Експерименти с трифазни мотори

[Lambo_Rambo]

Здравейте, пиша темата основно защото имам нужда от помощ и не знам към кого да се обърна. Преди да напиша каквото и да е да кажа че съм инженер, а не фризьор, но не съм и ел инженер, тоест имам някакво логическо и техническо мислене, но не ме застрелвайте с ел. терминология. Четох доста теми из българските и чуждите форуми, както и гледах доста клипчета в ютуб на подобни проекти, но всички хора които са постигнали някакъв успех вече не влизат по форумите и не мога да намеря контакт с тях.

Последните месеци се занимавам със опити да подкарам трифазни мотори, първо правих опити със BLDC електромотор на 12V с мощност 850W от автомобилна електрическа перка, като се опитах да я подкарам със ESC за хоби (колички, хеликоптерчета и тн), а сигнал му давам със серво тестер пак за хоби цели.

Втория ми опит е да направя електромотор от автомобилен алтернатор, като за целите на един работещ алтернатор разпоих диодния блок, свързах фазите към спийд контролера, и тъй като ротора не е с постоянни магнити пробвах да го възбудя със напрежение 12V и 5V, тъй като четох че при ниско напрежение към ротора се постигат по-добри резултати.

Е, и в двата случая успях да накарам електромоторите да се въртят, но със много ниски обороти и никаква мощност. Под ниски обороти имам предвид може би 100тина оборота в минута, а под никаква мощност - и двете ги спирам без проблем с ръка. Явно има нещо което не правя като хората и имам нужда някой по-компетентен от мен да ме насочи към проблема. И двата електромотора са пробвани със 2 различни спийд контролера, и двата са рекламирани като 100 амперови, в общи линии най-мощното което успях да намеря на българския пазар, както и със 2 различни серво тестера - един самоделен и един който поръчах по интернет, и при двата тестера, и при двата контролера, и при двата електромотора, резултатите са много ниски обороти и никаква мощност, също много слаба реакция на въртенето на потенциометъра на серво тестера (завъртам го малко-тръгва, навъртам го до край - оборотите почти не се променят до колкото мога да определя на око). Захранвам ги със автомобилен акумулатор 12V 75Ah... Моля всеки който има някаква идея какъв може да е проблема да сподели някакви насоки...

Електромотора от електрическата перка е същия като от това клипче, човека го е подкарал също със хоби спийд контролер и същия серво тестер като този който аз имам..
https://www.youtube.com/watch?v=In40bskrRaY

[EDM electronics]

Темата с BLCD въобще не е проста и не може да се обясни накратко. Ако не си наясно с принципа на работа и на двигателя, и на инвертора, трудно ще се справиш. А проблема при тръгването може да бъде от всякакво естество.

Най-общо казано при тези трифазни мотори магнитното поле на статора трябва да се направи въртящо и то да си взаимодейства с ротора в зависимост от развъртането - оборотите. Информацията за това се взима по два начина: 1. с магнитни датчици на Холи и 2. електромагнитни такива, като се ползват самите намотки. При първия вариант още преди да запуснеш двигателя инвертора има информация, какво е положението на магнитния ротор спрямо статора и съответно подава първия импулс на съответната намотка, за да се завърти в правилната посока, после нещата вървят по план и се подават импулси в зависимост от достигнатите обороти в зависимост от натоварването на двигателя и с помощта на датчиците. Когато инвертора е бездатчиков той не знае първоначалното положение на ротора, как е застанал спрямо статора. Тогава, за да се завърти се подава импулс на някоя от намотките и ротора се завърта напред или назад, докато другите намотки вече регистрират положението на ротора. Тогава двигателя се развърта и пак всичко си върви по план, дори по-добре от първия вариант, но недостатъка е огромния начален ток за развъртане и ниския въртящ момент тогава. Иначе при бездатчиковия ввариант предварението е динамично и двигателя работи оптимално на всички обороти, докато при датчиковия той работи оптимално само на фиксирани обороти, освен, ако инвертора няма функцията да изменя предварението.

Какво е предварение?
Същото е като при ДВГ. За да протече максимален ток в намотката е нужно време, защото при индуктивностите напрежението изпреварва тока, затова е необходимо да се подаде импулса преди магнита на ротора да е достигнал началото на бобината на зъба. Това предварение ще е различно при различната ъглова скорост. Толкова накратко за принципа със скопено обяснение за електрическата част.

Най-вероятната причина да не ти тръгва с пълни обороти двигателя е защото инвертора ти не може да работи с най-високия коефициент на запълване на импулсите или несъответстващо управление, лошо управление. Ако той е датчиков, най-вероятно не си настроил авансовата плочка на датчиците /ако има такава/. Ако няма и са стационарни, не е нужна настройка. Ако инвертора ти е бездатчиков, най-вероятната причина е управляващото напрежение за ШИМ на инвертора. Това може лесно да се провери на осцилоскоп, но щом не си в час с ел. частта, едва ли ще се справиш.

Направи един клип и го постни тук или ю-туб, като огледам, мога да те насоча. Казвам ти го като чиляк, дето си е блъскал и продължава да си блъска главицата с BLCD. 

[krasias]

Lambo_Rambo, тия спийд контролери дето си ги купил доколкото съм чел се програмират, продават се отделно програматори за тях. И се настройват разни времена при тръгване спиране и други параметри. Извинявай не съм работил досега с такива контролери но мисля че е най добре  да попиташ за тях в някой от сайтовете за авиомоделизъм, там ще ти дадат най добър отговор.

[Lambo_Rambo]

Благодаря много за отговора, тези неща са ми смилаеми, но до колкото разбирам и двата контролера които ползвам са "sensorless", иначе електромотора от перката (от клипа в ютуб) има 3 стационарни датчика на хол, но те няма къде да се включат в контролера, както се вижда и на клипа четвъртия кабел (в него има 5 отделни малки кабелчета по спомен) си виси свободно надолу и не се използва. Отдолу в коментарите на клипа си писах с руснака (да живее google translate) и той е писал че неговия контролер има автоматично засичане на ъгъла на "запалване", каквото и да значи това в хардуерен аспект, предполагам че това е проблема и най-вероятно моите контролери нямат такова нещо. Иначе ето каква е ситуацията при мен, същото се случва и с електромотора от автомобилната перка. 5тте волта за възбуждане на намотката ги докарвам чрез автомобилно зарядно за телефон, но дори ако свържа 2те жички директно към акумулатора въртенето е абсолютно същото като скорост и мощност. А и както се вижда като навия рязко серво тестера и електромотора спира.

https://youtu.be/mI0M31hZBVk

krasias - от форумите за моделизъм вдигнах ръце вече, там покажеш ли им нещо което не е конкретно направено за колички/самолети/хеликоптери и те гледат като извънземен, а и честно казано компетентността им е силно под въпрос за мен. относно програмирането на спийд контролерите, за първия ми контролер (който изгоря) купих програмна карта но не успях да постигна нищо с нея, а във форума имаше изказвания че си идвали програмирани тия контролери..

Честно казано съм склонен да отида при човек който наистина разбира и да му платя да ми обясни/настрои нещата, но започвам да си мисля че такива хора няма, всички казват "ми да ве то си става" и в същото време са виждали такива неща само на картинка

[Dedo pop]

   Според мен въпроса е в настройките на контролера. В тях има едно място в което казваш колко полета/полюси/ има двигателя и инвертора се оправя нататък. Предполагам при теб се е получило нещо такова. А щом няма начин да му го кажеш изхода е само един - търсиш двигател който ще работи с тоя контролер.

[Lambo_Rambo]

По принцип целта е обратната, трябва да се подкарат конкретните електромотори, и се търси с какво и как да се подкарат. Моделарски електродвигатели не ми представляват интерес, електромотора който се опитвам да подкарам ми представлява интерес защото е най-мощната автомобилна охлаждаща перка която съм виждал, интереса ми е да я ползвам за охлаждане. Самия електромотор е означен като 850 ватов, което ще е достатъчно и за ел колело даже. Алтернатора ми представлява интерес защото искам да поекспериментирам с такова задвижване за ел колела, или да направя ел. картинг за сина ми и така нататък, има автомобилни алтернатори (за леки коли, не камиони) от по 200 ампера, което на по висок волтаж трябва да дава много сериозни коне, доста повече от картингите по картинг пистите... Конкретния алтернатор от клипа не е повече от 70тина ампера, а контролера който ползвам е 100, много се надявам да успее да го захрани поне на 12 волта, но да е на пълна мощност, защото в момента тягата буквално я няма, а 70 ампера на 12+ волта пак трябва да дава достатъчна мощност за захранване на едно ел колело.

[EDM electronics]

Ето ти един контролер без пари, който работи много добре, бездатчиков е до 20А: https://ru.aliexpress.com/item/DC-12V-24V-36V-500W-Brushless-Motor-Drive-Board-Balanced-Car-BLDC-Controller/32684492208.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.9DANoc

Ако ти трябва по-голям ток, просто го ползваш, като драйвер, а отделно трябва да си направиш 3-фазен мост с транзистори. На контролера има товарен шунт от който се настройва токовото ограничение.

И защо трябва да работи с 12 В, това е страшно неефективно, свързано е с огромни загуби поради големите токове. Работи с високи напрежения. Двигателите са навити за 12В и това те ограничава, по отношение на ефективността. Велосипедите вече работят от 48В нагоре, до 80В. Освен това при велосипедите има и редуктор и още двигателя е многополюсен, нискооборотен с голям въртящ момент. Струва ми се искаш да преоткриваш топлата вода. Вътрешен ротор на алтернатор означава високи обороти и малък въртящ момент. Да подкараш 1-2 кВт на 12В си представям проводници, като за електрожен, а по тях пад от няколко волта и КПД-то, което всъщност целим най-вече, отива на кино.

BLCD с неодимови магнити е по-икономичен и с много по-малки габарити от това с което си се захванал ти. И имай предвид, че тия мощности дето ги говориш искат охлаждане и то сериозно.

[Lambo_Rambo]

Идеята електормотора от автомобилната перка (от клипчето на руснака в ютуб) е да се ползва за охлаждане на автомобил и за това е на 12 волта, тя на толкова си работи и заводски. Алтернатора разбира се че за в бъдеще ще се подкара на по-високо напрежение. Целта на сегашните експерименти е да постигна някакъв успех в подкарването на тия електромотори на 12 волта, и тогава да се хвърлям в покупки на скъпи батерии, контролери и така нататък. Имам една мотоциклетна рамка напълно оборудвана с окачване гуми джанти спирачки и имам мерак да я подкарам на ток някой ден, все пак тя може да се натовари много по-сериозно отколкото еднин велосипед. Проблема е че съм много далеч от какъвто и да било резултат. Ето в клипа на руснака от ютуб - мотора от перката се върти като ненормален със сериозна мощност, а го захранва със батерийка 8.1 волта до колкото виждам. При мен на 12 волта се върти колкото да не спре. Ако кажете че проблема е до настройката на контролера приключваме дискусията и продължавам да си блъскам главата с опити. Днес пробвах да включа програмната карта която бях взел за стария ми контролер, но седи на режим четене и съответно нямам възможност да направя каквито и да били настройки.

[mind]

Гледа ли това клипче? https://www.youtube.com/watch?v=3BvXXBCqqfc
Според мен е хубаво да захраниш някакъв друг мотор за да си сигурен, че контролера е в ред.
Примерно мотор от HDD. https://www.youtube.com/watch?v=vvkqCIA43AA
Така едно по едно ще отстраняваш възможните неизправности или грешки при свързването.

EDM electronics, гледам, че в цялата тема пишеш BLCD
Абревиатурата е:   Brush Less Direct Current  =  BLDC

[Радико]

Ламбо
Ще се опитам да ти помогна за вторият случай. Алтернатора се явява синхронна машина и поради тази причина се нуждае от предварително развъртане при стартиране. Най лесно това става ако го пускаш първоначално в асинхронен режим. За целта първо при стартиране свързваш към ротора резистор около шест ома, като се развърти малко го даваш на късо и едва тогава му подаваш напрежение. Тук точно е тънкият момент, защото ако тока е недостатъчен, ротора е недовъзбуден и губи синхрон  ако пък е голям, ще се превъзбуди, ще влезе в генераторен режим и ще стане на спирачка.

[Михаил Кузмов]

Искам да внеса едно друго виждане по въпроса.  BLDC са конструирани да бъдат мотори, да конвертират електрическа енергия в механична. Т.е. да въртят нещо. Алтернатора е конструиран да бъде генератор, да конвертира механична енергия в електрическа. Т.е. да бъде въртян от външна сила.
Алтернатора може да стане мотор, но забележете конструктивната разлика! На BLDC магнитите се въртят от външна страна и предават механична сила към оста с по дълго рамо. Т.е. имаме лост от втори род с по дълго рамо.
Ротора на алтернатора може да бъде преобразуван с постоянни магнити, и да стане BLDC но в крайна сметка магнитите ще са от вътрешна страна. Т.е. рамото ще бъде по късо. В този смисъл, ефективността на лоста от втори род ще  бъде по малка. Казано по друг начин ще имаме по малък въртящ момент. Разбира се това може да бъде компенсирано с предавка за сметка на оборотите.
И най важното, един алтернатор в режим на двигател няма да бъде ефктивен, защото ще консумира примерно 600W (ако толкова е мощността която може да отдаде при въртене от външна сила) а ще конвертира в механична сила да речем едва 300W.
Изобщо, автомобилният алтернатор е не ефективна машина, и аз не бих се занимавал с него. Освен преработен с магнити за вятърен генератор. Но това е друга тема.
Lambo_Rambo, нещата с BLDC не са чак толкова сложни ако имаш необходимите знания, и необходимите инструменти да видиш какво се случва.Сигурно си гледал клипове като този:       
https://www.youtube.com/watch?v=bCEiOnuODac
Анимацията добре обяснява как изглеждат нещата. За съжаление от тук нататък, инструмента осцилоскоп те "застрелва" както се
изразяваш. За това не зная как си представяш да продължиш. В крайна сметка може и да се получи с налучкване. Пробвай всякакви дистанционни акъли и успех!!

[mind]

Алтернатора може да стане мотор, но забележете конструктивната разлика! На BLDC магнитите се въртят от външна страна и предават механична сила към оста с по дълго рамо. Т.е. имаме лост от втори род с по дълго рамо.

Въобще не мога да се съглася с подобно твърдение. Въртящия момент зависи от радиуса на ротора или вътрешния радиус на статора(въздушната междина).  Иначе излиза, че ако застопоря ротора на какъвто и да е мотор, а оставя статора да се върти ще получа по-голям въртящ момент. Няма логика.

[Михаил Кузмов]

maind, пишем едно и също а ти не си съгласен! И в двата случая ротора върти оста. Обаче при BLDC магнитите които са на ротора се въртят от външна страна на статора. Следователно имаме по голям радиус, съответно въртящ момент.
Всичко това не се ли разбира от клипа?

[Радико]

Кузмов, Кузмов. За съжаление трябва да отбележа, че написаното от теб изобщо не отговаря на истината. От електрическа гледна точка ел-машините се състоят от две основни части, индуктор и котва. Те могат да са със въртящ се индуктор или въртяща се котва като това изобщо не влияе на раотата или ефективността им. Освен това се използва израза електрически машини защото всяка от тях може да работи с еднакъв успех както като двигател така и като генератор. Ако наричат една машина генератор, единствената причина да бъде генератор е, че са я заплюли за такава.
Във случая с алтернатора единствената пречка е изправителния блок който обаче ясно е написано, че е премахнат.

[Михаил Кузмов]

Ти изобщо направи ли си труда да сравниш BLDC с алтернатор? Ако беше щеше да се запиташ, защо BLDC за предпочитане се правят с магнити от външна страна на статора!