BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Автор темы
Strock
Реальное имя: Дмитрий
Откуда: Минск

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Strock » 23 фев 2018, 11:09

Всем здравствуйте! Итак, предлагаю обсудить и разобраться в сути BLDC моторов (бесколлекорных электродвигателей с постоянными магнитами). Такими движками можно оборудовать различный транспорт от скейтборда и самоката, до полноценного авто на электротяге. :oops: да и не только электротранспорт. А потому было бы ооочень интересно узнать методы расчетов, формулы и пр., таких движков как для самостоятельной сборки оного с нуля, так и исходя из имеющегося железа. Например есть в наличии статор, то какие характеристики с него можно получить?! Как их получить?! И самое главное помимо расчетов железа, не помешало бы разобрать электронную составляющую - контролёры, инверторы и др. Т.к. эти двигатели и электроника управления ими тесно связаны.

Я в этом полный дуб, потому хотелось для себя разобраться, понять и научится строить БК моторы.

Тема создана в связи с наличием велика, статора, подходящего для создания БК мотора и желания установить последний на велосипед.

Надеюсь на ваше понимание и помощь! Вместе, думаю, разберемся, а выкладки по этой теме могут пригодится многим ;-)

Отправлено спустя 16 минут 51 секунду:
BLDC - двигатели бесколлекторные постоянного тока и ч постоянными магнитами. Имеют три выхода с обмоток и являются трезфазными двигателями. А потому для их работы необходима электронная система управленя.
Бывают двух видов:

Inranner - классический вид, статор снаружи и ротор с магнитами внутри. Обычно высокооборотных.


Outranner - когда статор внутри и ротор с магнитами с наружи.

Аватара пользователя
T-Duke

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 23 фев 2018, 11:27

Как тот, кто уже много лет занимается этой тематикой, хочу сказать, что нужно еще правильно классифицировать моторы.

Английская аббревиатура BLDC говорит, что это просто Двигатель постоянного тока без щеток. Иными словами это бесколлекторный двигатель в понимании механического коллектора. Но без коллектора много типов двигателей с постоянными магнитами.

Поэтому принято называть именно BLDC двигатели с трапецеидальной формой тока. А двигатели которые питаются синусоидальным током, относят к другим подклассам - например PMSM.

Так же и режимы работы разные. Исконные BLDC работают в так называемом режиме блочной коммутации. То есть на обмотки подается не синус, а просто два состояния - включена обмотка, или выключена. При работе такой двигатель создает характерный тракторный шум. Можно двигатель питать от синусоидального контроллера. Их еще называют векторными. Тогда двигатель вертится плавно, без рывков и тракторного шума.

Пример работы в обеих режимах здесь:
https://youtu.be/U8vnnenLoTo


Следует отметить, что как правило на рынке не BLDC двигатели, а PMSM двигатели. Разница у них в конструкции магнитной системы. Именно BLDC двигатели заточены под работу с блочной коммутацией. У них рывки при переходе полюсов меньше. Если же запустить в блочном режиме синусоидальный двигатель, то он дергает сильнее, чем исконный BLDC. То есть пульсация крутящего момента у него выше. На видео как раз двигатель типа PMSM работающий в режиме BLDC двигателя.

Китайцы делают в основном PMSM двигатели для транспорта. Их проще делать. Поэтому родной режим работы таких двигателей не BLDC, а синусоидальный. и правильный контроллер к ним - синусоидальный (векторный).

Но конечно двигатели работают в обеих режимах. Мне лично нравится синусоидальный плавный режим работы. Именно это направление я и развивал для себя.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Автор темы
Strock
Реальное имя: Дмитрий
Откуда: Минск

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Strock » 23 фев 2018, 11:36

Значит в нашем случае ток должен быть синусоидальным, но конструкция мотора в железе может быть одинаковой для обоих видов токов??? Я правильно понял?

К примеру китайские мотор колеса относятся к какому типу??

Аватара пользователя
T-Duke

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 23 фев 2018, 11:45

Выше ответил. Китайцы делают PMSM у них магнитная система проще - симметричный статор и магниты наклеенные по ротору. Двигатель легко узнать по осциллограмме его генераторной ЭДС Подключаем две фазы к осциллографу и крутим руками ротор. На экране смотрим что получается. Если видим синус - то это PMSM, если видим трапецию, то это BLDC.

Ну и сразу скажу, лично я не видел ни одно китайского двигателя с трапецеидальной ЭДС, Только синус.

У меня было в распоряжении 4 типа мотор колес от 350Вт до 3кВт. Все они синусоидальные.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Автор темы
Strock
Реальное имя: Дмитрий
Откуда: Минск

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Strock » 23 фев 2018, 12:02

T-Duke писал(а):Источник цитатыУ меня было в распоряжении 4 типа мотор колес от 350Вт до 3кВт. Все они синусоидальные.


И как себя ведёт велик с такой мощностью? И каков был крутящий момент??

Отправлено спустя 53 секунды:
Я про 350 вт

Аватара пользователя
T-Duke

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 23 фев 2018, 12:17

У меня тогда велика не было)) Эти моторы использовались для других целей - привода некоторых агрегатов. Крутящий момент можно получать заявленный без проблем мотор-колесо на 1кВт дает 25-30Нм. Но сколько это для езды я не знаю, потому что не пробовал. Может этим летом попробую. Двигатель на 350Вт дает 16Нм.

Но тут нужно не так размышлять. Нужно задаться требуемыми параметрами и тогда можно рассчитать какой момент, какие ощущения от езды будет давать.

Например если вел с человеком весит 150кг, то чтобы совершить пробуксовку на 27 дюймовых колесах, нужно получить момент 200Нм. То есть это очень непросто без редуктора. На такой момент мотор колесо будет тяжелым.

Для того, чтобы тому же велу ехать в горку с наклоном 10 градусов, нужен момент 70Нм.

Так хотя бы примерно можно прикинуть, требования ко двигателю.


Кстати можно прикинуть и рассчитать все нужные параметры. Например можно задаться скоростью движения и определить требуемую мощность двигателя для этого. Можно посчитать уклон на который будет заезжать конкретный вел с конкретным двигателем и скорость с какой он это будет делать. То есть все можно прикинуть. А потом уже двигаться в конкретном направлении.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Автор темы
Strock
Реальное имя: Дмитрий
Откуда: Минск

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Strock » 23 фев 2018, 12:35

Т.е. вы предлагаете исходя из условий езды, высчитать параметры движка и плясать от этого?

Хех у меня всё как ни у людей) мне же интересно что можно получить собрав движок из конкретного железа. И уж потом прикинуть как поедет велик) ну это пока так. А вообще, по правильному, вы правы! Нужно строить двигатель под условия езды, а не наоборот)

Но в любом случае нужны расчеты движка)

Аватара пользователя
T-Duke

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 23 фев 2018, 12:48

Всегда нужно понимать на что можно рассчитывать имея конкретный двигатель.

Например при массе 150кг только трение качения составляет величину примерно 15Н. Тут зависит конечно от типа покрытия и велика. Например шоссейник на асфальте лучше катится и трение меньше, маунт конечно же больше, но примерно можно сказать что трение только для качения 15Н. Чтобы двигаться со скоростью 36км/ч, только на преодоление трения в шинах потребуется 150Вт мощности. Дальше, аэродинамическое сопротивление если грубо прикинуть на такой скорости даст те же 15Н. Это добавит еще 150Вт мощности. то есть для того чтобы ехать по ровному асфальту в безветренную погоду велу массой 150кг, потребуется примерно 300Вт мощности.

Если же требуется еще и подъем преодолевать, то требования к мощности двига соответственно возрастают. Например чтобы карабкаться на подъем с уклоном 5% тому же велу, при той же скорости 36км/ч, потребуется добавить еще 750Вт мощности. В сумме получаем для более-менее комфортной езды требуется двиг на 1кВт мощности.

Ну а если ставить целью двигатель только как помощник, чтобы отдыхать на прямой, то можно задаться мощностью 300Вт.


А какой двигатель у вас в наличии? Какие его параметры. Или в наличии только статор? Отвечу вечером.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.

Автор темы
Strock
Реальное имя: Дмитрий
Откуда: Минск

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение Strock » 23 фев 2018, 12:59

В наличии двигатель, но не мотор колесо. Принесли от какого то оборудования. Из его данных есть только напряжение и обороты: 24в и 1200об/мин соответственно. Диаметр статора 73мм, длина 15мм, 12 зубов. Магнит кольцевой и очень слабенький. Намотка проводом диаметром (с изоляцией) 0.8 мм.
Вот и возник вопрос - на базе этого статора какой мотор можно получить. Возможно, что и сделав из него что-то путное, этого будет мало для велика.

А вообще предложу создать другую тему по вопросам энерговооруженности электротранспорта. А тут все же уделить внимание на расчет железа БК моторов и систем управления.

П.с. как с телефона фотки сюда скинуть? Я бы показал что за двигатель

Аватара пользователя
T-Duke

BLDC (БК мотор) - что, как, почему??!

Сообщение T-Duke » 23 фев 2018, 19:13

Strock писал(а):Источник цитаты Диаметр статора 73мм, длина 15мм,
Ватт 200 может и можно будет выжать. Если же раскочегарить до 6000об/мин, тогда и киловатт может получится.
Strock писал(а):Источник цитаты Магнит кольцевой и очень слабенький.
А вот это плохо. Если там ферритовый магнит, то индукция у него маленькая, примерно 0.3-0.4Тл. Если заменить на неодимовые магниты, у которых индукция 1.2-1.4Тл тогда крутящий момент вырастет в несколько раз. Обороты правда упадут во столько же. Тогда чтобы раскочегарить мотор до нужных оборотов, или придется напряжение большое давать, или, что более реально, придется перемотать обмотку, на меньшее число витков, но более толстым проводом.

Strock писал(а):Источник цитаты А вообще предложу создать другую тему по вопросам энерговооруженности электротранспорта
Да что там создавать. Все в два поста поместится. Я просто привел ориентиры. Если ехать более-менее нормально это киловатт нужен примерно. Если просто как помощь педалям, то хватит и 300Вт.

С мобилы как вставлять фото не знаю. Ни разу не пробовал. С компа через вставляю через кнопку снизу:
v.png
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Вернуться в «Электротранспорт»