Двигатель и контроллер для электросамоката своими руками

[admin]

Доступный каждому способ изготовления двигателя и контролера к нему в домашних условиях с характеристиками на уровне дорогих заводских двигателей.

Ссылка на статью: //cxem.net/house/1-475.php

Автор статьи: //cxem.net/profile/22384/

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Александр Романович]

Можно ли увидеть фото двигателя в процессе сборки или изнутри? или хотя бы схему двигателя на рисунке, очень интересует данная тема 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Lexter]

14 часов назад, admin сказал:

Ссылка на статью: //cxem.net/house...

Лучше бы картинку - чертёжик - экизик увидеть. А то таких определений: "когда магнит цилиндр (сфера) повернут полюсами к виткам катушки..." можно написать сколько угодно, и всё равно ничего не поймёшь... Куда повёрнут, где витки...

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[IMXO]

Цитата

идеальная конструкция двигателя - магнит сферической формы закрепленный на оси полюсами перпендикулярно оси вокруг него распологается круглая катушка квадратного сечения

а че непонятно, КМК  одно из лучших определений "сферического коня в вакууме"

 

[DoG70]

"Мой двигатель однофазный двухтактный с углом запитки 110 град выдал кпд 87% на скорости 13 км/ч с нагрузкой 92 кг" - да ладно?! Не верю! А на фото какая то микроскопическая колесница на фоне ножек стульев. Начало статьи вообще ютубовская классика: Здравствуйте лохи, сейчас из говна и палок мы сделаем реактивный двигатель для полетов на луну/вечный двигатель/получим халявную энергию и т.п. и т.д. 

[Dr. West]

Да, после прочтения сумбурного текста этой недостатьи, складывается стойкое ощущение, что всё это теоретические рассуждения и реально ничего не строилось. Ни нормальной схемы, ни иллюстраций, ни фото готовой конструкции. 
Непонятное нечто с деревянной коробкой - не в счёт.
Т.е., задача, поставленная в начале статьи :

Цитата

как в домашних условиях сделать мощный двигатель для самоката или детского электромобиля с высоким КПД и простой контроллер к нему.

- не выполнена и на четверть. За вступительную статью из целого цикла, ещё сошло бы.

[ЧАЯ]

8 часов назад, IMXO сказал:

"вокруг него распологается круглая катушка квадратного сечения"

 

Как понять, какая все же катушка и есть у неё сердечник или нет? Вообщем вопросов больше чем ответов. Примитивный эскиз сразу бы отбросил больше половины вопросов. Но увы, имеем, что имеем.

[nalexand]

11 часов назад, Lexter сказал:

Лучше бы картинку - чертёжик - экизик увидеть. А то таких определений: "когда магнит цилиндр (сфера) повернут полюсами к виткам катушки..." можно написать сколько угодно, и всё равно ничего не поймёшь... Куда повёрнут, где витки...

[nalexand]

8 часов назад, Dr. West сказал:

 За вступительную статью из целого цикла, ещё сошло бы.

так и есть, уже писал ответ но его не промодерировали, слишком много писать, а обычно никто не любит много читать, поэтому, если что непонятно лучше объяснять отдельными статьями раскрывающими ответ на конкретный вопрос (можно дополнять статью но она тогда превратится в инструкцию на 300 листов какой болтик куда закручивать и как сильно затягивать), мне казалось что простота конструкции не требует особой детализации, катушка + магнит + схема управления с 2мя датчиками холла

[nalexand]

9 часов назад, DoG70 сказал:

"Мой двигатель однофазный двухтактный с углом запитки 110 град выдал кпд 87% на скорости 13 км/ч с нагрузкой 92 кг" - да ладно?! Не верю! А на фото какая то микроскопическая колесница на фоне ножек стульев. Начало статьи вообще ютубовская классика: Здравствуйте лохи, сейчас из говна и палок мы сделаем реактивный двигатель для полетов на луну/вечный двигатель/получим халявную энергию и т.п. и т.д. 

жаль у меня не было времени днем заснять видео с замерами, по скорости снял как мог видео на ходу с 2мя телефонами в руках скорость по джпс (подкрепляю) и фотки с весом меня и меня с самокатом, ток замерялся на шунте 0,0325 Ом в одном плече (2 батареи по 20в) и составил 2,2А,  2,2*20 = 44 Вт * 2 такта = 88 Вт на скорости 13 км/ч.

Как узнать кпд, берем измеренный ток 2,2А знаем что обмотка включена на один такт 0,33 периода то есть ток в обмотке когда она включена  2,2/0,33 = 6,66А (средний), полное сопротивление (активное + реактивное при этом будет 20/6,66 = 3 Ом) а зная сопротивление обмотки 0,39 Ом получаем мощность которая выделяется на обмотке 0,39/3*100 = 13% далее умножаем мощность такта на 13% (6,66*20=133Вт * 0,13 = 17,29Вт за 0,33 периода а  это в пересчете на полный период = 5,7 вт) + второй такт еще 5,7 вт, итого потери 11,4 вт. Итого полезная мощность на валу 88-11,4 = 76,6 вт, что соответствует расчетным данным (для данного веса и скорости программа расчета выдала 75 вт)

[nalexand]

11 часов назад, IMXO сказал:

а че непонятно, КМК  одно из лучших определений "сферического коня в вакууме"

 

еще кто-то спрашивал почему сфера, все просто, только на поверхности сферы все точки равно удеаленные от центра магнита и вся поверхность витка будет находится в однородном по силе магнитном поле, и длинна витка минимальна так как он круглый а значит с минимальным сопротивлением  на виток для выбранного сечения - это основное

 

еще можно добавить что раскрутить сферу легче чем цилиндр так как масса удаленная от центра меньше у сферы чем у цилиндра, максимальные обороты у сферы будут выше чем у цилиндра а крутящий момент практически такой же при равной их массе, ну и трение об воздух у сферы ниже.. и т д основное я назвал

 

конечно мог бы ответить потому что земля круглая.. почему нет планет цилиндров или кубов вращающихся?

[Falconist]

52 минуты назад, nalexand сказал:

почему нет планет цилиндров или кубов

Как это нет? Есть. Хаумеа:

[IMXO]

1 час назад, nalexand сказал:

Как узнать кпд

начните с чтения учебников : Вольдек А. И., "Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений" – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.

а то читать этот около научный бред как-то грустно... 

ЗЫ попутно ознакомитесь как распределяются магнитные линии в воздушном зазоре и как это влияет на силу магнитного взаимодействия. может поймете зачем нужно железо...

 

[Dr. West]

7 часов назад, nalexand сказал:

но она тогда превратится в инструкцию на 300 листов какой болтик куда закручивать

Не надо писать как закручивать болтики, а надо простым и понятным языком рассказать и показать основные моменты вашей конструкции. Чтобы читатель по окончании чтения уже имел чёткое представление, что и как нужно делать, чтобы

Цитата

в домашних условиях сделать мощный двигатель для самоката или детского электромобиля с высоким КПД и простой контроллер к нему

А много читать действительно никто не любит, особенно - разбираться в той бессвязной куче, что вы навалили в статье. Поставьте себя на место человека, в глаза не видевшего вашего самоката - что он может понять из вашей статьи?

Сильным аргументом было бы, кроме расчётов мощности, привести результаты практических испытаний. Например, на батарее с такими-то параметрами и с такой -то полной массой проехал столько-то километров в таких-то условиях. Средняя скорость такая-то. Программа Геотрекер, например, собирает статистику пути.
Если есть возможность - сравнить с заводскими изделиями в аналогичных условиях.
И сразу станет понятно - действительно, конструкция "почти как заводская, хочу такое же собрать" или "полная фигня - не стоит время тратить."

 

[niksat62]

Хорошая работа по железу.
Но вот КПД подсчитан подозрительно. На низких скоростях без железа магнитопровода?
Только осциллограммой тока на шунте,можно доказать, что обмотка не вошла в насыщение. Такие обмотки хороши на сверхвысоких скоростях типа 100тыс об.мин, чтобы индуктивность не ограничивала рабочие токи.
На показанных данных можно только определить ЗАТРАТЫ энергии Вт/1 км. По опыту люди сразу поймут класс энергоэффективности двигателя.
 А КПД можно подсчитывать на символическом стенде раскручивая генератор колесом.
Ну а двигатель - если выкинуть ненужные детали, типа датчиков Холла и контроллера, выйдет двигатель Шкондина. Только малого диаметра и от этого неэффективный.
То, что едет, очень хорошо. У нас и паровозы ездили и составы таскали при КПД 5%.
А у нас люди нынче пошли избалованные, им нужно, чтобы тележка ехала не 10 км,  а 100 за те же деньги.

[nalexand]

4 часа назад, Dr. West сказал:

Сильным аргументом было бы, кроме расчётов мощности, привести результаты практических испытаний. Например, на батарее с такими-то параметрами и с такой -то полной массой проехал столько-то километров в таких-то условиях. Средняя скорость такая-то. Программа Геотрекер, например, собирает статистику пути.
Если есть возможность - сравнить с заводскими изделиями в аналогичных условиях.
И сразу станет понятно - действительно, конструкция "почти как заводская, хочу такое же собрать" или "полная фигня - не стоит время тратить."

 

Спасибо за подсказку, я бы даже не стал писать статью если бы не проехал на одном заряде 14 км (батарея 10 акумов Samsung INR18650-25R с отводом от середины, по даташиту один элемент 8,7 ват/час, то-есть полная батарея 87 ват/час). Начальный заряд батареи 41.2В конечный 33.6В, ездил по аллее длинной 250 метров (есть небольшие уклоны вверх вниз не более 3 градусов почти ровная) туда обратно 4 раза (1 км) . Каждый 1км замерял разряд батареи, потратил 1,5 часа на катания и замеры, после 14го км дальше не стал высаживать батарею в 0. Емкость акума 2500, в разряженную вошло 2050 при зарядке, то-есть где-то на 80 % я ее посадил (за 14 км). Расстояние и скорость замерял программой GPS спидометр.  Средняя скорость на полном заряде 13,2 км/ч, на почти разряженном 10,8 км/ч. Как видите более часа на ходу и не высадил 87 ват/час, проехал 14 км. Сразу по приезду раскрутил двигатель и измерил температуру обмотки она была 41 градус. Контролер холодный. Сами считайте кпд (программа расчета выдает на мой вес и скорость нада 75 вт).

[nalexand]

1 час назад, niksat62 сказал:

Хорошая работа по железу.
Но вот КПД подсчитан подозрительно. На низких скоростях без железа магнитопровода?
Только осциллограммой тока на шунте,можно доказать, что обмотка не вошла в насыщение. Такие обмотки хороши на сверхвысоких скоростях типа 100тыс об.мин, чтобы индуктивность не ограничивала рабочие токи.
На показанных данных можно только определить ЗАТРАТЫ энергии Вт/1 км. По опыту люди сразу поймут класс энергоэффективности двигателя.
 А КПД можно подсчитывать на символическом стенде раскручивая генератор колесом.
Ну а двигатель - если выкинуть ненужные детали, типа датчиков Холла и контроллера, выйдет двигатель Шкондина. Только малого диаметра и от этого неэффективный.
То, что едет, очень хорошо. У нас и паровозы ездили и составы таскали при КПД 5%.
А у нас люди нынче пошли избалованные, им нужно, чтобы тележка ехала не 10 км,  а 100 за те же деньги.

Это совсем другой двигатель, тут обороты зависят от силы магнита чем она больше тем медленнее вращается двигатель и больше момент при той же обмотке и напряжении. И тут нет понятия обмотка вошла в насыщение, тут нет этой проблемы, это проблема железа, тут эта ненужная деталь отсутствует, магнитное поле напрямую взаимодействвует с полем магнита, есть только 2 ограничения: первое это сила магнитного поля в катушке не должна превысить силу намагничивания магнита (но это огромная величина), и второе максимальный ток в проводе ограничен лишь самим проводом его нагревом (он не должен перегорать, раскалятся, при больших мощностях или низком кпд нужен отвод тепла), по эффективности сами считайте выше писал, меня устраивает. Батарею добавить до 7,5 Амперчасов и на 3-4 часа катания хватит (а это 45км). Скорость можно поднять добавив напряжение но увеличится и расход на км.

[nalexand]

Кстати тут http://www.ndfeb.ru/calc/

можно сравнить как далеко распространяется магнитное поле от поверхности магнита при разных его размерах. Так вот например если магнит 30 мм диам и 3 мм толщина то сила на расстоянии уже 2 мм 1200 гаус, а это значит нужен очень маленький зазор в который нада уложить витки катушки. Но если взять магнит толщиной 30 мм то та же сила будет  уже на расстоянии от поверхности 20мм а в этот зазор (2-20мм) уже поместится много витков, то-есть чем мощнее нужен двигатель тем больше нужно витков и более толстым проводом и чтоб они все попали в сильное поле нужен крупный магнит, также крупный магнит даст больше момент и ниже обороты что позволяет цеплять такой двигатель без редуктора, или можно сделать маленький высокооборотный но уже с редуктором

[nalexand]

12 часов назад, Falconist сказал:

Как это нет? Есть. Хаумеа:

https://pikabu.ru/story/uchenyie_obnaruzhili_koltso_vokrug_karlikovoy_planetyi_khaumea_5409514

Карликовая планета, это больше похоже на большой астероид, а они могут быть любой формы

[niksat62]

20.10.2019 в 23:56, admin сказал:

Доступный каждому способ изготовления двигателя

В сочетании с  вопросом о магнитопроводе.
Например катушка без магнитопровода рассеивает 3/4 магнитного потока вокруг себя напрасно.
Ну технологии прокатки листовой электротехничсекой стали дома не сделать.
но можно например взять гвозди на 200 мм и согнуть их в виде "С"
- если зазор между магнитом и магнитопроводом будет больше 2 мм
- то эффект залипания уже станет незаметен, а потери сократятся.
Достаточно будет их разместить в 1 слой.
На приводимых данных мощности - есть образцы машин в 1300 кг на скорости в 40 кмч.
То есть можно оценить КПД предложенной схемы в 8-10%.
Есть куда расти даже в виде самодельной конструкции.

[nalexand]

51 минуту назад, niksat62 сказал:

Например катушка без магнитопровода рассеивает 3/4 магнитного потока вокруг себя напрасно.
 

Также можно сказать и про магнит что он свое поле вокруг себя рассеивает напрасно, на самом деле поле магнита охватывает большой объем но сильно слабеет с расстоянием, когда магнит находится внутри катушки то он сам является какбы магнитопроводом, витки катушки окутывают его со всех сторон в плоскости поэтому все поле магнита находится внутри катушки и за пределами магнита и катушки на большом растоянии они также взаиможействуют, тоесть связь полей самая сильная (поля одно в другом) не через проводник магнитного поля магнитопровод который имеет свойство перенасыщения и при этом проводит до магнита не все поле а только его часть

[nalexand]

1 час назад, niksat62 сказал:

То есть можно оценить КПД предложенной схемы в 8-10%.
 

ну попробуйте вливать в катушку 88 ват (минус 10% тоесть 80) мощности в течении часа и измеряйте ее температуру (2 катушки по 125 витков в паралель проводом 0,83 мм диаметром), она у вас задымит через 2 минуты

 

а моя нагрелась до 41 градуса за час в закрытом деревянном корпусе без отвода тепла, явно там единицы ватт на ней рассеивается, а то что не рассеяно в тепло, ушло как полезная мощность, больше некуда им деваться этим ваттам

 

я делал до этого двигатель на 30 ватт весом 45 грамм и запускал винт от квадрокоптера  6535 для которого нормирована тяга и производительность грамм/на ват для разных двигателей, лучшие из них (с заявленным кпд >80) давали с этим винтом тягу 7 грамм на ватт мощности, я смог выжать 7,2 грамм/вт при 150 грамм тяги, и это на маленьком магнитике весом 15 грамм, и там уже было на уровне >80% кпд.

Я так и написал в начале статьи вы не поверите полученным характеристикам, потому что все вбили в голову что двигатель без железа не может быть с высоким кпд. Это заблуждение!

Изменено 22 октября, 2019 пользователем nalexand

[IMXO]

19 часов назад, nalexand сказал:

ток замерялся на шунте 0,0325 Ом в одном плече (2 батареи по 20в) и составил 2,2А,  2,2*20 = 44 Вт * 2 такта = 88 Вт на скорости 13 км/ч.

Как узнать кпд, берем измеренный ток 2,2А знаем что обмотка включена на один такт 0,33 периода то есть ток в обмотке когда она включена  2,2/0,33 = 6,66А (средний), полное сопротивление (активное + реактивное при этом будет 20/6,66 = 3 Ом)

измерения научись проводить правильно....

 чем ты его замерил китайским мультиком? так они дружище измеряют средний ток, а для расчета мощности нужен среднеквадратичный(онже эффективный)  , потомушта он у тебя пульсирующий, а не постоянный....

далее 6,66А это не средний ток, а амплитуда тока(и нашел ты ее правильно, хоть и случайно ) , а вот отсюда получаем среднеквадратичный Iэф=sqrt(6,66^2/3) = 3,845А

итого потребляемая от АКБ полная мощность равна S=Iэф*Uпит= 3,845А*40В = 153,806Вт

ЗЫ все остальные твои умозаключения из того же справочника Стеля...

[nalexand]

21 минуту назад, IMXO сказал:

измерения научись проводить правильно....

 чем ты его замерил китайским мультиком? так они дружище измеряют средний ток, а для расчета мощности нужен среднеквадратичный(онже эффективный)  , потомушта он у тебя пульсирующий, а не постоянный....

далее 6,66А это не средний ток, а амплитуда тока(и нашел ты ее правильно, хоть и случайно ) , а вот отсюда получаем среднеквадратичный Iэф=sqrt(6,66^2/3) = 3,845А

итого потребляемая от АКБ полная мощность равна S=Iэф*Uпит= 3,845А*40В = 153,806Вт

ЗЫ все остальные твои умозаключения из того же справочника Стеля...

я знаю как меряется ток и замерял постоянный ток между аккумулятором и конденсатором фильтра 40000 мкф на плате, конечно небольшие пульсации там есть но если бы потребление было  3,8А то мне бы точно не хватило заряда кататься более часа на акумах 2,5 амперчаса, тоесть реально там ток около 2х ампер +-0,2А, батарея бы тогда села через 39 минут и проехал бы я тогда не 14 км а 7,8км с полным разрядом батареи (на средней скорости 12км/ч)

[Lexter]

4 часа назад, nalexand сказал:

Если бы потребление было  ... батарея бы тогда села через ...

Если бы да кабы... Если бы были калиброванными и ёмкость батареи, и нагрузка при движении, и ...

Поставьте измерительную головку - амперметр на руль, и просто посмотрите, сколько жрёт при движении. А если ещё и вольтметр поставите, то и мощность будете точно знать.

Изменено 22 октября, 2019 пользователем Lexter