roboforum.ru

Так, надоело постоянное тро-ло-ло. Объявляем десятилетие изучения BLDC моторов. Взываю к духу учителя. Желающие присоединяются.



оглавление:
Теория
-Теория
-Аппноты, хаутушки, мануалы
-linvinus - подробно об управлении двигателем

Двигатели
-Двигатель бессенсорный высокооборотистый
-Двигатель сенсорный высокооборотистый
-Двигатель сенсорный низкооборотистый (в т.ч. и "удерживающий")
- перемотка BLDC под свои нужды
- самодельные BLDC

Контроллеры
-Самодельные контроллеры/драйверы
-Покупные контроллеры с перепрошивкой

Управление с ПК
-Управляющее ПО (контроль, измерения, настройка)

Механизмы на основе BLDC
- BLDC Сервоприводы

Dmitry__ писал(а):

Myp писал(а):вопрос, скока магнитиков клеить на ротор?

Есть книга, гуглить "BrushlessPermanentMagnetMotorDesignVersion2".
Еще есть онлайн калькуляторы, типа:
http://www.bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/
https://www.emetor.com/edit/windings/

Для меня самое понятное соотношение: 1, 2 или 4 магнита на одну группу полюсов (группа = 3 полюса). Т.е. те соотношения которые не дают пульсаций гармоник в калькуляторе при нажатии кнопки "advanced".
Например: 12s16m, 12s8m, 18s12m, 18s6m и.т.д. Подбирать так: Число слотов делим на 3 и умножаем на 1, 2 или 4.

linvinus » 07 авг 2013, 21:26
я не сильно разбираюсь в магнетизме но насколько я помню если нагреть магнит он размагничивается при "форсаже" мотор греется,
Для неодимовых магнитов точка Кюри +310 градусов Цельсия. мне кажется вполне достижимо.

Angel71 » 07 авг 2013, 22:18
достижимо конечно его ведь можно и в режиме обычного кипятильника использовать, недолго правда - вал заклинить и у него вообще изоляция вместе с проводами погорит.

Про точку Кюри все верно.
Только вот я про полное размагничивание магнита при повышении температуры двигателя и не говорил (читать надо внимательно).
Кроме точки Кюри есть еще Максимальная рабочая температура (градус Цельсия).
Определяет предел температуры, при которой магнит временно теряет часть своих магнитных свойств.
Например, для магнита материала Неодим-Железо-Бор (NdFeB) N48 это температура 80С.

Теперь про работу двигателя в режиме «кипятильника». Для такого режима не обязательно «клинить вал» и работать он таким «кипятильником» может очень продолжительное время.
К чему я веду — к классам нагревостойкости изоляции проводов.

Нагревостойкость изоляции является основным требованием, определяющим надежность работы и срок службы электрической машины, который нормально составляет 15—20 лет. Электроизоляционные материалы по нагревостойкости делят на семь классов:

t.png (3.16 КиБ) Просмотров: 5131

Нетрудно догататься, что замена изоляции проводов — это один из способов «форсирования» двигателя.
Т.е. Например, замена с изоляции В (дешевая) на изоляцию С (дорогая) приведет к возможности увеличения мощности двигателя на единицу веса (удельная мощность). Но эту возможность должен «позволить» магнитопровод (режим насыщения).
Например, провод ПЭТ-200-1, ПЭТ-200-2. Изоляция на основе полиамидимидного лака (тип 1 и тип 2). Провод применяется для изготовления обмоток температурного класса "С": силовых и тяговых двигателей, генераторов, сухих трансформаторов, измерительных приборов, катушек, реле и аппаратуры связи.

Как же магнитики будут работать при более 180С, если у них рабочая температура не более 80С?
Придется использовать или электромагниты или «заменять» постоянные магнитики (N48) на более «крутые», например на 38EH (http://magnet-prof.ru/index.php/magnity-ndfeb.html).

Что будет более экономически обоснованным вариантом и выбирает конструктор.
Т.е. мы опять возвращаемся к полному изготовлению двигателя с нуля.

Zeus, это всё чудно, только если вы надумали делать что-то, где мотор будет греться выше 60 (про 80 вообще не хочу думать), то это это уже ваши заморочки - ставьте радиатор, прикручивайте вентилятор или пусть он ещё как охлаждаться будет или забейте на кпд или вообще на девайс. у меня от таких гипотетических проблем голова не болит. если хотите ещё чем голову позабивать, так ещё и у припоя есть температура плавления, железо не любую температуру переживёт, корпус не из любого пластика доживёт до хотя бы 100-120 градусов и т.д.

а че топик размещен в разделе ‹ Тематические разделы ‹ КиберЗона - клуб боевых роботов ?

Dmitry__ писал(а):

dccharacter писал(а):Не, Дим, ты вопрос не услышал - нафига мне твоя мощность, если у меня уже есть обороты?

Да как ты их получил, обороты? Подробнее обьясни, что ты хочешь.

Смотри, ты мне говоришь: мощность - это момент на обороты на коэффициент.
У тебя мощность зависит от оборотов, а не обороты от мощности.
Итого - я подал напругу на движок, получил электродвижущую силу, которая создает момент и ускорение (угловое), через это растут обороты пока эта сила полностью не уравновесится силой сопротивления. Обороты уже выросли и вышли на максимум, а про мощность (механическую) мы еще даже разговарирвать не начали?

dccharacter писал(а):Итого - я подал напругу на движок, получил электродвижущую силу, которая создает момент и ускорение (угловое),

Нельзя подать напругу на двигатель с нулевыми оборотами, т.к. в этот момент двигатель (с нормальным кпд и мощностью) имеет сопротивление близкое к нулю, будет бубль-гум. Надо давать ток и следить за проходящими процессами, что я и описАл.

dccharacter писал(а):Обороты уже выросли и вышли на максимум, а про мощность (механическую) мы еще даже разговарирвать не начали?

Обороты могут выйти на максимум только при подаче полного питания: V мотора = V акб (если позволит мощность нагрузки или двигатель крутится без нагрузки), а не питания двигателя мощностью, что противоречит робототехнике (мое понимание, я это обьяснял, но по твоей просьбе все удалил, т.к. обьяснение шло на примере коллекторников ), не нужен привод без возможности регулирования.
Пока не уловил смысла куда ты клонишь...
В троллейбусах ездил? Стоял у шкафчика-регулятора? Анализировал клацания релюшек во время трогания? Разгон троллейбуса делается не подачей всего питания на двигатель, закозлит и сломается он, а все пассажиры, не по своей воле, столпятся в конце троллейбуса силами ускорения . Во время разгона проходит несколько последовательных действий по переводу двигателя в разные режимы работы...

Редактировал сообщение и форум упал. Щаз посмотрим, упадет еще раз

http://www.trolleybuze.ru/ustroystvo-tr ... telem.html
http://www.findpatent.ru/patent/4/48532.html
96. Управление тяговыми двигателями смешанного возбуждения при повторных пусках
http://www.pomogala.ru/books_18_tram/tr ... 9_vuz.html
Это не намек: "Учи ассемблер", это я показываю какие были трудности до брушлессов, нельзя сделать двигатель без регулятора, который имеет оптимальные режимы работы при разных нагрузках. Для этого в коллекторниках придумали разные виды соединения обмоток: сериесные, параллельные, смешанные и.т.д.
Везде есть регуляторы, регуляторы есть везде, а если нет регуляторов то это не привод, это игрушка. Тля, Маяковский на форуме

Вот я тебе про Фому а ты мне про Ерему.
Все так как ты говоришь, ни с чем не спорю. Но. Запитал движок (правильно запитал), возникла сила, возник момент, пошли обороты. Нахрена нам такой параметр как механическая мощность?

dccharacter писал(а):Вот я тебе про Фому а ты мне про Ерему.
Все так как ты говоришь, ни с чем не спорю. Но. Запитал движок (правильно запитал), возникла сила, возник момент, пошли обороты. Нахрена нам такой параметр как механическая мощность?

У тебя задача просто покрутить моторчик?
Или выполнить некую полезную работу?

Если работу, то тебе нужно точно знать рабочий диапазон по оборотам и по моменту и требуемую погрешность.
Строго говоря, зависимость в синхронном двигателе между оборотами и моментом линейная но с наклоном (поэтому по большому счёту спор ни о чём).
Но вот насколько уплывут обороты в зависимости от момента это важный показатель, он говорит о том "тянет" мотор нагрузку или "не тянет" (плохо тянет нужно подруливать ШИМом).
И если "не тянет", то сможем ли мы вообще получить от него необходимые параметры? Например шим 100% а он всё равно "не тянет", на вопрос "по чему?" нам даст ответ мощность двигателя.
http://www.induction.ru/library/book_005/9_16.shtml
Короче это всё ещё на этапе проектирования должно быть просчитано.

На малых оборотах датчиками холла сложно определять текущую скорость, т.к. время, между изменениями состояний становится значительным.
А вот ток мы можем померить в любой момент, поэтому проще перейти на управление по моменту(току).
Да в общем то если ресурсы процессора позволяют, то и на больших оборотах информация по току будет более точная по сравнению с оборотами.

Короче, всё зависит от решаемой задачи.
Чтобы просто покрутить двигатель нужна только программа для контроллера и соответствующей мощности регулятор/драйвер.
А для остального нужно всё просчитывать и продумывать.

Блин, где бы найти материал, на Русском, только по синхронным машинам с независимым возбуждением, а ещё луче с постоянными магнитами.
А то когда всё в одной куче легко запутаться какие свойства к какому двигателю относятся и в дополнение куча лишней информации.

почитаю ссылки. Пока быстрый комментарий - я не понимаю, почему датчики холла для тебя на малых оборотах - это проблема. У тебя всегда, в любой момент времени доступны состояния этих датчиков. Это состояние однозначно определяет коммутацию обмоток, тебе даже опережение не нужно никакое на низких оборотах! Ты просто тупо следишь за состоянием датчиков и коммутируешь. Все, больше ничего делать не нужно.

dccharacter писал(а): Ты просто тупо

Это не его случай он очень вумный и "тупо" не умеет. Тупо могут делать микросхемы контроллеров и самодельные контроллеры.

я вот тебя авр123 не понимаю - когда ты серьезно говоришь, когда нет и в чью сторону сарказм направлен. Вообще ощущение что ты сам с осбой большую часть времени беседуешь. Я понимаю, что мы книжек не читаем, но мне вообще тогда сама суть форума непонятна. Зачем? Ведь есть книжки. Да и проекты зачем готовые для тебя выкладывать. Ты ведь сам их можешь все состряпать. По книжкам...

Да уж, полностью согласен
Хотя, если мы заработаем по -8, тож будем сами с собой разговаривать, нахдругие? Все вокруг - бред. Я ближе всего к этому

dccharacter писал(а):почитаю ссылки. Пока быстрый комментарий - я не понимаю, почему датчики холла для тебя на малых оборотах - это проблема. У тебя всегда, в любой момент времени доступны состояния этих датчиков. Это состояние однозначно определяет коммутацию обмоток, тебе даже опережение не нужно никакое на низких оборотах! Ты просто тупо следишь за состоянием датчиков и коммутируешь. Все, больше ничего делать не нужно.

У нас с тобой разные понятия о малых оборотах
В этом ролике, вначале, минимальные обороты на которых двигатель 12N14P может крутится по датчикам холла при блочной коммутации обмоток.

Проблемы две:
1) Недостаточно медленно, что ограничивает манёвры.
2) Если двигатель встанет (нагрузка увеличится), то заметить это можно только по таймауту, это очень поздно, а если учесть что второе колесо крутится также быстро то с траектории мы слетаем однозначно.
Вечером выложу видео с управлением синусоидой.

Причина ограничения по минимальной скорости скорее всего в том что для того чтобы двигатель крутился медленно (при блочной коммутации) нужно уменьшать ток, при таком значении тока созданного магнитного поля становится не достаточно чтобы изменить магнитную схему так чтобы провернуть ротор.
Если прикрутить ПИД регулятор, то как только мы поднимем ток обороты поднимутся, придётся ток сбавлять, и идеальный баланс достигнут не будет.
Т.е. мотор будет крутиться рывками, что тоже нежелательно.

Теоретически есть ещё один способ , добавить дополнительный постоянный момент сопротивления (тормоз), тогда придётся поднять ток ещё выше т.е. не будет проблем со слабым магнитным полем.
Но я такой вариант не рассматривал. Было бы интересно сымитировать этот способ но не механически а программно, но я не знаю как, возможно можно поиграться с коммутацией третьей фазы.

Да тут ещё проблема в том что колесо имеет довольно большой диаметр 150мм, из за чего линейная скорость довольно большая.
Я новый привод сделал там 80мм колесо.

Zeus писал(а):Возьмем двигатель BLDC со следующими характеристиками:
Номинальная мощность (полезная) на валу – 100Вт;
Номинальная частота вращения – 3000 об/мин;
КПД – 85% (не стоит придираться к цифирям). Более того давай играть по твоим правилам - оставим КПД константой при различных частотах, хотя это не верно.

...

Итого имеем увеличение тепловой мощности двигателя при поднятии мощности оборотами.

Zeus, я вынужден отметить, что эти расчеты не всегда верные. Ты сам заметил, что КПД при изменении частоты - не константа, но решил этим пренебречь, и более того - ты уверен, что при форсировании КПД падает.

Но это не всегда так! КПД падает при форсировании по току, а при форсировании повышением частоты - до какого-то уровня растет. Дело в том, что часть потерь - это I^2*R, омические потери на обмотке. И они при повышении частоты (и питающего напряжения) и неизменном моменте/токе не растут.

Вот например моторчик: http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... _140w.html

Сразу обрати внимание на маркировку: 12V/120W, 15V/140W. И если посмотреть на графики EFF(%) - то видно, что при питании 12 вольт КПД порядка 62-63%, а при питании 15 В - 67-68%. Т.е. есть там зона, где разнонять выгодно.

А теперь вопрос к практику Дмитрию Берем другой моторчик: http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... 1300w.html

И видим, что у него КПД при повышении питания не растет, а в зоне меньших моментов - заметно падает. Явно растет ток холостого хода при росте частоты, что уже омическими потерями не объясняется. Что это? Потери на перемагничивание статора? Аэродинамика? Сможем мы этот мотор разогнать по мощности втрое? Или таки поплавится?

В общем, похоже не все однозначно с этими моторами, и во многих случаях моторы уже оптимизированы по КПД с учетом веса (грубо говоря - если мотор можно разогнать втрое - его нужно разогнать втрое и продать как втрое более мощный А на этот самолет - разогнать мотор размером поменьше).

boez писал(а):А теперь вопрос к практику Дмитрию Берем другой моторчик: http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... 1300w.html

И видим, что у него КПД при повышении питания не растет, а в зоне меньших моментов - заметно падает. Явно растет ток холостого хода при росте частоты, что уже омическими потерями не объясняется. Что это? Потери на перемагничивание статора? Аэродинамика?

Обсуждали уже это, сам знаете в какой теме
Во-первых, это кпд связки регуль-мотор, во-вторых не учитывается угол опережения выставленный регулятором. В-третьих, сравнивать характеристики относительно предельного кпд (83%, но не мотора) - получаем жуткие искажения показаний. В-четвертых, на последнем графике - обороты = 0, стремно как-то, это я к тому, что всем этим графикам цена - нуль

boez писал(а):Сможем мы этот мотор разогнать по мощности втрое? Или таки поплавится?

Канешна сможем, следи за руками

http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... sion_.html
http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... _310W.html

На последнем: Max Power: 160W @ 11.1V (3S) / 310W @ 15V (4S)
Превед зеус
boez, спасибо за красивый пример не от Кассандры

Резюме: На двигателях с низким kv, двигатель не догружен по мощности и на них указывают ту мощность, которую они потребляют на соотв. напряжении. Но габариты двигателя рассчитаны на значительно большую мощность, что и показывают ссылки.
Вывод из резюме: перемоткой этого двигателя на большее kv, мы получаем значительно мощнее двигатель

Добавлено спустя 3 минуты 19 секунд:
Блин, ссылки на тенденции мощности от kv привел к примеру первой ссылки boez.
Щаз покурю 2 ссылку...

Добавлено спустя 32 минуты 42 секунды:
По 2-й ссылке:
Мощность двигателя в Specifications указана для 7s Lipo = 1300 watt. Na 5s он имеет 850 ватт. Но ниже есть табличка:

Prop Test Data:
15x8 - 14.8v - 421W - 28.5A
15x8 - 18.5v - 760W - 41.1A
15x8 - 22.2v - 1256W - 56.6A
16x10 - 14.8V - 669W - 45.2A
16x10 - 18.5V - 1160W - 62.7A
16x10 - 22.2V - 1885W - 84.9A

Что как бы намекает на 1885 ватт на 22.2 v. Вообще, убитые примеры характеристик, верить нельзя им.
Вот близкий скорпионовский:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/stor ... unner.html
Он 2000 ватт. На скорпион и программа есть (сами знаете где).

Добавлено спустя 12 минут 24 секунды:

linvinus писал(а):dccharacter-у: У нас с тобой разные понятия о малых оборотах

Можно значительно плавнее и медленнее, да еще и на датчики в этот момент не смотреть (или только для справки - где мы? чего мы?)
Смотри темы подвесов на rcdesign.

http://forum.rcdesign.ru/f123/thread330730.html
http://forum.rcdesign.ru/f123/thread303611.html

Dmitry__ писал(а):на них указывают ту мощность, которую они потребляют на соотв. напряжении.

Потребляют или отдают?

Dmitry__ писал(а):Можно значительно плавнее и медленнее, да еще и на датчики в этот момент не смотреть (или только для справки - где мы? чего мы?)
Смотри темы подвесов на rcdesign.

Да вопрос был в том что смотрим на датчики и коммутируем обмотки, а я говорю что в таком режиме есть предел по минимальной скорости, и его не обойти, не меняя способ управления.
Эх опередил, в общем прикладываю свой пример.


Кстати в таком управлении без датчиков есть жирный минус, вообще непонятно когда двигатель встал (потеряли синхронизацию)
В подвесах нагрузка статическая и сбалансированная, а мне, например, по коврикам ездить нужно, в тоже время жарить двигатель без необходимости не хочется.