Нагрузочная характеристика бесколлекторного двигателя

EDW

Какая она - графика нет ни у кого - посмотреть? И для обычного коллекторного с постоянными магнитами - тоже интересно взглянуть.

serj

в общем- чем меньше момент, тем больше обороты. все.
остальное сильно зависит от типа двигателя и алгоритма опережения коммутации в контроллере.

vovic

Чтобы понять это непростое дело, надо плясать от идеального электромотора с возбуждением от постоянных магнитов.

Так вот, если коллекторный мотор имеет КПД 100%, то его обороты прямо пропорциональны напряжению, а потребляемый ток - нагрузке моментом на валу.

Бесколлекторный мотор с датчиками имеет такую же характеристику.

Бесколлекторный без датчиков, - на средних и больших оборотах имеет такую же характеристику, а вот на низких оборотах начинает давать сбой система определения положения ротора. Да и стартовые характеристики у них не очень.

Реальные моторы имеют, конечно, наклон нагрузочной характеристики. И он тем больше, чем ниже КПД мотора. У моторов с редкоземельными магнитами наклон меньше, - они ближе к идеальным. У ферритовых - больше.

Но такова характеристика в диапазоне больших КПД. Когда же мотор работает в режиме недогрузки, или перегрузки, - краевые значения, то нагрузочная кривая определяется в первом случае вихревыми потерями в магнитной системе, или омическими потерями обмоток и коммутатора (коллектора со щетками) во втором. Для второго случая с ферритовыми моторами может также наступать насыщение магнитной системы. В моторах с редкоземельными магнитами этого, обычно не наступает, потому как раньше происходит перегрев от омических потерь.

В общем, на эту тему можно писать приличную статью. Были бы желающие взяться.

EDW

в общем- чем меньше момент, тем больше обороты. все.
остальное сильно зависит от типа двигателя и алгоритма опережения коммутации в контроллере.

Не-е-е, так получается, что момент пропорционален оборотам. У коллекторного с постоянными магнитами наоборот - есть большой пусковой момент - при нулевых оборотах, помоему почти равный максимальному.

Вот как раз интересно - есть ли у бесколлекторного двигателя такой вариант управления, который обеспечит приличный пусковой момент. Но тут хочется на реальный результат посмотреть, поскольку теория - вещь малоосязаемая 😃 У такого мотора ведь будет “скольжение”, а значит и момент будет маленький. Насколько сильно помогут тут датчики положения - но тоже хочется взглянуть на реальные результаты. Может кто сам пробовал?[/img]

vovic

To EDW:
Читайте внимательней!
Написано, чем МЕНЬШЕ момент, тем БОЛЬШЕ обороты.
Вот как раз интересно, как из этого у Вас получилось, что момент пропорционален оборотам?
И еще. Вот бесколлекторный мотор с датчиками при заторможенном роторе (пусковой режим). Чем он отличается по Вашему от коллекторного? И где тут скольжение?
Реально я пробовал. Датчиковый бесколлекторник при пуске дает максимальный момент. Мотор Астрофлайта с импеллером. В экспериментах надо только контроллер не спалить.

EDW

To EDW:
Читайте внимательней!
Написано, чем  МЕНЬШЕ момент, тем БОЛЬШЕ обороты.
Вот  как раз интересно, как из этого у Вас получилось, что момент  пропорционален оборотам?.

Согласен - с математической точки зрения слово “пропорциональный” - не точно 😃 Однако, помоему, у коллекторного с постоянными магнитами момент вообще не зависит от оборотов. Но могу и ошибаться, но по Вашему получается обратнопропорционально - на максимальных оборотах получим нулевой момент?

И еще. Вот  бесколлекторный мотор с датчиками при заторможенном роторе (пусковой режим). Чем он отличается по Вашему от  коллекторного?  И где тут скольжение?.

Я просто пытаюсь разобраться в конструкции бесколлекторного - если у него постоянные магниты на роторе - тогда будет по Вашему, а если это аналог конструкции с короткозамкнутым ротором - тогда будет скольжение. Нет у Вас ссылочки на чертежик или подробное описание с фотографиями?

vovic

Мда-а-а-а.
К такому ликбезу я не готов!
Вы хоть сначала наберите в поисковике Brushless DC-motor, да почитайте, а уж потом вопросы. На них будет интересно отвечать.

А иначе надо обьяснять, что обороты холостого хода электромоторов всегда максимальные, а холостой ход, это по определений нулевой момент нагрузки. 😆

EDW

Мда-а-а-а.
К такому ликбезу я не готов!:

Ладно, ладно. 😃 Все когда-то начинают с нуля. Уж извините.

Вы хоть сначала наберите в поисковике Brushless DC-motor!:

Попробовал - ничего интересного. По конструкциям модельных двигателей особенно. А интересны именно такие конструкции.

А иначе надо обьяснять, что обороты холостого хода электромоторов всегда максимальные, а холостой ход, это по определений нулевой момент нагрузки. 😆

Э-м-м… обороты, как таковые, мало интересны. Предлагаю не бороться за чистоту терминов, не являющихся существенными. Вот на рис 4,13 ets.ifmo.ru:8101/kardonov/45.htm хорошо видно, что момент не зависит от оборотов с достаточно хорошей точностью для электромагнитов. С постоянными практически такая же характеристика. Если можете показать что-то похожее для МОДЕЛЬНЫХ электродвигателей бесколлекторных - прошу, очень интересно. (А большого ликбеза, особенно по основам - не надо.) Интересуют конкретные конструкции.

SAN

По конструированию БК моторов - смотрите длинную переписку Hivolt c коллегой.

rrteam

Принципиальной разницы по картинкам, что для машины постоянного тока с коллектором и ПМ , что для бесколлекторки - нет…
Может быть разница на переходных и старт-стопных режимах, но за это отвечает софт коммутатора.
Удачи:)
[/img]

EDW

Почитал про изготовление моторчиков. Вопросики остаются именно по практическим экземплярам и, похоже, в основном по контролерам управления . Интересует сфера применения в автомоделизме, поэтому существенной остается нагрузочная характеристика. Важен момент при заторможенном роторе - например у компьютерных “кулеров” (характерный пример бесколлекторного с датчиковым управлением) он почти нулевой. Важны так же обороты ниже средних. Или, при современных контролерах, бесколлекторные - это пока только для авиа и судомоделей, где стартовый момент может быть малым, а обороты нужны близкие к максимальным?

vovic

Можно ставить бесколлекторник и на автомодели, но только с датчиковым управлением контроллером. Стартовые характеристики его ничем не хуже аналогичных коллекторных. Цена, правда, хуже намного, зато ресурс обалденный.

EDW

Так кулерный двигатель как раз датчиковый, а стартовый момент 😦 Или это слишком простой вариант, хотя что может быть проще обратной магнитной связи по положению?

valeriy

Так кулерный двигатель как раз датчиковый, а стартовый момент 😦 Или это слишком простой вариант, хотя что может быть проще обратной магнитной связи по положению?

У них тоже момент при пуске максимальный, просто не забывайте про их мощность, а это 1, 2 Вт, про высокое активное сопротивление обмоток (несколько десятков Ом, а следовательно большой наклон характиристики) поэтому все не столь явно заметно. А если бы это было не так то куллер бы просто не раскрутился. 😆

vovic

Проще магнитной обратной связи по положению ничего и нет. Да только не работает она на малых оборотах и в статике. Значит и стартовые характеристики с нею не будут хорошими. Это же очевидно!

С точки зрения кулеров, - с датчиками дешевле намного, чем без. А там каждую копейку считают.

Eugen

Ребят! А не пора ли задуматься об управляемой схеме переключения обмоток из параллельного в последовательное и наоборот- специально для автомоделей? (Нечто вроде двух передач у автомобилистов.) Есть же многополюсные моторы, где обмоток больше 3-х, но кратно 3-м.
Да, это будет сложнее, и проводов больше, и полевых транзисторов. Но зато имеем 2 скорости - малая с большим крутящим моментом - для разгона и пересеченной местности, большая - с малым, для ровной поверхности.

vovic

IMHO - не пойдет. Это по числу ключей для бесколлекторного мотора эквивалентно двум трехфазным регуляторам.
Они и так стоят немеряно. Кто ж такое купит?

EDW

[quote=“valeriy”]

У них тоже момент при пуске максимальный, просто не забывайте про их мощность, а это 1, 2 Вт, про высокое активное сопротивление обмоток (несколько десятков Ом, а следовательно большой наклон характиристики) поэтому все не столь явно заметно. А если бы это было не так то куллер бы просто не раскрутился. 😆

Так он и не раскручивается, если чуть возрастает сопротивление в подшипнике и приходится пальчиком подтолкнуть и начинает жужжать 😃, а сопротивление “винта” на малых оборотах - нулевое вот он и может стартануть, а если пальцем момент проверять - тот же результат - пусковой почти нулевой, а на макс оборотах - ощущается. 😦

valeriy

[quote=“EDW”]

Так он и не раскручивается, если чуть возрастает сопротивление в подшипнике и приходится пальчиком подтолкнуть и начинает жужжать 😃, а сопротивление “винта” на малых оборотах - нулевое вот он и может стартануть, а если пальцем момент проверять - тот же результат - пусковой почти нулевой, а на макс оборотах - ощущается. 😦

Не надо путать понятия. При пуске момент максимальный, а сопротивление винта минимальное, по мере разгона винта обороты винта увеличиваются и следовательно увеличивается “сопротивление” винта и на это расходуется часть момента. Так продолжается до тех пор пока момент полностью не израсходуется на “сопротивление” винта. Это и будут максимальные обороты вентилятора и нулевой момент, если бы это было не так то вентилятор продолжил бы наращивать обороты.
А то что " на макс оборотах - ощущается" вы уменьшаете обороты и следовательно увеличиваете момент. Никакого противоречия нет. :rolleys:

EDW

От темы мы как-то удаляемся - про термины опять начинаем спорить, но тем не менее:

“Момент при пуске - максимальный.” Откуда Вы это взяли? Как раз это я и хочу проверить - тут бы цифирки какие-нибудь или характеристику (чего собственно и прошу в теме) 😃, а то вот мне, например, кажется, что он совсем даже не максимальный, а очень даже маленький. И для этого как раз и привел “экспериментальные” данные по реакции кулера на полузаклиненый подшипник. С сопротивлением винта - полностью согласен.

“Это и будут максимальные обороты вентилятора и нулевой момент” - нулевой момент? Мне кажется, что момент будет равен моменту сопротивления винта + моменту сопротивления самого двигателя. Или под моментом Вы что-то другое понимаете? Например “запас момента”?
"вы уменьшаете обороты и следовательно увеличиваете момент. " Т.е. момент обратно пропорционален оборотам? Тоже возможно - но очень хочется данных.
Никакого противоречия нет Нет - противоречия нет - информации маловато.

rrteam

Как запихивать картинки на форум - NBS мне объяснил, за что спасибо!

Сейчас выложу у себя картинку для коллекторки TRINITY 14x2 при симуляции 6 банок, снятую на стенде Robitronik.
rrteam.narod.ru/tmp/trinity14.gif
Как и говорил выше - для бесколлекторки похоже…
Для sensorless варианта пусковой момент определяется контроллером.

Удачи.

EDW

Как запихивать картинки на форум - NBS мне объяснил, за что спасибо!

Сейчас выложу у себя картинку для коллекторки TRINITY 14x2 при симуляции 6 банок, снятую на стенде Robitronik
Удачи.

Вот. Интересно. А почему ток падает с оборотами? Может поэтому и момент падает? Надо бы при постоянном токе хар-ку, видимо.

Как и говорил выше - для бесколлекторки похоже…

Лучше один раз увидеть, чем три раза прочитать сказанное выше 😃

Для sensorless варианта пусковой момент определяется контроллером…

Вот поэтому и хочется на реальный модельный мотор посмотреть.

rrteam

Вот. Интересно. А почему ток падает с оборотами? Может поэтому и момент падает? Надо бы при постоянном токе хар-ку, видимо.

Уважаемый EDW на картинке всё понятно нарисовано …
Ток и должен падать с уменьшением момента а обороты соответственно
возрастать.
А что даст характеристика при постоянном токе???

Для всех моторов (что моделисты пользуют) есть такие понятия как rpm/V и n*m(cm)/А , что называется коэфф. оборотов и момента соответственно.
В рабочем диапазоне они почти линейны!

Лучше один раз увидеть, чем три раза прочитать сказанное выше 😃 Вот поэтому и хочется на реальный модельный мотор посмотреть.

Для этого надобно построить стендик например на АТ8535 с RS232 интерфейсом + механика . Написать софт на кристалл и на ПС.
Pobitronik (серийный) стоит 1500 уе, но он только для коллекторок. Думаю что единичная разработка дешевле не будет (если конечно Ваше рабочее время ничего не стоит)
Если кто хочет посмотреть “настоящие” кактинки с Хаккера, Aveox, мой , то могу дать моторчик для теста…(только при наличии стенда…) 😃

Удачи

EDW

Уважаемый EDW на картинке всё понятно нарисовано …
Ток и должен падать с уменьшением момента а обороты соответственно
возрастать.
А что даст характеристика при постоянном токе???

У меня опять “авто” подход - скорость, обороты двигателя, нагрузка изменяются на 2 порядка во время езды. Происходит постоянная регулировка мощности (тока) подаваемого на двигатель для поддержания скорости и оборотов двигателя. Это и будет аналог режима с постоянным током. Соотв. лучше, когда момент, по крайней мере слабо, зависит от оборотов. При старте “внатяг” (в горку или через ступеньку) нужен максимальный момент при нуле оборотов, при езде по тяжелой (песок) дороге нужен “неубывающий” от оборотов момент - иначе скорости не будет - сопротивление качению нарастает со скоростью (ну тут как и для авиа).
Или я не понимаю условий получения графика: нагрузили моментом в 1нсм, меряют обороты при максимальном напряжении, нагрузили моментом 0,1нсм - меряют обороты опять при максимальном напряжении? Как же тогда известная характеристика двигателя с пост.магнитами, у которого момент слабо зависит от оборотов? Это вроде известный факт? Не понимаю 😦

Для этого надобно построить стендик например на АТ8535 с RS232 интерфейсом + механика . Написать софт на кристалл и на ПС.
Pobitronik (серийный) стоит 1500 уе, но он только для коллекторок. Думаю что единичная разработка дешевле не будет (если конечно Ваше рабочее время ничего не стоит)
Если кто хочет посмотреть “настоящие” кактинки с Хаккера, Aveox, мой , то могу дать моторчик для теста…(только при наличии стенда…) 😃
Удачи

Эх-х-х… да был бы стенд… мотор бы нашли (вот у Вас, например), но зачем тогда интернет 😃 Ведь наверняко кто-то уже делал такое… Можно ведь и без стенда - простейшая тележка с разными гирьками едет в одну горку - мерять скорость и ВАХ, запитывая от лабораторного БП. Конечно не так красиво графики будут выглядеть 😃 Но красота, в общем-то, для рекламы только и нужна.

Lazy

Добрый…
Если не всё забыл, что в школе учили…
Каждый эл. мотор характеризуется рядом констант :
Kv - rpm/V; Io - no load current in A; Rm - internal resistance.
Ещё есть константа Kt - крутящий момент, в империальной системе ( унции/дюймы ) она равна 1322/Kv.

Получается линейная зависимость оборотов и момента. Под нагрузкой, естественно - всё поменяется и вопрос поддержания линейности - это к производителям контроллеров. Углы опережения, частота переключения и т.п. и т.д.