Бесщеточный двигатель - плотность тока

Автор Olehs, 02 Апр. 2018 в 20:50

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Olehs

Подскажите, какую максимальную плотность тока можно держать в проводнике обмотки бесщеточного двигателя долговременно\краткосрочно(20сек)

tmiaer

[user]Olehs[/user], ставьте термодатчик и сами всё поймёте. Всё зависит от конструкции конкретного мотора и возможностей его охлаждения.

Olehs

Что бы поставить термодатчик сначала нужно что нибудь намотать. Ведь должна быть закономерность. Например у трансформатора 4-5 А\мм2, а  тут как?
Судя по авиамодельным движкам весом 200 гр и мощностью по несклько киловатт, ампер 50 получается на 1мм2.
Фантастика какая то.

tmiaer

#3
[user]Olehs[/user], ампер 50 может быть, если присутствует достаточно интенсивное охлаждение. Количество меди в мотор влезет всё-равно одинаковое, как ни мотай. И разогрев при одном и том же развиваемом мотором моменте будет одинаковый вне зависимости от схемы намотки при прочих равных.
Так сложно сказать. У меня с охлаждением по двести ампер в три квадрата в пике вваливается, например. Без охлаждения ампер 50-60, наверно, предел.
Из куска моточного провода, помнится, нагрузку делал. Так в воде 100 ампер на квадрат через него протекало спокойно.

DIVAS

[user]Olehs[/user],  если очень интенсивно продувать обмотки мощной турбиной, то можно и 100А/мм2 вдуть без перегрева. А под жидким азотом так наверное и 1000А/мм2 нормально взлетит.
При этом в рядовом МК с полностью отсутствующим прямым охлаждением обмоток можно зажарить обмотки и 20А/мм2.
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

Olehs

Ну вообще мне нужен максимально большой момент. При этом обороты вообще не важны. Из того что я прочитал стало ясно что чем больше витков на катушках тем больше момент. Отсюда следует, что надо взять провод потоньше и намотать побольше.(капай глубже кидай дальше :-))
Вот я думаю взять например 0,5 мм и намотать через зуб (по методу LRK), так больше поместится.  В общей сложности мне нужно получить 1 киловатт (с запасом) кратковременно, для запуска мотора.
То есть в кажндой катушке (их 6 на фазу), придется ватт 150-200. То есть ампер 30-50 по проводу.   
Я правильно рассуждаю?
Тут уже была тема про запуск двигателя таки способом. Только он бросил писать после того как все заработало.

tmiaer

[user]Olehs[/user], нет.  Момент даёт произведение тока в обмотке на количество витков. Один и тот же момент можно получить намоткой разного числа витков разного сечения и нагрев при этом будет одинаковый (при условии 100% заполнения паза, разумеется). Все извращенские обмотки проигрывают в моменте или КПД. Больше меди не поместится, а железа в работе останется меньше.

DIVAS

#7
[user]Olehs[/user], Вы правильно начали про плотность тока. А дальше закралась ошибка в понимании.
Плотность тока считается не по одному витку, а по всему сечению меди в пазу.
Т.е. если Вы намотали 10 витков по 1мм2 и пустили в них ток 10А, то плотность тока получается 1А/мм2. И при 20 витках сечением 0.5мм2 прм 10А плотность тока будет та же.
Писал с телефона на ходу, привёл не совсем удачный пример и посчитал неправильно.
В этих примерах одинаковой будет не плотность, а сечение. А плотность тока как раз разная.
Пересчитываем правильно по действиям:
10А нужно умножить на 10 витков - получим 100А в пазу. Именно эта цифра (А/паз) характеризует крутящий момент.
Меди в пазу 10*1мм2=10мм2. Плотность будет 100А/10мм2 = 10А/мм2. И эта цифра будет отвечать за нагрев (тепловые потери, перегрев).
А если взять 20 витков при 10А - это уже 200А в пазу. А меди в пазу будет столько же, сколько и в предыдущем случае - 20*0.5=10мм2. Итого, плотность 200А/10мм2=20А/мм2.
Итого, мы имеем: при 200А/паз крутящий момент можно получить вдвое больше, чем при 100А/паз. Разумеется, это только при условии, что остальная электромагнитная система не будет узким местом. Т.е., казалось бы, во втором случае момент вдвое больше - значит ли, что это лучше..?

Теперь вспоминаем формулу мощности на резисторе: P=I2*R. Условно примем за R сопротивление отрезка медной обмотки сечением 1мм2 и длиной, к примеру, 10мм.
Таким образом, увеличивая ток в 1мм2 меди в два раза, мы получаем увеличение нагрева в 4 раза.
Спойлер
Кто-нибудь сейчас возразит, что ток те же 10А. Да пожалуйста - во втором случае сечение витка вдвое меньше и витков вдвое больше, получите увеличение сопротивления в 4 раза при том же токе. Арифметика с другой стороны, а итог тот же.
Что лучше - больше момент или меньше нагрев? Ответ прост - нужно найти баланс между желаемым моментом и приемлемым нагревом.


Количеством витков Вы лишь задаёте соотношение напряжение/ток, при котором получатся нужные характеристики. А потенциальные механические возможности двигателя вообще никак не зависят от намтоки. (Подразумевается, что при любой намотке в пазы запихивается одинаковое сечение меди)
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

Olehs

Тааак, блин тема засекреченная, никак не могу дойти до истины :fool:
То есть  что бы получить максимальный момент, нужно максимально заполнить пазы медью, и не важно в каком соотношении толщина\колличество. Правильно?
И пазы можно заполнять не равномерно? С верху больше влезет чем с низу

tmiaer

[user]Olehs[/user], Да. Максимально забить пазы. Пока лезет, впихивать. А количество витков выбирать исходя из напряжения и тока, которыми собираетесь питать мотор

Olehs

Теперь ясно, остался еще один не выясненный вопрос, создам новую тему

DIVAS

[user]Olehs[/user], Перечитайте моё предыдущее сообщение, я там немного ошибся в примере и сейчас исправил.

Добавлено 02 Апр. 2018 в 23:11

Цитата: Olehs от 02 Апр. 2018 в 22:51
Теперь ясно, остался еще один не выясненный вопрос, создам новую тему
Зачем ещё одну? Может, уже есть подходящая существующая..? ;)
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

Olehs

ЦитироватьМеди в пазу 10*1мм2=10мм2. Плотность будет 100А/10мм2 = 10А/мм2. И эта цифра будет отвечать за нагрев (тепловые потери, перегрев).
А если взять 20 витков при 10А - это уже 200А в пазу. А меди в пазу будет столько же, сколько и в предыдущем случае - 20*0.5=10мм2. Итого, плотность 200А/10мм2=20А/мм2.
Честно говоря не очень уловил мысль. Если я правильно понял то увеличив в 2 раза ток, будет и момент в 2 раза выше. Это логично, просто информации очень мало по этому вопросу, все перематывают на обум, без каких либо обоснований, а на некоторых сайтах вообще прямо утверждается - больше витков больше момент и меньше скорость, меньше витков толще провод - соответственно наоборот. Я тоже сомневался в этом, но раз уж прям утвеждают, поддался....

ЦитироватьМожет, уже есть подходящая существующая..?
Нету подходящей, сикретная информация, нихто не пишет

DIVAS

#13
Цитата: Olehs от 02 Апр. 2018 в 23:28Честно говоря не очень уловил мысль. Если я правильно понял то увеличив в 2 раза ток, будет и момент в 2 раза выше. Это логично,
Именно так. Если увеличить ток в 2 раза, то и момент будет больше в 2 раза (при прочих равных, в идеальном случае, если остальная электромагнитная система не станет узким местом).
Но не забывайте про нагрев - он при прочих равных условиях будет в 4 раза больше.

Цитата: Olehs от 02 Апр. 2018 в 23:28информации очень мало по этому вопросу, все перематывают на обум, без каких либо обоснований, а на некоторых сайтах вообще прямо утверждается - больше витков больше момент и меньше скорость, меньше витков толще провод - соответственно наоборот. Я тоже сомневался в этом, но раз уж прям утвеждают, поддался....
Эти утверждения тоже верны, но только с привязкой к конкретному частному случаю, а именно - напряжению батареи.
Когда нам нужно перемотать имеющийся мотор, чтобы он лучше ехал с имеющейся батареей - эти утверждения верны.

А когда мы проектируем электромагнитную систему мотора с нуля и вообще ещё не думали про напряжения - эти утверждения вообще не имеют никакого смысла, т.к. относятся только к частным случаям.


К примеру, мы имеем мощный шестивитковый 3кВт (этой мощности более чем достаточно и для 60-80км/ч) 96-Вольтовый мотор-колесо, который при батарее 48В едет максимум 30км/ч, потребляя при этом 300Вт, а дальше ему нехватает напряжения батареи для того чтобы набрать большую скорость.  Грубо говоря, мы имеем сильно рассогласованную систему батарея-мотор, которая не позволяет мотору работать на всю мощность, и в этом и есть проблема.
А нам нужно, чтобы он ехал с той же батареей 60км/ч. Тогда мы берём и перематываем его на три витка, увеличив сечение вдвое. Попутно добавляем в настройках контроллера фазный ток в два раза и получаем 60км/ч на той же батарее. При этом крутящий момент останется тот же (т.к. А/паз осталось тем же), нагрев тот же (т.к. А/мм2 тоже не изменилось), а максимальная скорость вырастет вдвое.
Такая перемотка, условно, просто помогает подогнать нужные характеристики мотора к нужному рабочему напряжению батареи. Но никаких чудес не бывает - перемотка не расширяет потенциал железа, а лишь позволяет полнее его использовать при заданных условиях, если ранее полное использование было невозможным. Мотор после перемотки не станет из трёхкиловаттного десятикиловаттным, не получит момента свыше номинального и не разгонится выше номинальной скорости. Просто он сможет достичь при 48В того, что ему было предписано по паспорту при 96В, жря при этом вдвое больший (чем по паспорту при 96В) ток.

А если Вы проектируете электромагнитную систему нового мотора, то Вы работаете только с величиной А/паз, при этом никакие сечения проволоки и токи на этом этапе вообще не нужны. Они будут позже, когда в условии задачи появятся напряжение и скорость и Вы будете рассчитывать намотку на это сочетание напряжения и скорости.
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

Olehs

Ну у меня все проще, железо типа такого https://electrotransport.ru/index.php?topic=49044.0#topmsg
все что мне надо получить от него максимальный момент, как это сделать я понял, теперь бы кто про "переворачивание вектора" разъяснил

DIVAS

Цитата: Olehs от 03 Апр. 2018 в 00:05теперь бы кто про "переворачивание вектора" разъяснил
Думаю, тут на форуме всего несколько человек свободно разбираются в векторном управлении...

А Вы собираетесь проектировать свой контроллер? Может это и не имеет смысла, их сейчас готовых на любой вкус...
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

DragonTM

Цитата: Olehs от 02 Апр. 2018 в 22:23что бы получить максимальный момент, нужно максимально заполнить пазы медью, и не важно в каком соотношении толщина\колличество.
У вас контроллер то есть? Под его возможности и мотайте в первую очередь! А то сейчас паз заполните, а потом будете искать контроллер на  тысячи ампер фазного
Мои байки - https://electrotransport.ru/index.php?topic=35001.0
Новый проект электромотоцикла - https://electrotransport.ru/index.php?topic=51461.0

edw123

Цитата: Olehs от 02 Апр. 2018 в 20:50
Подскажите, какую максимальную плотность тока можно держать в проводнике обмотки бесщеточного двигателя долговременно\краткосрочно(20сек)
А что за мотор-то? С постмагнитами?

Olehs

Цитата: DIVAS от 03 Апр. 2018 в 00:12
Думаю, тут на форуме всего несколько человек свободно разбираются в векторном управлении...

А Вы собираетесь проектировать свой контроллер? Может это и не имеет смысла, их сейчас готовых на любой вкус...
К сожалению не налюбой вкус, или кетайские недоконтроллеры, или стоит как чугунный мост, да и самому охота моск помассировать

Добавлено 03 Апр 2018 в 00:34

Цитата: DragonTM от 03 Апр. 2018 в 00:12
У вас контроллер то есть? Под его возможности и мотайте в первую очередь! А то сейчас паз заполните, а потом будете искать контроллер на  тысячи ампер фазного
Нету, буду делать под двигатель

Добавлено 03 Апр. 2018 в 00:35

Цитата: edw123 от 03 Апр. 2018 в 00:31
А что за мотор-то? С постмагнитами?
наподобее https://electrotransport.ru/index.php?topic=49044.0#topmsg

edw123

Цитата: Olehs от 03 Апр. 2018 в 00:34
]наподобее https://electrotransport.ru/index.php?topic=49044.0#topmsg
Какие конкретно магниты будут? Можно столько меди намотать, что магниты не переварят нормально такой магнитный поток.

Olehs

#20

Да там столько не влезет, 18 зубов 5х16 высота 15, магниты не видно, они прикрыты железом, если крутить статор 36 щелчков получается.

DIVAS

Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

vladk

когда я предложил оксане она презрительно ушла
промолвив что 肏 стыдно по этим страшным временам

DIVAS

[user]vladk[/user], Если Вы о фотографии выше, то это не он... У этого на картинке только 12n.
Впрочем, если количество магнитов не было очевидно сразу, то видимо тот тоже на ферритах.
Kugoo M4 Pro 18Ah (2020)

vladk

у всей мототехники они ферритовые, да и у инверторных бензогенераторов тоже
когда я предложил оксане она презрительно ушла
промолвив что 肏 стыдно по этим страшным временам

mech-yu

Вообще то, как я понял, токи в двигатель закачиваются переменной частоты. И надо это учитывать. С одной стороны, выше частота-выше плотность тока. С другой, скин-эффект требует набирать обмотку из нескольких жил, до 0.5мм диаметром. Где то были осциллограммы токов в обмотках с каких то забугорных сайтов.

tmiaer

Цитата: mech-yu от 05 Апр. 2018 в 11:53С одной стороны, выше частота-выше плотность тока.
не понял.

Основная частота там на электрических оборотах. Это не так много. 60к ерпм = всего 1кГц.

edw123

Цитата: mech-yu от 05 Апр. 2018 в 11:53
Вообще то, как я понял, токи в двигатель закачиваются переменной частоты. И надо это учитывать. С одной стороны, выше частота-выше плотность тока. С другой, скин-эффект требует набирать обмотку из нескольких жил, до 0.5мм диаметром. Где то были осциллограммы токов в обмотках с каких то забугорных сайтов.
Закачивается вполне себе постоянный ток, точнее импульсный. Он меняет знак при смене фазы ротора, но в течении одного импульса он постоянный.

tmiaer

[user]edw123[/user], смотря какое управление. При блочном - да. При синусе, очевидно, нет. Вполне себе такая синусоида с частотой, напрямую зависящей от оборотов.

Olehs

Цитата: DIVAS от 05 Апр. 2018 в 01:02
[user]vladk[/user], Если Вы о фотографии выше, то это не он... У этого на картинке только 12n.
Впрочем, если количество магнитов не было очевидно сразу, то видимо тот тоже на ферритах.
Да это ни тот, но также выглдит только катушек 18

edw123

Цитата: tmiaer от 05 Апр. 2018 в 14:02
[user]edw123[/user], смотря какое управление. При блочном - да. При синусе, очевидно, нет. Вполне себе такая синусоида с частотой, напрямую зависящей от оборотов.
Один "горб синусоиды" одной полярности за 1 импульс - какое же это переменное? Если это называть "переменным", то тогда на "постоянном" вообще никакой мотор не работает - в коллекторном дпм тоже направление тока меняется.

Цитата: Olehs от 03 Апр. 2018 в 01:16
..магниты не видно, они прикрыты железом...
+
Цитата: vladk от 04 Апр. 2018 в 12:36на феррите причем
, от таких магнитов большой момент не получить. Можно подавать постоянку на одну фазу и пробовать проворачивать измеряя момент. Поискать экстремум по току.

Olehs

а если ротор самодельный сделать из китайских неодимовых прямоугольных магнитов?

edw123

Цитата: Olehs от 05 Апр. 2018 в 23:30
а если ротор самодельный сделать из китайских неодимовых прямоугольных магнитов?
Ну так станет сильнее отталкивать :) Вот там уже можно и на ограничение по железу статора наткнуться, но момент будет наверняка побольше. Хотя это всё надо проверить, как - я предложил.

Olehs

а то что прямоугольные (то есть  не полукруглые) ничего? 

DragonTM

[user]Olehs[/user], в большинстве моторов магниты неодимовые в виде параллелепипеда.
Мои байки - https://electrotransport.ru/index.php?topic=35001.0
Новый проект электромотоцикла - https://electrotransport.ru/index.php?topic=51461.0

Olehs

А размер какой лучше брать и толщину? Относительно размера зуба. И количество, на 18 зубов, вот эта таблица правильная? http://www.bavaria-direct.co.za/info/

mech-yu

#36
С частотами и токами вот тут разбор есть, (http://drewspewsmuse.blogspot.ru/2016/06/how-i-hacked-self-balancing-scooter.html)  на обычном железе все усредняется, но шим то есть! 
Никто не вникал?
А про токи надо в теории преобразователей напряжения смотреть. Это все современные источники питания.

edw123

Цитата: mech-yu от 06 Апр. 2018 в 17:07
С частотами и токами вот тут разбор есть, (http://drewspewsmuse.blogspot.ru/2016/06/how-i-hacked-self-balancing-scooter.html)  на обычном железе все усредняется, но шим то есть! 
Никто не вникал?
А про токи надо в теории преобразователей напряжения смотреть. Это все современные источники питания.
ШИМ на то и шим, чтобы интегрироваться на нагрузке в постоянку.

mech-yu

Цитата: edw123 от 06 Апр. 2018 в 18:43ШИМ на то и шим, чтобы интегрироваться на нагрузке в постоянку.

Однако подбор сердечников  в преобразователях не простое дело.  В двигателях наверняка есть способы типа фильтров в цифровых усилителях низкой частоты. Схемы надо смотреть.

edw123

Цитата: mech-yu от 07 Апр. 2018 в 13:03
Однако подбор сердечников  в преобразователях не простое дело.  В двигателях наверняка есть способы типа фильтров в цифровых усилителях низкой частоты. Схемы надо смотреть.
Интегрируется на нагрузке, фильтры лишь увч гасят.

mech-yu

Цитата: edw123 от 07 Апр. 2018 в 19:09Интегрируется на нагрузке, фильтры лишь увч гасят.

Да, я это и имел в виду.