BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Аватара пользователя
T-Duke
Станки: Токарный Proma SM300E, фрезер FDB DM-40, роутер T8 CNC, принтер RigidBot Big.

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 10 мар 2021, 22:38

Kirilll писал(а):Источник цитаты Вот такой двигатель (прикрепленный во вложении) нашёл, это же BLDC

К тому что пишут, особенно продавцы и перепродавцы, нужно относиться как к написанному на заборе. У большинства обывателей все двигатели без щеток соотносятся с одним словом - бесколлекторник. У буржуев - brushless motor. Большинство продавцов вообще понятия не имеют что существуют PMSM, LSPMSM, SFPMSM, IPM, FSPM, DSPM, SRM, и т.д. Для них существует только одно понятие включающее туда все двигатели без механического коллектора - BLDC.

Поэтому когда вижу эту аббревиатуру, то сразу подразумеваю обычный SMPMSM, так как его куда проще изготовить чем истинный BLDC. Не видел ни одного китайского BLDC, хотя китайцы их сплошь и рядом так называют. Все двигатели продаваемые как BLDC, оказывались SMPMSM. Доверял бы написанному, только в случае официальной документации производителя. Кроме того BLDC для транспорта не очень подходят. Пульсации крутящего момента велики, шум большой, на кой они вообще нужны, если мороки с ними больше. Если говорить о самых распространенных промышленных решениях, в области автомобильного электропривода - то это двигатели IPMSM. Тойоты, ниссаны, лексусы, все используют IPMSM

Скорее всего на фото PMSM двигатель. Другое можно утверждать только после ознакомления с оригинальной документацией на двигатель. То есть это разговор явно не с продавцом, а минимум поиск по сайту производителя.

Для среднестатистического автомобиля, двигатель несколько слабоват. Например для моего 1600кг седана, требуется двигатель с номинальным моментом 180Нм и мощностью 100кВт. То есть нужно ставить два таких двигателя и соединять их с коробкой передач. И тяжеловато получается уже. Вообще для того чтобы сопрячь электродвигатель с коробкой обычного автомобиля, двигатель нужно раскручивать до 6500-8000 об/мин. Тогда получается хорошее согласование. В принципе двигатель по ссылке можно раскрутить до 6500, запитав контроллеры напряжением 160В. Тогда и номинальная мощность вырастет с 25 до 32кВт.

А вот для легкого автомобиля, не больше тонны, уже подойдет. Хотя двигатель явно тяжеловат для своих параметров. При такой массе он 100кВт должен выдавать без вопросов. Скорее всего он изготовлен китайцами по примитивной технологии с толщиной листа статора 0.5мм, и в лучшем случае 0.35мм. Но так как сейчас на рынке рулят китайцы, то особых альтернатив и не найти.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Michaelwest
Реальное имя: Михаил

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Michaelwest » 11 мар 2021, 12:27

В продаже есть бесщеточные двигатели постоянного тока с почти одинаковыми геометрическими размерами, но сильно отличающимися характеристиками. Например, BLDC 188Вт - двигатель мощностью 188Вт, 24В и 3000 об/мин и BLDC 2450Вт - 2450Вт, 190KV (190*24=4560 об/мин при 24В). Почему такая разница в 10 раз по мощности? или это все хитрости китайцев

Аватара пользователя
T-Duke
Станки: Токарный Proma SM300E, фрезер FDB DM-40, роутер T8 CNC, принтер RigidBot Big.

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 11 мар 2021, 17:11

Michaelwest писал(а):Источник цитаты Почему такая разница в 10 раз по мощности? или это все хитрости китайцев
Двигатели явно несравнябельны :)

У первого крутящий момент 0.6Нм, у второго ажно 7Нм, вот Вам и 10 кратная разница в мощности. По первому двигателю трудно сказать. Китайцы его позиционируют для медицинского применения. Двигатель закрытого типа, охлаждение только естественное. Видимо и магниты у него не неодимовые а ферритовые, которые не боятся умеренных перегревов. Кроме того непонятны его перегрузочные способности. Возможно он и 500Вт обеспечит. особенно с обдувом Трудно судить по страничкам продавцов. Чтобы вменяемо что-то сказать, нужно читать документацию от двигателя, а еще лучше проверить в реале.

Имел честь проверять мелкий китайский серво на номинальные и максимальные возможности. Номинальный момент у него 0.5Нм, перегрузочный 1.4Нм. Хотя можно выжать даже 2Нм, ценой увеличения потерь на нагрев и ограничения времени форсажа 20 секундами. Разгонял его до 7000 об/мин. Номинальная мощность получалась 350Вт, перегрузочная выше киловатта. Так что трудно сказать, что там китайцы продают. Может просто заниженные характеристики указывают. Толком можно сказать только протестировав двигатель лично, под нагрузкой. Для проверки на долговременные параметры нужен стенд или с фрикционом/генератором нагрузочным, или на худой конец с пропеллером.

Ну а именно серводвигатели проверяю по другому, по четкости отработки задания типа ступенька, на максимальном разрешенном токе.
Вот например тестировал мелкого китайца, о котором писал выше. Для контраста давал мотору выполнять задание с ограничением по току, когда он вяло вертится и при полном форсажном токе, при котором пиковая мощность переваливает за один кВт. Тогда двигатель ударно срывается с места и также ударно тормозит. Тогда тестировал просто на столе, стенда не было. Так вот максимальные возможности мелкого китайца по ударным ускорениям внушительные, хотя ничего удивительного - это обычное явление для сервопривода.

Вообще двигатель нужно закреплять хотя бы в тисках для таких тестов, лучше на стенде, иначе это бешеный колобок - легко спрыгнет со стола и укатится за приключениями :crazy:

https://youtu.be/dr7UMlKA5OI

Да, двигатель - обычный SMPMSM инраннер, который тем не менее тем же BLDC называли.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Kirilll

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Kirilll » 11 мар 2021, 21:22

T-Duke, спасибо за ответ!
Можно тогда ещё уточнить по поводу настоящих BLDC, я понял, что их не используют в автомобилестроении из-за того, что с ними мороки больше (было написано, что пульсации крутящего момента велики, шум большой, а ещё какие критерии есть в пользу IPMSM? В интернете просто как-то всё поверхностно сказано), но вообще есть хоть какой-то двигатель оригинальный BLDC в продаже, который можно было бы использовать для электромобилей (у BLDC же есть какие-то полюсы по сравнению с IPMSM) или они никогда не будут использоваться в автомобилестроении?
Также я читал, что абсолютно все квадрокоптеры приводятся в движение именно BLDC-электродвигателями . Подскажите, пожалуйста, если это правда, почему для такого они распространены?

Аватара пользователя
T-Duke
Станки: Токарный Proma SM300E, фрезер FDB DM-40, роутер T8 CNC, принтер RigidBot Big.

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 12 мар 2021, 09:52

Kirilll писал(а):Источник цитаты но вообще есть хоть какой-то двигатель оригинальный BLDC в продаже, который можно было бы использовать для электромобилей (у BLDC же есть какие-то полюсы по сравнению с IPMSM) или они никогда не будут использоваться в автомобилестроении?

Складывается впечатление, что Вы каким-то образом считаете BLDC верхом прогресса :) Если долго искать и все таки найти исконный BLDC, то при сравнении с PMSM он окажется по параметрам точно таким же как SMPMSM, но при своих недостатках свойственных BLDC. Все что продается на рынке двигателей для дронов, мотор-колеса для велосипедов, скуттеров, мотоциклов, для скейтов и т.п. - это все SMPMSM в различных вариантах исполнения. Именно BLDC не встречал ни разу, а двигателей китайских и не только, успел много пощупать. Не, допускаю конечно, что по каким-то неведомым причинам, где-то продают именно BLDC двигатели. Но при наличии на рынке огромного количества PMSM которые ничем не уступают, а на векторных контроллерах работают лучше чем BLDC, просто не понимаю зачем нужны BLDC. Лет 20 назад когда еще не были распространены векторные контроллеры, еще можно понять. Но сейчас смысла в исконном BLDC не вижу.

У BLDC нет преимуществ перед PMSM и при этом он все же сложнее в производстве.

Kirilll писал(а):Источник цитаты а ещё какие критерии есть в пользу IPMSM?
Если устроить эстафету на первенство среди двигателей по удельным показателям, то первое место займут IPM (IPMSM) двигатели, второе место SMPMSM и BLDC (которые еще найти нужно), третье место займут SRM, четвертое место асинхронные двигатели, пятое место обычные коллекторные ДПТ.

Это значит, что при одинаковых размерах и массе, всех зарулит IPMSM двигатель. Он даст максимальный крутящий момент, при макисмальном значении КПД. Конструктивно IPMSM немного сложнее из-за того что магниты погружены в сталь ротора и сам ротор не сплошной, а так же как и статор набран из пластин. Но это дает огромные преимущества - увеличивает крутящий момент при тех же размерах двигателя, защищает магниты от термоударов, и сильных магнитых воздействий. Когда еще не применялись неодимовые магниты, то иногда при возникновении экстремальных токов в двигателе случалось так, что огромный ток текущий через обмотку статора, размагничивал магниты ротора. А в случае IPMSM даже слабые магниты могут прекрасно работать, без опасения быть размагниченными аварийными токами. С появлением сильных неодимовых магнитов, размагнитить их стало практически не реально, даже экстратоками. Но неодимовые магниты имеют низкую точку Кюри и если их перегреть можно полностью размагнитить их. То есть двигатели типа SMPMSM и BLDC у которых магниты на поверхности ротора, при перегреве могут довести температуру неодимовых магнитов то точки потери магнитных свойств. Это конечно нужно постараться, как правило раньше пойдет дым, но иногда такое происходит, когда двигатель перегревался не очень интенсивно но длительно и магниты таки превышали допустимую температуру. Когда же магниты погружены в сталь ротора, тогда термические нагрузки становятся менее опасными.

Таким образом ценой некоторого усложнения конструкции, получены серьезные плюшки, которые выдвинули IPM двигатели на первое место по удельным параметрам.

Kirilll писал(а):Источник цитаты или они никогда не будут использоваться в автомобилестроении?
Кто-то их может даже использовать, но какой смысл? Такие двигатели априори проиграют передовым IPMSM двигателям, конструктивно сложнее, их кровные братья SMPMSM проще в изготовлении и могут делаться чуть ли не в каждой китайской подворотне на коленке.
Kirilll писал(а):Источник цитаты Также я читал, что абсолютно все квадрокоптеры приводятся в движение именно BLDC-электродвигателями .


Сейчас в интернете наплодилось диванных экспертов и академиков вещающих с диванов на весь мир, едва проникнув в основы привода. Большую часть этой братии составляют конечно продавцы, менеджеры и как ни странно школьники и молодые люди недавно покинувшие школу, но считающие, что они уже все знают лучше всех. На коптерах, как и на вело-мото используются SMPMSM. Двигатели ни разу не BLDC в полном понимании этого слова. Это просто нарицательное слово для всех бесколлекторных двигателей.

А вот контроллеры, которые вертят эти двигатели на дронах, вполне себе могут работать в блочном режиме. Разницу между блочным и векторным режимом показывал в начале темы. То есть на дронах двигатели могут работать в режиме, в котором принято управлять именно BLDC двигателями. Но так как кровные братья SMPMSM так же неплохо работают в режиме блочной коммутации, то это никого не волнует. Дело только в контроллере. Алгоритм блочной коммутации не сложен и его может реализовать начинающий программист, начинающий китайский программист. Вот и расплодилось таких контроллеров на али.

Если же PMSM двигателями управлять от синусоидального, так называемого "векторного" контроллера, то они начинают вращаться плавнее, тише, особенно под нагрузкой. Вот и вся разница. А то что PMSM двигатели сплошь и рядом называют BLDC это от невежества, или просто привычка следовать моде.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Аватара пользователя
T-Duke
Станки: Токарный Proma SM300E, фрезер FDB DM-40, роутер T8 CNC, принтер RigidBot Big.

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 12 мар 2021, 10:18

Для того, чтобы определить относится ли бесколлекторный двигатель к BLDC или нет, достаточно провести тест на форму напряжения двигателя, ротор которого принудительно вращается. То есть нужно посмотреть на форму генераторной ЭДС. Если двигатель исконный BLDC - то форма напряжения у него будет трапецеидальной. Если двигатель PMSM, то мы увидим синус.

Протестировал на форму генераторной ЭДС, три двигателя применяемые именно в коптерах. Мощный 2кВт двигатель, затем двигатель на 1кВт, затем малыша примерно на 100Вт. Все без исключения двигатели выдали синусоидальную ЭДС. Вердикт - это не BLDC двигатели.

https://youtu.be/4Cdi0K6Wqmo


Как видим в дронах используются широко распространенные PMSM. Другое дело каким контроллером они вертятся. Если простейшим с блочной коммутацией, то их работа будет похожа на работу BLDC двигателя. Если контроллер синусоидальный, он же "векторный", тогда под нагрузкой тарахтения не будет.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Электротранспорт»