Меню

Blcd двигатель из генератора

Проверка возможностей автомобильного генератора в качестве электродвигателя.

Решил провести эксперимент, по возможности использования генератора от легкового автомобиля, как тягового двигателя с прямым приводом на колесо, для велосипеда или что-либо подобного.
У меня как раз есть исправный генератор, но использовать его в автомобиль я не могу, как и некоторые другие вещи, но зато попробую провести этот эксперимент сам. В интернете на специализированных форумах есть размышления, что так не делают, что и в конструкции генератора специально особым образом подобраны формы ротора и статора, для работы его как генератора. Да и наличие отдельной катушки возбуждения усложняет конструкцию. Но из достоинств – генератор не создает практически никаких сопротивлений вращению, если на него не подан ток, и он есть за бесплатно. Заниматься самому математическим анализом реализации такой возможности, нет достаточного опыта и данных, пока (если кто разложит все по полочкам — буду признателен).
Схема подключения генератора:

Генератор был аккуратно разобран:

Из него был удален диодный мост и схема регулятора напряжения, подключены провода к обмоткам генератора, и щеточному узлу катушки возбуждения:

Затем все было собрано аккуратно и стало иметь такой вид:

Скрепка – торчащая из задней крышки генератора, фиксирует подпружиненные щетки в заглубленном состоянии, что позволяет правильно установить заднюю крышку, ничего не сломав. Затем скрепка вытягивается, и щетки упираются в коллектор.

Далее, из имеющегося блока электроусилителя руля, работающего на трехфазный мотор, изымаем блок силовых транзисторов. К сожалению, использовать его как полноценный блок управления трехфазным мотором (BLDC) нельзя.

Поэтому подключим блок силовых транзисторов к имеющейся плате 2CAN (описано ранее), через самодельную плату с драйверами управления транзисторами. А так как лето у нас короткое, то плата сделана самым простым и быстрым проверенным способом лазерной печати и утюга:

Общая схема получилась примерно такая:

Так как на плате 2CAN разведены не все выводы платы и микроконтроллера, пришлось добавить соединений навесным монтажом:

Написана простая программа управления трехфазным двигателем, используя таймер №1.Пока решил не использовать датчики положения ротора, ограничившись только регулировкой частоты вращения и заполнением ШИМ (амплитуду синусоид). Если генератор покажет оптимистичные характеристики, то тогда и усложню схему и программу. Форму напряжения выбрал синусоидальную, коэффициенты для таймера рассчитал простой программой на javascript, (позволяет писать программы в любом текстовом редакторе и запускать на выполнение любым браузером), файл sine.html (в zip) прилагаю ниже.

При открытии его браузером, можно просмотреть значения, и скопировать в буфер обмена:

Такая конструкция получилось в итоге:

Форма результирующего напряжения двух фаз такая (осциллограф двухлучевой к сожалению):

(после простого R-C фильтра для щупа осциллографа), а так без фильтра на прямую:

В качестве источника питания был выбран аккумулятор 12В 7А, через предохранитель 30 Ампер питание подавалось на схему. Обороты генератора, которые меня интересовали, были в пределах от 0 до 420 оборотов в минуту. Исходя из того, что если на шкив генератора надеть колесо диаметром 20 см, и при этом скорость максимальную ограничить в 16км/час. Подключим генератор:

Примитивным способом оценить крутящий момент, развиваемый генератором, решили с помощью поднятия груза, подвешенного за веревку к шкиву генератора.

Далее все расчеты довольно примитивны, и возможно есть ошибки. В качестве груза выбрал две 5-литровых емкости с водой. При диаметре шкива 5,5см, генератор с уверенно поднимал этот груз при 50 % заполнении ШИМ таймера на высоту 50 см за 3 секунды. Ток от аккумулятора составлял порядка 16 Ампер, но и напряжение на нем падало до 11 Вольт (слабоват аккумулятор). Получается, гарантирован крутящий момент примерно 2,75 ньютона на метр, при 3 оборотах в секунду. Сила тяги генератора с колесом диаметром 20см, одетого напрямую на вал, составила бы 12,5 ньютона (условная скорость составила бы примерно 7км/час). Для ребёнка, стоящего на роликах может быть и хватит. Для реализации полной мощности потребовался бы аккумулятор большей емкости, и более толстые провода. Без нагрузки, генератор вращается без подачи тока на катушку возбуждения (как несинхронный трехфазный электродвигатель). По идее, учитывая, что при потребляемой мощности в 176 ватт, получаем мощность на совершение работы, очень примерно оцененной в 16 Ватт, КПД полученного устройства не радует. Даже если удастся увеличить КПД использованием датчиков положения ротора в два -три раза, тяга маловата все таки для взрослого человека. Значительная часть тока тратится на катушку возбуждения, при этом, в зависимости от нагрузки, оборотов и температуры генератора составляет это порядка 5 — 12 Ампер. Да и генератор в родном рабочем режиме крутится на горазбо более высоких оборотах (2100 — 18000 об/мин). Выходить на рабочие токи больше 30 Ампер в схеме посчитал нецелесообразным. Конечно, используя мотор с постоянными магнитами, можно значительно поднять КПД устройства. Но все равно, значительные токи в узлах схемы, при напряжении питания в 12 Вольт, не позволяют добиться приемлемых параметров при длительной работе мотора в тяговом режиме. А перематывать катушки статора генератора под другое напряжение, количество оборотов, делать ротор с неодимовыми магнитами — это уже надо быть сильно мотивированным на это. Практичнее переходить на готовые, относительно легко доступные BLDC моторы для велосипедов, скутеров и т.д. с напряжением 36 Вольт и более. Также был подключен оригинальный двигатель, и это совсем другая тема и возможности:

В автомобильных вентиляторах охлаждения, часто применяются двухфазные электродвигатели с постоянными магнитами, выдавая мощность под 300ватт (но коррозия и большие токи зачастую выводят из строя компактную схему управления, встроенную в мотор).

Других целей больше не было, остался удовлетворенным полученным отрицательным результатом 🙂

Приведу настройки таймера:

А табличные значения получаем как написано выше (редактируем имя распечатываемого на экран массива ) 🙂 Плохо что видео нельзя тут приложить, довольно забавно. Если есть вопросы – без проблем задавайте, пишите 🙂

С уважением, Астанин Сергей, ICQ 164487932.

Добавил сам проект, правда внутри много лишнего осталось от проекта общения по CAN, но мотору не мешает.

Источник

BLDC из автогенератора

Видео с примером переделки автомобильного генератора в синхронную машину с обмоткой возбуждения. Мне когда то понадобилось для разработки одной железки надыбать BLDC двигатель, пока заказанное идет, искалось что то дешевое для экспериментов, если сгорит, что бы не жалко и достаточной мощности.

Собственно, синхронные двигатели обратимые, это означает, что если мы будем вращать ротор, то будет генерироваться ЭДС на обмотках статора и можно это использовать, например, в режиме рекуперации в электроавто, что бы подзарядить аккумуляторы, когда едем с горы, потом включили режим двигателя, когда уже по прямой едем.

Синхронным двигателям необходимо возбуждение, это не то возбуждение, о котором подумали.

Оно создается либо от постоянных магнитов, либо мы делаем электромагнит, который мы можем получить, сделав на роторе пазы и уложив туда обмотку — обмотку возбуждения.

И чем сильнее электромагнит, тем большую ЭДС мы получим

Эта самая обмотка возбуждения позволяет регулировать ток в роторе, а значит потокосцепление между статором, где есть переменный ток и ротором, где ток постоянный.

По простому — из ротора делаем мощный такой электромагнит, он хоть и кушает батарею, но достаточно дешев, для экспериментов годится.

Дубликаты не найдены

От тока возбуждения будет зависеть максимальный крутящий момент в котором мотор не сорвёт с синхронного режима. Боюсь, что в старт-стопе такой мотор (без редуктора) не потянет. То есть чтобы получить огромный момент при малых оборотах прийдётся повышать чрезмерно ток возбуждения (и, дальше вопрос, что наступит первым, перегрев обмотки или насыщение якоря) и напряжение/ ток в трехфазной обмотке. Кстати, если есть возможность получить доступ к другим концам статорных обмоток, можно поиграться с переключением их в треугольник. Для малых оборотов должно помочь. Schupalce — респект. Мало кто действительно понимает, как оно работает и умеет объяснять. Таких версий и срачей насмотрелся.

Вполне правильная мысль, при условии, что оно будет работать так же от 12/14 Вольт.
Но если будет вкачиваться 35- 40 Вольт(у меня 42 Вольта), не уверен, что реле регулятору не поплохеет.

Т.к. в момент работы на роторе будет также возникать ЭДС она будет выше, и значительно выше, когда будут отключать питание, если рекуперация не используется.

Выпрямительные диоды тоже не рассчитаны на такой режим, они хоть и силовые, но достаточно низковольтные (примерно 200 Вольт).

Есть ещё момент за ток через обмотку возбуждения в режиме автогенератора, обычно вкачивается от 1 до 3 Ампер и регулируется выходное бортовое напряжение, но в режиме мотора BLDC уже нужно регулировать ток в обмотке возбуждения, держать его постоянным, а это уже немного другая схема измерения, через шунт. К тому же ток в пять Ампер обычно максимум для транзистора на регуляторе, а тут можно 6 и 7, пока не начнет насыщаться железо статора.

Я вкачивал в некоторые экземпляры почти 8 Ампер, без насыщения, что позволяет снять значительно больше момента.

Вы не поверите, но те же 750 Вт.

Вы не поверите. )
Московский институт в лохматых годах уже делал и были предсерийные образцы

А чуть ниже чья то работа по такому типу с описанием, вдруг интересно.

А вот бош уже в лохматом году озаботился:

А что именно? Переделка или установка готового или отеч. авто с таким уже установленным?

1) переделка — да, но колхоз, ничего сложного, время — деньги, руки.
2) и 3) установка — тоже можно, весь вопрос что понимается под отеч. авто )

А оказывается у меня был подобный пост, а я забыл )

Ну если это ставить на калину, она ещё на тыр 100 подорожает.

Когда калину покупают, совершается негласный договор, что покупатель обязуется приобретать запчасти, собственно это основной заработок (по ходу дела) автоваза )

Стартер-генератор слишком надежная вещь, что бы упускать выгоду, которая была бы при продаже запчастей и обслуживания по замене их, поэтому на надежные агрегаты цену повышают )

Если серьезно, то может, т.к. генератор синхронная машина( например, тот же вентильный двигатель, обычно его берут в разработку) и что бы из генератора сделать двигатель — нужно на генератор подать трехфазный ток(в зависимости от типа), а это возможно только со специализированным контроллером.
Наличие силовой электроники само по себе дорого. Но есть же еще конструктивные особенности, которые ничуть не дешевле.

Тогда вопрос задан по хитрому )
Предполагается, что сравнение мощности идет в равных условиях.

Т.е. если мы раскрутили генератор до 1000 оборотов в минуту и ток через обмотку возбуждения равен 2 А, то какой ток мы сможем снять с генератора?
Ну и в режиме мотора, какую мощность мы снимем с ротора, если ток через обмотку возбуждения зададим в 2А, а обороты будем поддерживать на уровне 1000.

Эти цифры будут совпадать )

Диодный мост используется в режиме генератора, в режиме мотора они не используются по прямому назначению.

Т.е. если мы раскрутили генератор до 1000 оборотов в минуту и ток через обмотку возбуждения равен 2 А, то какой ток мы сможем снять с генератора?
Ну и в режиме мотора, какую мощность мы снимем с ротора, если ток через обмотку возбуждения зададим в 2А, а обороты будем поддерживать на уровне 1000.
Эти цифры будут совпадать )

Не. Опять всё неправильно. 🙂
Какой ток можно снять с генератора при 1000об/мин.
Это почти правильный вопрос.
Какую электрическую мощность мы можем снять при 1000об/мин и токе возбуждения хА — это правильнее.

А вот второе утверждение неверно принципиально.
Ток в возбуждении тот же, обороты те же, а вот ток в статоре и механическая мощность на валу будет зависеть ещё и от момента на валу.

Ну и совсем уж для полной ясности.
Максимальная механическая мощность в режиме генератора и двигателя будут совпадать, а вот электрическая в этих режимах будет отличаться.
И если для генератора обычно указывается электрическая мощность, то для двигателя принято указывать механическую.
Так что, с учётом этого, мощность двигателя, из переделанного генератора, при равных оборотах будет чуть больше, чем мощность генератора 🙂
Ну это так — чисто из занудства 🙂

Ток в возбуждении тот же, обороты те же, а вот ток в статоре и механическая мощность на валу будет зависеть ещё и от момента на валу.

Все верно, поэтому и написано, про удержание оборотов на 1000 в режиме мотора.
Либо мы друг друга не понимаем, либо я не понимаю )
Что бы вычислить мощность, нужно дать нагрузку на мотор, и когда обороты устаканятся, мы узнаем момент и считаем мощность.

Это может быть, вторые сутки не сплю 🙂

Запуск электродвигателя 132 кВт

Приехал к нам новый (для нас) компрессор. Думали «ну всё, пиздес, еще одно чудовище, которое будет при старте просаживать секцию на ТП до 200В. Есть у нас насосы с движками по 132 кВт, на старте грузят под 1200А. А когда распаковали — приятно удивились. Пуск с переходом звезда/треугольник. В пике потребление примерно 500А. Дует максимум 8 бар (потом аварийная остановка), но 23 куба в минуту.

Немного о двигателях.

Михаил Осипович Доливо-Добровольский, Человек с большой буквы.

Хочу рассказать вам о замечательном человеке, благодаря которому мы с вами, собственно и можем прочитать этот текст, ведь именно с него началось повальное увлечение человечества электричеством.

Родился он 21 декабря 1861 (2 января 1862) в Гатчине, в многодетной дворянской семье. Мать русская, отец польского происхождения.

Позже, в 1873 году, его родители переехали в Одессу.В 1878 году Миша окончил реальное училище и поступил в Рижский политехнический институт, однако за участие в антиправительственной агитации он был исключён из института без права поступления в другие высшие учебные заведения Российской империи.

Мишаня решил, что учиться он все же хочет и дальше, поэтому он поступил в Дармштадтское высшее техническое училище, где уделялось особое внимание практическому применению электричества. Здесь в 1882 году была учреждена специальная кафедра электротехники, которую возглавил профессор Эразм Киттлер, а в январе 1883 года, впервые в практике высшего образования, был введён специальный курс электротехники. В том же году Э. Киттлер открыл электротехническую лабораторию, в которой после окончания (с отличием) Дармштадтского технического училища должность ассистента занял наш герой. Молодому преподавателю было поручено вести курс «Электрохимия с особым вниманием к гальванопластике и металлургии».

В 1887 году Михаила пригласили в фирму AEG (Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft), где в 1909 году был назначен директором и проработал в этой должности до конца жизни.

Творческая и инженерная деятельность Доливо-Добровольского была направлена на решение задач, с которыми неизбежно пришлось бы столкнуться при широком использовании электроэнергии. Работа в этом направлении, на основе полученного Николой Теслой двухфазного тока, в необычайно короткий срок привела к разработке трёхфазной электрической системы и совершенной, в принципе, не изменившейся до настоящего времени конструкции асинхронного электродвигателя.

Весной 1889 г. Михаилом был построен трёхфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 Вт.

В том же 1889 году он изобрел трёхфазный трансформатор (германский патент №56359 от 29 августа 1889 года)

Трёхфазная система не получила бы в первые же годы своего существования столь быстрого распространения, если бы не решила проблемы передачи энергии на большие расстояния.

В 1891 году Михаилом Осиповичем была осуществлена Лауфен-Франкфуртская электропередача. Во Франкфурте-на-Майне, во время проведения международной выставки, демонстрирующей электротехнические достижения, перед главным входом на выставку был построен искусственный водопад и установлен мощный асинхронный двигатель нашего соотечественника на 100 л.с., который приводил в движение насос, подававший воду к водопаду.

Небольшая гидроэлектростанция с трёхфазным синхронным генератором, которая с помощью понижающего и повышающего трансформаторов, сооруженных Михаилом, передавала электроэнергию на невиданное в те времена расстояние в 170 км, была построена на реке Неккар, в местечке Лауфен. Выставка имела грандиозный успех. Делегации учёных и инженеров из-за границы приезжали ознакомиться с устройством невиданной электропередачи даже после закрытия экспозиции. Существует точка зрения, что именно с этого момента берёт своё начало современная электрификация.

Чуть позже, в октябре 1891 г. была сделана патентная заявка на трёхфазный трансформатор с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости. В принципе, эта конструкция сохранилась до настоящего времени.

Михаил мечтал вернуться в Россию. Предполагалось, что он станет деканом Электромеханического факультета Санкт-Петербургского политехнического института, открывшегося в 1899 году. Этим планам помешали договорные обязательства с AEG, которыми Михаил Осипович был связан. Ну а в 1914 году, когда разразилась Первая мировая война, Михаил, сохранивший российское подданство, переехал в Швейцарию. В 1918 году он вновь приехал в Берлин, предполагая вернуться к работе в фирме AEG. Однако болезнь сердца, мучившая его с детства, обострилась и наш мир потерял еще одного человека, благодаря которому наш мир изменился навсегда.

Источник

Adblock
detector