Диагностика на безчеткови мотори

[de_kata]

Добре, а сега възниква въпроса- от какво зависи колко ще грее един безчетков мотор? Кои са всиките фактори?
Имал съм мотори които на празен ход греят точно толкова колкто и когато са натоварени???
На бъгито също наблюдавам "странни неща". Когато карам с 21Т пиньон мотора е напълно студен а контролера духа топличко-някъде към 50-60градуса, батерията също е топла. Когато карам с 13Т пиньон, мотора е на 60-65градуса, контролера напълно студен, а батерията също е студена. Околоната температура и при двата опита беше приблизително еднаква, стила накаране също.
От какво се получава това?

[Mateev]

Това вече е цяла една наука и едва ли може да бъде обяснена с няколко постинга. Най-общо и най-грубо може да се направи следното обяснение:

Мотора грее от загубите на енергия в него, които се отделят под формата на топлина. Грубо тези загуби се делят на механични и електрически. Механичните са от триенето в лагерите и от въздушното съпротивление. Електрическите са два вида - в медта и в магнитопровода. В медта се дължат на омичното съпротивление, върху което има активен пад на напрежение. В магнитопровода се дължат на вихровите токове.

Всяка една от тези загуби си има своето теоретично обяснение и една камара формули, по които се смята. Има си и зависимост на тази загуба от честотата на комутация от страна на спийд контролера, от оборотите, от индуктивността на намотката, от ъгъла на изпреварване на импулсите (Timing) и т.н. Почти е невъзможно да се дадат практически насоки как да се оптимизират тези загуби. Просто трябва да се изпълняват препоръките на производителите кой мотор с кой спийд контролер да се използва.

[ПАЦО]

Тук Матеев изцяло става на вапрос за чисто механично натоварване на мотора,има една крива показваща загубите във функция от товара, ще я опиша с няколко думи , на празен ход мотора има големи загуби,при натоварване те започват да намаляват и стигат минимум при номинале товар, след преминаване критичната точка при овеличаване на товара загубите започват прогресивно да растат и стигат своя максимум при напълно застопорен ротор.В двата края на криварта загубите са от различно естество, и довеждат до загряване на различни части на мотора , в единия случай грее медта в жицата а в другия желязото в ротора и статора....Естествено загряването е много по голямо в режим на късо съединение тоест при механично претоварване или направо застопорен ротор.

[Mateev]

Ето малко насоки:

1. Загубите в триене в лагерите нарастват с нарастването на оборотите

2. Загубите в магнитопровода нарастват с нарастване на честотата на вихровите токове в магнитопровода. Честотата на вихровите токове зависи от честотата на промяна на магнитното поле. Тази честота пък зависи от оборотите и от честотата, с която спийд контролера тактува ШИМ-а (широчинно-импулсна модулация).

3. Загубите в медта зависят от начина, по който спийд контролера управлява комутациите. Нека да разгледаме една чиста индуктивност. При ключово подаване на напрежение (стръмен преден фронт) напрежението върху индуктивността практически моментално стига до своя максимум. Тока през индуктивността обаче започва да нараства бавно. Магнитното поле започва да се разширява бавно. Тази част от енергията, която отива за разширяване на магнитното поле не се губи. По-точно губи се малка част, която създава вихровите токове в магнитопровода. Губи се и активната енергия в медта по закона на Ом E=P*t=U*I*t. С продължаването на разширението на полето настъпва един момент, при който магнитопровода се насища. Тоест не може да поема повече. Тока в намотката обаче продължава да нараства, а с това нарастват и загубите. Ако спид контролера не изключи намотката в този момент, ще имаме голямо греене дори и на празен ход. А под товар нещата стават още по сложни. Появява се обратна ЕДС, която води до обратно ЕДН и въобще става една сложнотия от магнитни и електрически взаимодействия, която за да бъде разбрана, трябва да се изчете цял един учебник.

Истината е, че едва ли всички тези процеси се разбират от програмистите на спийд контролерите. Затова те са прехвърлили отговорността на потребителите, правейки спидовете с различна честота на тактуване (8/16kHz) и различен Timing (ъгъл на изпреварване). За потребителя остава даден мотор да го тества с всички възможни комбинации на Timing и честота на превключване и да види коя е най-подходяща.

За да се направи обаче чист експеримент, трябва да се създаде опитна постановка, която да гарантира постоянен товар и постоянни обороти. Например слагане на пропелер и развъртането му до едни и същи обороти при различните тайминги и честоти на комутация. А критерий за това кой режим е най-подходящ ще е консумирания ток в дадения режим. Ясно е, че колкото по-малко ток се консумира, толкова по-добре. Въртящия се с константна скорост пропелер натоварва системата с константна механична мощност и консумира константна механична енергия. В същото време от батерията се тегли някаква електрическа мощност. Разликата в тези две мощности са загубите, които остават под формата на топлина в мотора и във спийда. Променяйки тайминга и честотата на комутация ние търсим възможно най-малката електрическа мощност за управление на пропелера, което означава че търсим и най-малките загуби под товар.

[Mateev]

Аз съм правил експерименти с различен тайминг на празен ход и наистина мощността, консумирана от батерията, е различна. При това говорим за големи разлики в тока (1.3А, 2А, 3.5А). За мерене съм използвал стандартните ватметри, които се продават от HobbyKing. Мотора визуално работи еднакво добре при всички тайминги, но явно загубите в него са различни и това се показва от ватметъра.

Може да се използва свойството на товарните характеристики на един мотор при различни тайминги - те са приблизително с еднаква форма и вървят приблизително паралелно. Тоест не се пресичат. Това означава, че ако направим измерване в една единствена точка, то това ни дава критерий за цялата характеристика. Следователно не е необходимо да мерим при различни натоварвания. Достатъчно е едно единствено измерване при някакъв товар, стига този товар да е един и същи при различните тайминги. Може измерването да е и на празен ход, но трябва да се следи да е на едни и същи обороти при различните тайминги.

[ПАЦО]

Много дълго писание и не ми се анализира цялото.Ще дам само няколко насоки относно таиминга и честотата, при промяна на тайминга се променя въртящия момент на мотора ,представлява времето между подаването на силовия импулс и достигането на полюса(магнита) до полюсния накрайник ефекта е същия като при двигателите с вътрешно горене при промяна на предварението(аванса), когато импулса се подаде рано силата на взаимодеиствие е малка и ротора не може да ускори достатачно, местейки тайминга напред достигаме оптималната точка когато силата е достачно голяма за да ускори ротора така ,че той да преодолее равновесното си състояние, ако продължим да намаляваме таиминга силата на привличане става толкова голяма,че застопорява магнита срещу полюсния накрайник и ротора остава неподвижен трептейки около равновесната си точка. Честотата служи да се оптимизира спида за различни видове мотори съгласно тяхната конструкция и маса на въртящите се части*свързано е с ефекта на маховика), когато масата на ротора е малка той се ускорява по бързо (оборотите са много )и е възможно да изпревари въртящото се магнитно поле а приголяма маса става обратното(инрунери и оутрунери) а стова се оправя чрез промяната на честотата което разбира се довежда и до промяна на мощноста, в съвремените спидове има система за, динамично променяне на честотата при достигане на определени критични обороти което на практика дейстава като скоростна кутия в автомобил, гас гас втора предавка (честота )и модела се изтрелва... лошото е че за сега тези спидове са доста скъпи

[ПАЦО]

Това е точно така, дори трябва да говорим за секунди. Резултатът е безвъзвратно увеличаване на съпротивлението на прехода съответно до още по-голямо греене в бъдеще.
Преди седмица разследвах такъв проблем с 80А полевак. Който беше монтиран в устройство на което бай китаец казваше, че ще работи до 8А. Да, но му се наложи да държи 12А. Като видях какъв транзистор са сложили изобщо не се замислих, че ще има проблем. Да ама не. Устройството е интегрирано в пластмасова кутийка, която няма грам охлаждане. Въпросното нещо работи 2 седмици без проблем, докато на полевака полупроводниковия му преход не е станал проводников , както казваше един държавен глава от миналото. Сега нещото си работи с 40А транзистор, но с радиатор изкаран извън кутийката. Новият транзистор е и с друго по-лош има съпротивление на прехода 4 пъти по-голямо от оригиналния. Въпреки това си работи и загрява не повече от 28-30 градуса.

За съжаление това коeто казвате колега Пенев е ....не е вярно!!!

ПРИ ЗАГРЯВАНЕ СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА ПРЕХОДА НАМАЛЯВА!!!!А проводимоста нараства!! Тока естествено също нараства и довежда до така наречения термичен пробив ПРИ КОЙТО СЪПРОТИВЛЕНИЕТО НА ПРЕХОДА СЕ ДОБЛИЖАВА ДО НУЛА!!!!

[ПАЦО]

Смятам, че температури над 80-90 градуса измерени на корпуса на полупроводници, дори и за секунда водят до необратими процеси. И влошават бъдещата им работа.

При безчетковите мотори факторите са много. Трудно е да се определи критична температура. В масовия случай вероятно ПАЦО е прав. Въпреки това, аз не бих разчитал на мотор, който е загрял над 50-60 градуса измерени на корпуса

Работната температура на всеки полупроводников елемент е дефинирана от производителя !!! Срещъл съм транзистори на който е дефинирана горна граница 150-200градуса по Целзий!!За справка един от най разпространените транзистори IRF540 в корпус ТО220 работната температура е до 175градуса.
http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf540n.pdf
А повечето в корпус SO-8 или SOP-8 са с горна работна температура 150градуса!!И при тази температура производителя гарантира запазването на работоспособноста на транзистора.
http://www.irf.com/product-info/data...ta/irf7201.pdf
http://www.datasheetcatalog.org/data...shiba/2842.pdf

[ПАЦО]

Колеги Администратори, мислите ли , че да ми редактирате и променяте постинга без мое знание и съгласие е демократично?Мисля ,че е правилно всеки да си стой зад това което мисли и пише и да си носи позитивите и негативите от това!!!Струва ми се че този сайт беше създаден за да не се случват подобни неща!!
Вече съм ,,заслужил автор,, , явно е какво съм заслужил и какво значи това:):)

[Mateev]

Редактирах го, защото алтернативата беше да ти изтрия целия постинг и да ти направя официална забележка. Никой няма право да обижда никого в този форум и това всички го знаят много добре. Аз проявих приятелски чувства към тебе, за да си остане нарушението ти скрито покрито, а ти трябваше тактично да си замълчиш и да си вземеш бележка. Можеше да ми напишеш и ЛС и там да се изясним, а сега нарушаваш и второ правило - обсъждаш действията на администратора в публичното пространство. Ами щом искаш публичност за това че обиждаш други хора - ами имаш я. Сега вече другите ще преценяват дали си прав или не.

ПС: Между другото стария ти постинг с обидата към Пенев си стои и винаги може да бъде изваден на бял свят. Никога нищо не се трие от този форум. Само се скрива от хорските очи и от Google, ако нарушава правилата на форума.