бесконечности ..

Теперь размышления про угол опережения в макс контроллере.  Синусное управление в MINI-E не совсем корректно работает с моим мотором. В мотор вливается большая мощность , выше чем на трапеции , но при этом мотор работает явно не в КПД так как он разогревается до 90 градусов за считанные минуты. Если переключить управление на трапецию , то мотор холодный при той же мощности , но максимальная мощность при этом на треть меньше чем на синусе.
К тому же , регулировка угла опережения (как я понял Angle Corr) не дает должного эффекта как простой поворот магнитного кольца. При приближении к оптмальной точке угла , обороты растут, чего небыло заметно при больших изменениях Angle Corr на минике. Просто ничего не происходит даже если крутить его в большом диапазоне.  Единственный параметр влияющий на обороты ХХ и следовательно угол опережения это INd Time . Но я как понял это не есть угол опережения , а динамическое опережение в зависимости от вливаемого тока. Возможно эта фишка прекрасно работает на МК , но на оборотистом циклоне видимо нет нужды делать опережение на больших токах.

Немного размышлений о предстоящей работе над новым байком..

Я тут поразмыслил на счет трансмисии. Обороты повысились , значит надо переделывать звезды.
Накропал быстренько прогу чтоб можно было оперативно поиграться звездочками тарнсмисии и подогнать ее под новые обороты.

Значит исходя из замеров , я понял что больше 3 квт механической мощности мне не надо да и планетарка вряд ли выдержит , поскольку на старом конфиге , хоть и с настроенным миником я имел меньше механической мощности. Вливая 4.5 квт , КПД ейчас  гдето примерно 66%.. Тоесть те же 3 квт механической , что меня вполне устраивает. Но на новом конфиге я планирую тоже самое , только в пике чуть больше , а 3 квт механической хочу уже в хорошем КПД чтобы справлялась продувка и было это длительно.
В проге я смоделировал 2 планетарки Alfine8 и Alfine11  и понял что диапазона Alfine8 мне не хватает.. А вот альфина 11 дает надежды чтобы иметь мощнейший крутящий момент на первой и скорость на последней передачах.



Тут видно что на альфине 8 при вжаривании 3 квт механической и обороты двигла 5700 - на первой передаче я поеду 23 кмч , а на последней  - 73 кмч.
Все бы ничего , но на первой передаче мне нужна трактороность , тоесть большой крутящий момент.
На альфине 11 все хуже - на первой передаче те же 23 кмч , а на последней аж 96. Но на 3 квт механической с такой скоростью я не поеду. Максимум будет 70 кмч. По этому , в проге меняю звездочку на планетарке на 32т и вжариваю  ту же мощность (ставлю обороты 5700)  я уже еду 70 кмч , что соответствует расчетам.



Однако и на первой передаче я поеду медленее , аж 17 кмч , но зато во время заезда в горку будет больше крутящего момента.
А вот на АЛьфине 8 с установленной  звездой 32т , максималка будет всего 52 кмч что не есь гуд , так как из за ограничения трансмисии мы не раскрываем полный потенциал движка на максималке.





telnet

Альфина 11  гораздо менее вынослива нежели Альфина 8 ...   У нее при педалировании ножками шестеренки крошатся.
Есть мнение, что Rohloff  выдерживает больший момент чем Альфина 8....   но цена  :neg:

peat

Да .. я пока изучаю про альфину 11.. РОхлоф в топку за такие бабки. С учетом цены евро - это уже больше 50 штук рублей... я не готов чтобы попробовать :-)
Есть идея сделать переходник на звезду альфины 8 и насадить на него 2 звезды. Одну 20т , вторую 32т и при надобности боьшого крутящего момента переключать их обычным задним переклюком. Сецчас доизучаю тему с альфиной 11.. вероятно что и в правду дохлый номер.
Вобще , мои мысли по трансмиссии. Так как речь идет уже о мотоциклоетных мощностях , то и цена на трансмиссию должна быть как на питбайке. Тоесть дешево и сердито. Велокомпоненты тут уже не прокатывают. Все звезды для нового проекта уже для БМХ сингл цепи самой широкой..А сами звезды ХЗ от куда , но не из мира вело.

telnet

При такой мощи может имеет смысл убрать планетарку из колеса  и уже, хотя бы теоретически,  рассматривать ручную КПП от мопеда? Как минимум первичный и вторичный вал ...   будет 3 передачи и нейтралка, диапазон вроде за 300% , зато приличный момент  легко переварит.... переключение  можно сделать электронным, теми же сервами например ... Так .. мысли вслух

aleks17121960

[user]peat[/user], а настроить угол по минимуму тока на ХХ неполучится?
Делай,что должен,и будь,что будет...

silayma2

А взять еще одну планетарку в качестве промежуточной, типа нехуса 3?

Steel RAT

[user]peat[/user], а что по поводу эффективности в связке с бессенсорным контроллером?
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

peat

Цитата: Steel RAT от 06 Дек. 2014 в 21:54
[user]peat[/user], а что по поводу эффективности в связке с бессенсорным контроллером?

Сейчас могу попробовать только с келли. Бессенсорного нет. Но если в бессенсорном не будет тупой настройки углов опережения (хотя от куда им ам быть)  как я это делаю кольцом то каюк....Вероятно будет некая настройка таймингов , но это далеко не "подвигать планку с холлами" . Циклон очень специфичный мотор и много вероятно что в бессенсорном режиме будет как в безруком - оно как-бы есть , а улучшить  ничего не выйдет.


Добавлено 06 Дек. 2014 в 22:01

Цитата: silayma2 от 06 Дек. 2014 в 21:36
А взять еще одну планетарку в качестве промежуточной, типа нехуса 3?
Я бы не хотел связваться с франкенштейном. Это дополнительные цепи , усложнение конструкции.
Есть готовая рама с дропами под планетарку , есть мотор , есть хомут и все это надо закрепить чуть ли не изолентой. Я предполагаю что дополнительная планетарка - это вваривание в раму ушей за которые она будет крепится. Не представляю как этосделать в алюминиевой раме не попртив краски и декали..

edw123

Цитата: peat от 06 Дек. 2014 в 21:58
Цитата: Steel RAT от 06 Дек. 2014 в 21:54
[user]peat[/user], а что по поводу эффективности в связке с бессенсорным контроллером?

Сейчас могу попробовать только с келли. Бессенсорного нет. Но если в бессенсорном не будет тупой настройки углов опережения (хотя от куда им ам быть)  как я это делаю кольцом то каюк....Вероятно будет некая настройка таймингов , но это далеко не "подвигать планку с холлами" . Циклон очень специфичный мотор и много вероятно что в бессенсорном режиме будет как в безруком - оно как-бы есть , а улучшить  ничего не выйдет.
В бессенсорном может и не нужно "опережение" в принципе, поскольку что чего должно опережать... Тут ток должен опережать сигнал от холла, а там...

peat

Цитата: aleks17121960 от 06 Дек. 2014 в 21:26
[user]peat[/user], а настроить угол по минимуму тока на ХХ неполучится?
Получиться , но КПД будет не выше 70% . наверное так на заводах настраивают.
\

peat

#10
Цитата: edw123 от 06 Дек. 2014 в 22:02
Цитата: peat от 06 Дек. 2014 в 21:58
Цитата: Steel RAT от 06 Дек. 2014 в 21:54
[user]peat[/user], а что по поводу эффективности в связке с бессенсорным контроллером?

Сейчас могу попробовать только с келли. Бессенсорного нет. Но если в бессенсорном не будет тупой настройки углов опережения (хотя от куда им ам быть)  как я это делаю кольцом то каюк....Вероятно будет некая настройка таймингов , но это далеко не "подвигать планку с холлами" . Циклон очень специфичный мотор и много вероятно что в бессенсорном режиме будет как в безруком - оно как-бы есть , а улучшить  ничего не выйдет.
В бессенсорном может и не нужно "опережение" в принципе, поскольку что чего должно опережать... Тут ток должен опережать сигнал от холла, а там...

Смотрите , есть общая рекомендация настройки положения холлов относительно вершин магнитных полюсов предложенная Kelly Controllers.



Обратите внимание , что датчик холла переходит из состояние в состояние не на вершине полюса , а чуть заранее. Тоесть с опережением. Сделано это не с проста. Мои мысли на счет опережения вообще. Если посмотреть даташит на любые холлы - у них есть температурный дрейф и оочень приличный. Тоесть если не охлаждать холлы в моем случае ,то угол очень сильно будет гулять впередназад. Не сам угол конечно ,а момент выставления лог1 на самом холле от прохождения полюса мимо его чувствительной зоны. К тому же . каждый контроллер имеет время реакции между приходом сигналла с холла и включеним полевиков. К тому же сюда добавляется задержка роста магнитного поля в катушках после включения полевика в завсисимости от тока, оборотов и насыщения железа мотора.
Уже куча параметров. Как безсенсорный контроллер определит , когда заранее нужно включать полевики ,а когда выключать , если положение ротора он определяет пост фактум , когда магнит уже прошел мимо отключенной катушки ? 
Сейчас  поворотом кольца я нахожу оптмальную точку , когда на нужной мне мощности все эти события включаются выключаются , нарастают , спадают оптимальны и контроллер понятия не имеет о том что нужно опережение. Контроллер ничего не вычисляет , соответвтенно в моем случае нет привязки к софту , программисту , определенной логике работы.
Что будет происходить в бессенсорном контроллере на запредельной мощности на границе насыщения железа мотора никто не знает кроме программера со стендом.
Я не думаю что разработчик безсенсорного контроллера не уделял никакого  внимания этому моменту. Да , обычные моторы будут работать прекрасно , в штатном режиме. А не обычные и в не штатном ? Я не знаю . Если есть у вас на тест такой контроллер , давате я сравню на стенде. Но покупать безсенсорный чтобы порробовать , убедиться что г-но и положить в ящик я такого себе не могу позволить.

Steel RAT

[user]peat[/user], сойдет любой, который работает без ДХ.
Просто принципиально выяснить - он настроен "пальцем в небо" или наоборот будет близко к оптимуму?

Может кто-то из москвичей одолжит вам на время с целью тестирования?
Массовая культура - синоним низкого качества.
Люди... они какие-то странные. По одному и тому же поводу каждый думает что-то своё.

acyd

#12
Думаю надо попробовать больше заднюю звезду и больше напряжение, чтобы диапазон по скоростям закрыть и момент нужный получить. На то и стенд  нужен :eureka:

А по поводу бессенсорных "любых" контроллеров, для Ваших целей они не подходят, их удел - бабушковозы и педалеки, на старте момент никакой лишь бы ехало. Педалями помог, дальше он помогает. Датчики рулят.

edw123

#13
Цитата: peat от 06 Дек. 2014 в 22:11... Поворотом кольца я нахожу оптмальную точку ...
... местоположения холла. И соответственно момента обработки сигнала с него. Сигнал там пороговый. Плюс все предполагаемые Вами (возможно и совсем не значимые, кстати) временные неопределённости сигнала от холла. В бессенсорном холов не - нет и всех их проблем (температурных и прочих), а сам сигнал, предположительно, уже учитывает и некоторые другие предполагаемые проблемы типа отставания, гистерезиса... Поэтому и не нужна никакая дополнительная заумная матобработка в контроллере. Это только идея, в которой есть и точно известное и есть невыясненое.
Несколько раз поднималась тема эта, например про отсутствие режима 120% у бессенсорного и ещё несколько раз про разные токи и нагрев в обоих вариантах, но ответа кроме предположений не образовалось ясного.

peat

Цитата: acyd от 06 Дек. 2014 в 22:17
Думаю надо попробовать больше заднюю звезду и больше напряжение, чтобы диапазон по скоростям закрыть и момент нужный получить. На то и стенд  нужен :eureka:

Напряжение повысилось.. Уже повышать нельзя. Там трудности возникают с зарядкой , дисишками. От повышения оборотов и уменьшшения тока я теряю крутящий момент на низах. Это нельзя забывать. ПОвысив напряжение я повышаю обороты , при этом увеличив звезду я остаюсь на месте по максималке на передачах планетарки и только выигрывю в КПД и пиковой мощности на верху. Тут нужен еще больший диапазон скоростей , тогда будет все по задумке.


Хотя я прикинул , что с текущей трансмиссией , на 3 квт мех мощности при оборотах 5700 (проверено на стенде) я поеду в горку 30 градусов на скорости аж 20 кмч при весе байка 120 кг. Но это предел , так как я не буду иметь запас крутящего момента и если на подъеме нужно будет перехать корягу , я не смогу это сделать . Вот если увеличить заднюю звезду в 2 раза , то скорость подъема уже будет 10 кмч , но так как мотору будет довольно легко преодолевать подъем , я могу еще добавить оборотов , получить 3.5 квт механическоймощности и  спокойно перехать корягу ..скорее даже без повышения оборотов , поскольку крутящий момент со звездой 36т будет почти в 2 раза выше чем со звездой 22т. На подъемах главное крутящий момент , а не скорость. При огромном крутящем моменте все коряги проезжаются на одном дыхании как на танке.

peat

Цитироватьа сам сигнал, предположительно, уже учитывает и некоторые другие предполагаемые проблемы типа отставания, гистерезиса...

Ну вот это меня и напрягает что "предположительно" и учитывает отставание и гистерезис. В макс контроллерах Jeka не решил проблему безсенсорного режима , а может и не решал вовсе , но было бы очень заманчиво отказаться от холлов вообще и подключив только 3 фазных провода заполучить идельано работающий контроллер. Но увы , не все так просто , думаю там сложнейшая математика по вычислению того самого момента когда надо включать фазы по искаженному сигналу с обесточенной катушки. Не забывайте что мой мотор назодится на гране перенасыщения железа и работает в нештатном режиме , и какой степени будет искажен сигнал и как его  будет определять безсенсорный контроллер ( по каким параметрам , если он искажен до нельзя)  ,  правильно , не правильно , никто не знает. Особо положение ухудшается , если контроллер шибко "умный" и умеет все делать сам.. тогда повлиять на его алгоритмы будет невозможно , а это значит что жуй что есть. Исходя из "жуй что есть" скажу что жевал что есть 2 года подряд - штатную установку кольца на заводе где делали мой мотор и шаманские алгоритмы контроллера без возможности повлиять на настройки..
Но дело так продолжаться долго не могло , в результате чего на стенде мотор показал еще лучший результат  путем отказа от умных контроллеров да отклеив кольцо и повернув его рукой.  А что я буду крутить в безсенсорном ? ПОзволят мне это ?   Я думаю нет. А надо.

alayf78

Про циклон понятно. а есть ли учет сильно неравномерного кпд кваншуня на разных оборотах во время генерации при торможении? там ведь совсем нелинейная характеристика :-(
так же например его вращение более 500 об\мин уже вызывает разогрев китайского железа при перемагничивании даже на хх :~-(
Скорость,Дальность,Дизайн,Цена. Выбери только три

peat

#17
Цитата: alayf78 от 06 Дек. 2014 в 22:39
Про циклон понятно. а есть ли учет сильно неравномерного кпд кваншуня на разных оборотах во время генерации при торможении? там ведь совсем нелинейная характеристика :-(

Учета нет , есть потенциометр , которым я задаю скважность ШИМ когда загружаю стенд. Потенциометр линейный с буржуйской "B" . Кривая загрузки похожа на экспоненту. Скважность ШИМ линейно зависит отугла поворота потенциометра.  Середина потенциометра - 50/50 ШИМ.
Так вот , на больших оборотах кваньшуня в районе 500 об мин , 2/3 хода потенциометра загружает стенд всего на 1.5 квт механической. Затем кривая загрузки резко изменяется и на 1/3 стенд загружается до 4 квт механической . Кривую я бы описал  или экспонента или по логарифическому закону. НО НЕ ЛИНЕЙНО !!!!!
Причем крутизна кривой разная и зависит от оборотов кваньшуня.


Цитироватьтак же например его вращение более 500 об\мин уже вызывает разогрев китайского железа при перемагничивании даже на хх

Миф разрушен несколько дней наза. При вращении кваньшуня 800 об мин , ничего не греется .. он отжирает всего  100вт механической мощности чего явно недостаточно чтобы разогреть его железо. На 500 об мин он отжирает еще меньше.

00148


Продолжу на счет безсенсорного контроллера.

ОТкрыл сайт келли. Есть у них безсенсорные. Беру 100а продолжитльено - вопервых кирпич.. Во вторых цена - 500$
http://kellycontroller.com/ksl7220024v-72v200asensorless-bldc-controller-p-669.html

ВО вторых •Up to 17000 electric RPM. (Electric RPM=mechanical RPM * motor poles)

Какие 17 тыщ ерпм ?   У циклона на 58 вольтах  150*58*6=52 тыщи ERPM..   ЧТо то тут не то.. не знаю это у келли так..может есть другие безсенсорные способные работать на таких ERPM.  Сейчас на моем KBS-X я заказал HiSpeed опцию и отдал за нее +50$.. Если бы не эта опция - уперлось бы в нехватку мощностей контроллера и обороты ограничились бы 40 тыщ ERPM , а это означает что мотор не выйдет на КПД-шный режим при 58 вольтах. Этот косяк подробно обсосали еще год назад на сферах.
Безсенсорному же надо обработать сигнал с обесточенной катушки , причем в реальном времени.. с ювелирной точностью разобраться где сигнал , а где срань.. там должен стоять быстродействующий DSP .. а это очень не дешевое удовосльствие.