Перейти к содержанию
Aviamodelka - форум авиамоделистов-самодельщиков

Бальза Фанера Карбоновые трубки Эпоксидные смолы Карбоновые стержни Латунные трубки Проволока ОВС Ткани

Бальза, Фанера, Карбоновые трубки, Эпоксидные смолы, Карбоновые стержни, Латунные трубки, Проволока ОВС, Ткани, МРД, Клеи

Проблемы тока холостого хода.


Гость flysnake

Рекомендуемые сообщения

После перемотки сильно возрос ток холостого хода. Витков намотано столько же. Сопротивление новой обмотки в пару раз меньше старой. КЗ нет.

При размотке обнаружил, что одна обмотка (длина провода) ощутимо короче остальных. При размотке считал витки. Максимальная ошибка - 3 витка (на уровне 72 на трех зубах). Пытался оценить "прямые потери" от разной величины обмоток - должны быть меньше в разы.

Пока две версии:

1 Магниты сильно разные. Из-за уменьшения сопротивления обмоток возрос ток в треугольнике.

2 Разные обмотки "искривляют фазы" регулятора (я знаю, как он работает "теоретически", но как конкретно работает программа, никогда не интересовался и не знаю, возможен ли подобный эффект).

Ссылка на комментарий

Бальза Фанера Карбоновые трубки Эпоксидные смолы Карбоновые стержни Латунные трубки Проволока ОВС Ткани

Бальза, Фанера, Карбоновые трубки, Эпоксидные смолы, Карбоновые стержни, Латунные трубки, Проволока ОВС, Ткани, МРД, Клеи

  • Ответов 34
  • Создана
  • Последний ответ

Топ авторов темы

Топ авторов темы

Изображения в теме

...увеличения тока холостого хода в 1.5-2.0 раза

Я изучал работу двигателя (и БК тоже); в общем виде - в институте; конкретно - видел несколько статей в инете.

Видел следующие источники потерь:

На мощности - сопротивление обмотки; в данном случае это не актуально, так как там рассматривается падение напряжения (полезного) от тока на сопротивлении обмотки.

Ток холостого хода. Он, в свою очередь во всех источниках имел следующие причины:

1 Трение. Чтобы его преодолеть, нужна сила (момент), которую создает ток.

2 Токи Фуко в седечнике. Они пропорциональны оборотам.

3 Аэродинамические потери внутри двигателя. Они пропорциональны квадрату оборотов.

Это, в общем-то, все.

Если учесть, что питание подается прямоугольниками (а не тремя синусами), то возникают следующие потери:

4 На большом токе (на мощности) возникают токи Фуко в магнитах ротора и самом роторе. При трех синусах поле статора неподвижно относительно ротора. Разница между прямоугольниками (если учесть индуктивность, то они не очень прямоугольники) и синусом дает пульсирующее поле, которое вызывает токи Фуко

5 На любом токе есть разница между синусами (идеальными) и прямоугольниками питания (реальными). В результате этого ток то отдается в аккумулятор, то потребляется из него. Оценил среднюю величину этоой разности - около 5% напряжения питания.

6 Если реально генерируемое на обмотках напряжение не синусоидально, то появляется ток "короткого замыкания" в треугольнике. То же самое получается при разных обмотках и/или магнитах (при идеальных синусах генерации напряжения обмоток всегда уравновешены и этого тока нет).

*

Теперь о конкретном случае.

Напряжение 7.4В.

Раньше ток ХХ был немного больше 0.25А. Сопротивление обмотки - 1 Ом (с выводами). Потребляемая мощность ХХ была 2 Вт.

Сейчас ток ХХ чуть больше 0.5А. Сопротивление обмотки 0.5 Ом (с выводами). Потребляемая мощность 3.8 Вт

Какими причинами вызвано увеличение тока?

ПП 1,2,3 в моем случае постоянны, так как обороты не изменились. П 4 - не имеет значения.

Остались П5, П6.

Сколько может дать П5.

Возьму для верности 6% среднеквадратичного напряжения. Получу 0.4В

Старая мощность - 0.4*0.4/1=0.16 Вт

Новая мощность - 0.4*0.4/0.5=0.32 Вт

Изменение - 0.16 Вт

Учту лишнюю пульсацию напряжения, вызвнную 3 витками разбаланса обмоток.

Имею - 7.4В, 72 витка. 0.1 виток на Вольт.

На 3 витка - 0.3 В

Оценка "по максимуму". Добавлю к пульсации и подсчитаю новое значение.

0.7*0.7/0.5=1Вт

Реально получится меньше, так как имется "один провал на три горба"

Можно смело взять полусумму "идеального и практического"

(0.32+1)/2=0.66 Вт

Прибавка в этом случае 0.5Вт

 

П6.

Оценю разное количество витков (буду считать, что раньше было идеально)

Имею - 7.4В, 72 витка. 0.1 виток на Вольт.

3 витка дают 0.3В . Учту, что ток течет по треугольнику, у которого R=1.8 Ом

Получится 0.3*0.3/1.8= 0.05Вт

 

Результат:

Максимальная прибавка мощности - 0.6Вт, а не 1.8Вт

Не учтена неравность магнитов и несинусоидальность ЭДС.... Неужели все так криво???

 

 

Ссылка на комментарий
Сопротивление новой обмотки в пару раз меньше старой. КЗ нет.

 

 

Я думаю в этом случае вполне логично ожидать увеличения тока холостого хода в 1.5-2.0 раза

Значит, если взять сверхпроводящие провода, то ток х.х. увеличится в бесконечное число раз?!

Ссылка на комментарий
Значит, если взять сверхпроводящие провода, то ток х.х. увеличится в бесконечное число раз?!

Интересная теоретическая задача. Если двигатель идеально симметричен (то есть все обмотки при кручении дают идеальные синусы), и регулятор и источник питания имеют нулевое сопротивление, то.

Первый вариант. Двигатель в каждой фазе будет крутиться с переменной скоростью, чтобы из вершинн синуса получились плоские вершины. :mellow:, иначе разовьются бесконечные токи и будут бесконечные силы.

Второй вариант (более реалистичный). Если вспомнить, что индуктивность никуда не делась, то вершины будут не очень плоские и токи "не очень бесконечные". :huh:

Ссылка на комментарий

Мне кажется очень полезной статистика по току ХХ. Если экономией электричества озабочены не все, то не забывайте, что ток ХХ ГРЕЕТ двигатель :blink: И, например, для моего движка (10г веса) 0.5А - это серьезно - 3.8Вт!!!

Интересно, кроме тока, в статистике иметь:

Сопротивление обмотки, нормальный рабочий ток, рабочее напряжение, обороты ХХ (приблизительно), тип соединения - звезда или треугольник.

Ссылка на комментарий

Сегодня перемотал движок. Сначала перемотал на звезду (меньше витков более толстым проводом). И решил посмотреть форму сигнала на нем в режиме генератора. Прицепил к другому движку и раскрутил до 3500-4500 об/мин (оборотов точно не знаю, хотя можно было вычислить по осциллограмме).

В режиме треугольника посмотрел напряжение между выводами - НИЧЕГО похожего на синус!!! Сигнал имел вид трапеции с ДВУГОРБОЙ вершинкой. Впадина между горбами небольшая (меньше 10% аплитуды) ширина вершинны трапеции (если считать по уровню впадины) немного меньше, чем рабочая ширина вершинки синуса.

В режиме треугольника посмотрел напряжение в кольце (разорвал одно соединение и смотрел напряжение между выводами, которые должны соединяться). Результат странный - ПИЛА, но хороший - амплитуда пилы не больше 1/8 амплитуды генератора. То есть потери из-за колцевых токов будут небольшими.

Провел измерение в схеме "звезда".

Результат жуткий - сигнал похож на синус, у которого вершинку сильно вытянули по амплитуде.

РУЗУЛЬТАТЫ.

По схеме "звезда" этот двигатель включать НЕЛЬЗЯ.

По схеме "треугольник" результаты должны быть очень приличными.

Перемотал движок в "треугольник" (намотал больше витков).

Повторил измерения по схеме "треугольник" в режиме генератора. Измерения повторились (с точностью до величины сигнала - она выросла).

Ссылка на комментарий
В режиме треугольника посмотрел напряжение между выводами - НИЧЕГО похожего на синус!!! Сигнал имел вид трапеции с ДВУГОРБОЙ вершинкой.

1. А какой вид сигнала был между другими парами выводов?

2. Вы замеряли ЭДС, т.е. никакой нагрузки не было?

Изменено пользователем Vic88
Ссылка на комментарий
Значит, если взять сверхпроводящие провода, то ток х.х. увеличится в бесконечное число раз?!

 

Нет не увеличится ... есть еще и другие потери... Впрочем что будет при абсолютном нуле - фиг знает..

Но то что при понижении сопротивления обмоток ток растет - вполне закономерно...

 

Вы не заметили разве, что я написал не в 2 раза, а в 1.5-2.0 раза? Это ориентировочная оценка...

Может не в 1.5-2.0 а например в 1.3-1.8 раза, но увеличиться ток все-таки обязан, ну а для точной оценки его увеличения нужно учитывать все (не только омические параметры) мотора

Ссылка на комментарий
Впрочем что будет при абсолютном нуле - фиг знает..

Я знаю. При нулевом сопротивлении проводов, обмоток и батареи ток холостого тока будет определяться только трением в подшипниках и токами Фуко в сердечниках, т.е будет очень мал.

Поэтому утверждение:

при понижении сопротивления обмоток ток растет - вполне закономерно...

является, мягко говоря, неверным!

Ссылка на комментарий
1. А какой вид сигнала был между другими парами выводов?

2. Вы замеряли ЭДС?

Естественно, проверил все комбинации :mellow: . Заметных по осциллографу различий нет.

Ничем не нагружал. Интересовал холостой ход двигателя, а генератор без нагрузки ему очень близок.

Кстати, перед этим (до установки ротора) проверил равенство индуктивности обмоток (пришлось на одну обмотку один виток домотать).

Завтра припаяю нормальные выводы и посмотрю работу мотора.

Если у регулятора реализована полная фаза (треть периода), то картинка "четырехгорбого верблюда" будет выглядеть приблизительно так, как на рисунке. Напряжение в процентах ЭДС.

post-268-1262630761_thumb.jpg

Ссылка на комментарий
Естественно, проверил все комбинации

И всё-таки поясните ваш рисунок. Если это осциллограмма ЭДС с мотора в режиме генератора, то при чём здесь период регулятора? Какого регулятора, того, что питает мотор, вращающий ваш перемотанный экземпляр? Неясно!

Ссылка на комментарий
для моего движка (10г веса) 0.5А - это серьезно - 3.8Вт!!!

 

Давайте глянем с другой стороны - c практической...

Мощность вашего движка должна быть порядка 35-50 ватт - это так?

А тепловые потери измеренные Вами - порядка 3.8 Вт...

Что тут собственно такого странного и выходящего за обычные параметры БК?

 

Мне кажется гораздо более интересным измерить ток под нагрузкой, чем бороться с током холостого хода.

Как он у Вас изменился после перемотки двигателя?

Ссылка на комментарий
Если это осциллограмма ЭДС с мотора в режиме генератора, то при чём здесь период регулятора?

Я снимал одну фазу (поочередно все три). Когда генератор (двигатель) идеальный, то он дает три синуса, сдвинутых по фазе. Когда к движку подключают регулятор (про индуктивности пока забудем), то внутри фазы коммутации одного вывода получаются два горбика вершины синуса (за это время два других контакта переключаются). Вот я и нарисовал картинку, которая получилась бы, если бы рег был подключен к "моим двугорбым верблюдам".

P.S. При уменьшении (не до нуля) сопротивления обмоток, регулятора, аккумулятора... ток XX действительно возрастает - хотя бы из-за того, что постоянное напряжение подключается к "горбикам" синусов. Чем меньше сопротивление, тем больше мгновенные значения токов. И больше потери мощности. Другое дело, НАСКОЛЬКО ток ХХ должен вырасти. По моим оценкам на идеальных синусах получалось (для 1 Ом и 0.5 Ом и 7.4 В) этот прирост тока должен был составлять 0.03А, а не 0.25А.

 

Ссылка на комментарий
c практической...

Мощность вашего движка должна быть порядка 35-50 ватт - это так?

А тепловые потери измеренные Вами - порядка 3.8 Вт...

С практической стороны.

У меня ток ПОД нагрузкой был 1.4А или Эл мощность 10.4Вт (не учитывая разгрузки двигателя в полете)

Расчетная мощность на валу - 6.6Вт.

И особо бОльшая мощность мне не нужна...

На этом уровне 3.8 Вт - это уже серьезно!

P.S. Для этого движка Максимальная Эл мощность меньше 20 Вт

 

Ссылка на комментарий
...

ток ПОД нагрузкой был 1.4А или Эл мощность 10.4Вт

...

И особо бОльшая мощность мне не нужна...

 

Ну а что Вас подвигло тогда на его перемотку этого двигателя?

И какая у него получилсь мощность сейчас? В принципе, если поглядеть на имеющиеся в продаже движки

с весом порядка 10 грамм, то их мощности обычно лежат в пределах 15-30 ватт при питании 7.4 вольта и токи холостого хода порядка 0.3-0.6 а в зависимости от мощности...

 

Указанные Вами параметры больше походят на более легкий движок, который есть у меня... Его рабочий ток - 2 А, максимальный 4 А

 

Вот тут полная информация по моему 5-ти граммовому двигателю и более реальные, чем в пред ссылке данные о его тяге

Ссылка на комментарий
Вот я и нарисовал картинку, которая получилась бы, если бы рег был подключен к "моим двугорбым верблюдам".

Честно говоря, я так до конца и не понял, где данные эксперимента, а где - ваши рассуждения. Дело в том, что ваш двигатель имеет три обмотки на фазу (три зубца), соединённые последовательно. При этом в режиме генератора на двух любых выводах вы получите векторную сумму трёх напряжений (с трёх зубцов). Поскольку магниты неодинаковы (не в геометрическом, а в магнитном смысле), то эта векторная сумма не имеет вида синуса, а содержит "горбы". Это нормально!!!

Теперь о токе х.х.

Мотор без нагрузки раскручивается до таких оборотов, когда напряжение его как генератора сравняется с подаваемым эффективным напряжением минус напряжение потерь на омической нагрузке, на трение в подшипниках и воздушное, а также потери на перемагничивание сердечника. При напряжении потерь равном нулю обороты х.х. возрастут при одинаковом токе, либо ток уменьшится при тех же оборотах.

Например, я видел самодельный мотор для импеллера с обмоткой – два витка на зуб! Сопротивление обмоток – около миллиома. Так его ток х.х. был таким же, как и у 200-ваттного мотора, но обороты х.х.... в десять раз больше!!!

Когда к движку подключают регулятор (про индуктивности пока забудем), то внутри фазы коммутации одного вывода получаются два горбика вершины синуса (за это время два других контакта переключаются)

Что же касается работы мотора по прямому назначению (а не как генератора), то забудьте про синус, поскольку все регуляторы выдают короткие прямоугольные импульсы высокой частоты (как правило, 8 кГц и выше), поэтому картина напряжений и токов в обмотках разительно отличается от классической трёхфазной. И про индуктивность здесь забывать ни в коем случае нельзя!

С уважением,

Виктор.

Ссылка на комментарий
Ну а что Вас подвигло тогда на его перемотку этого двигателя?

Движок D1811-1800. Его приблизительные параметры на 7.4В (исходно):

I0 - 0.3 А, (измерено 0.27А)

Максимальный ток - 2.6 А

Ток макс КПД (расчет) - 1.4-1.6А

Перемотал, так как выводы оборвались (об этом в топике "как сделать необламываемые провода" в "технологиях").

При размотке обнаружил, что намотано безобразно (внавал). Если намотать хорошо, то можно взять толще провод (при том же количестве витков). Это я и сделал (а количество чуть-чуть увеличил)...

 

 

Ссылка на комментарий
Если намотать хорошо, то можно взять толще провод (при том же количестве витков). Это я и сделал (а количество чуть-чуть увеличил)...

 

Короче изменили параметры обмоток - а теперь ищете причины изменений?

Я думаю лучше было бы сохранить количество витков...

Кстати - тогда можно было бы точно оценить вклад омического сопротивления в величину тока холостого хода..

А сейчас - при другом количестве витков у вас поползли сразу несколько параметров (как минимум сопротивление и индуктивность обмоток) при куче неизвестных других характеристоик двигателя...

Ссылка на комментарий
Честно говоря, я так до конца и не понял, где данные эксперимента, а где - ваши рассуждения.

Что же касается работы мотора по прямому назначению (а не как генератора), то забудьте про синус, поскольку все регуляторы выдают короткие прямоугольные импульсы высокой частоты (как правило, 8 кГц и выше), поэтому картина напряжений и токов в обмотках разительно отличается от классической трёхфазной. И про индуктивность здесь забывать ни в коем случае нельзя!

С уважением,

Виктор.

Данные эксперимента нарисовал (попытался осциллограмму сделать более-менее в масштабе) на рисунке ниже. А на том рисунке - была показана коммутация одного вывода на полном газу (когда ШИМ отключен), например (AB), (AC). Про индуктивности я знаю, но разбираться с ними не хочу (именно поэтому и не стал делать БК регулятор сам когда-то).

Что же касается тока ХХ, то, с уменьшением сопротивления ток растет из-за запитки синусов прямоугольниками. Но, даже без учета индуктивности, эти потери не так уж велики - для 3мОм (есть еще и сопротивление Акка и рега) получается всего 31ВТ (то есть, 4А на 7.4В); с учетом индуктивности эти потери будут еще меньше. А для моих сопротивлений (0.4-1 Ом) получаются вообще 30-50мА. Так что, похоже, основные потери - те, которые Вы описали. Вот и странно, почему у меня ток ХХ ТАК вырос. Завтра проверю еще раз.

P.S. А какой тайминг в реге ставить надо? Может, он у меня сбился? (варинты low, mid, high)

post-268-1262644345_thumb.jpg

Ссылка на комментарий

У меня, наверное, начались глюки... Припаял выводы, собрал мотор, проверил в режиме генератора - все хорошо. Зпустил - ток ХХ - 0.55А. Поставил маленький винт 4*2.5 (очень легкий для этого мотора), чтобы определить правильность направления вращения. На полном газу ток больше 2А ! Напомню, что этот движок на винте 5*3 содавал тягу 90г на токе 1.4А. Поставил винт 5*3. На полном газу не хватает тока источника питания (3А). Решил измерить тягу - максимум 110г. То есть обороты/вольт выросли. А ведь исходно, насколько я помню, было 21-23 витков на зуб (на разных зубьях я насчитал разное количество витков). А я намотал 24 витка...

Варианты "чуда":

1 Было намотано, например 31-33, а не 21-23 витка на зуб.

2 По какой-то причине магниты размагнитились, причем равномерно, так как, если не считать "двугорбости", то все идеально... А ведь у меня движок даже ни разу не нагревался (максимум - градусов 40 на роторе).

Ссылка на комментарий

Сегодня перемерил тягу и ток. 110г получается при 2.85А. К сожалению, газ неполный. Пытался уменьшить мощность напряжением питания, но, при 6.8В и ниже уже идет ограничение мощности по регулятору. Оценил обороты/Вольт. Получилось около 2400. Буду мотать 30витков на зуб. Это должно дать немного больше об/вольт, чем было исходно. Это позволит получить оптимальный КПД на винте 5*3 (до этого он немного не догружал движок)...

Ссылка на комментарий
увеличении количества витков Кv = об/вольт уменьшается!

Конечно помню :mellow: Сейчас около 2400, а нужно 1850-2000 для идеальногой нагрузки движка.. Вот и увеличу витки с 24 до 30.

 

Ссылка на комментарий
описка?

Нет; подразумевались ИСХОДНЫЕ (до обрыва проводов) об/вольт (которые якобы 1800 были). При исходной намотке винт 5*3 немного недогружал движок - был ток 1.4А, а лучше бы 1.6-1.8А. После перемотки надеюсь получить ток 1.8-2А и макс тягу не 90г, а около 100г.

Изменено пользователем flysnake
Ссылка на комментарий

Проверил, еще несколько дней назад, зависимость тока ХХ от напряжения питания. Гонял при напряжениях 6.9В, 7.4В, 7.9В, 8.4В. Получил полный прирост тока около 0.06А. То есть 40мА/В. Ток менялся от 0.49А до 0.55А

Если вспомнить причины, создающие ток ХХ, то они делятся на три группы.

1 Независящая от оборотов (трение)

2 Пропорцинальная оборотам (электрические потери типа токов Фуко и т.п.)

3 Квадратичные (внутренняя аэродинамика).

Если зависимость тока от напряжения считать линейной (а точность измерений не позволяет строить более сложные кривые), то получим:

"Трение" - 0.49 - 6.9 * 0.04= 0.22А

"Остальные причины" дали около 0.3А

Думаю, что реально трение дает немного больше, так как квадратичная составляющая не учтена.

Ссылка на комментарий
100г тяги при токе 2.4А. Ток холостого хода - 0.39А.

 

Да забейте вы на этот ток холостого хода... в реальности вы в этом режиме не работаете... А рабочий ток - вполне нормальный и соответствует ммощности...

Ссылка на комментарий
А рабочий ток - вполне нормальный и соответствует ммощности...

Я хотел получить рабочий ток около 2А, а он получился больше... Но прематывать лень. Прост на этом токе я ушел немного за оптимальный по КПД ток.

 

Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

×
  • Создать...