RPM/V jak to vlastně je?

Budoucnost klepe na dveře. Zde se diskutuje o různých aspektech elektropohonu - motorech, akumulátorech a regulátorech, klidně i o převodovkách a vrtulích.
Zpráva
Autor
Uživatelský avatar
Victronix
Příspěvky: 520
Registrován: sob 30.05.2009 0:00
Bydliště: Vážany
Kontaktovat uživatele:

RPM/V jak to vlastně je?

#1 Příspěvek od Victronix »

Jak je to vlastně s otáčkami na volt u těch našich "třífázových" motorů?
Jaká je závislost počtu pólů či závitů na otáčkách motorů a jakou roli v tom hraje napětí a frekvence?
Prosím o podrobné informace.
DX6i
Minimag, Windrider FOX, CAP 232 EPP MS Composit, Mono2, Extra 300 EPP
Uživatelský avatar
valino
Příspěvky: 598
Registrován: stř 18.04.2007 0:00
Kontaktovat uživatele:

#2 Příspěvek od valino »

Zdar
Má na to vliv spousta faktorů a vysvětlit to v jednom článečku je téměř nemožné.
Co se nejdřív zeptat strejdy Googla a tady se pak zeptat jen na to čemu nerozumíš.
začni tady třeba http://www.horejsi.cz/Pages/ListClanky.aspx
pak třeba tady http://www.powercroco.de/
a tak podobně
P.
Uživatelský avatar
powder
Příspěvky: 1194
Registrován: úte 15.11.2005 0:00
Bydliště: Liberec
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#3 Příspěvek od powder »

Victronix píše:Jaká je závislost počtu pólů či závitů na otáčkách motorů a jakou roli v tom hraje napětí a frekvence?
Prosím o podrobné informace.

Telegraficky:
- čím více pólových dvojic, tím menší otáčky
- čím více závitů (respektive vyšší Ri), tím rychleji klesají při zátěži otáčky (proud neletí tak rychle nahoru)
- jsou to otáčky na volt, takže čím vyšší napětí, tím vyšší otáčky
- frekvence - podle toho, jaká ti tane na mysli...
Uživatelský avatar
coro
Příspěvky: 9047
Registrován: úte 09.05.2006 0:00
Bydliště: Bratislava dnv SK

#4 Příspěvek od coro »

Otáčky na volt, inak označované "KV", určujú v princípe napätie, ktoré sa naindukuje na motore keď ho roztočíš mechanicky zvonku na dané otáčky.
Takže ak je rpm/v napríklad 1500, a roztočíš ho na 1500 otáčok, bude medzi fázami naindukovaný 1V. Ak na 4500rpm, budú to 3V.

Z pohľadu roztočenia motoru reglom - ak sa napríklad pri napätí 10V na vstupe točí motor 10V krát hodnota rpm/V, rozdiel napätia medzi napájaním reglu a fázou na motore je nulový a netečie preto žiadny prúd - teoreticky... pretože výstup reglu je hranatý, zmení sa rpm/V pri zmene časovania reglu alebo použití iného reglu....

To znamená aj to že také otáčky motor roztáčaný reglom nikdy nedosiahne, lebo motor má nejaké straty a na ich prekonanie potrebuje nejaký príkon, čiže nejaký rozdiel napätí aby nejaký prúd tiekol a správnym smerom..
Prúd naprázdno sa označuje I0, a otáčky naprázdno ktoré môžme zmerať otáčkomerom nie sú celkom naprázdno, ale pri tejto záťaži, a skutočné rpm/v je len vypočítané.

V základe je princíp úplne jednoduchý - zaťažený motor sa točí presne otáčkami rovnými hodnote rpm/V (KV) vynásobenej efektívnym(!) napätím.
Efektívne napätie je rovné napätiu na vstupe, zníženému o straty spôsobené odporom každej časti obvodu - presne z ohmovho zákona.
Výkonové straty v motore ale nevznikajú len na tom elektrickom odpore (P=R*I^2), to je len jedna časť, označovaná ako straty v medi, ktorá závisi od prúdu (kvadraticky). Ešte tam sú straty v železe, ktoré ale závisia hlavne od dosiahnutých otáčok, a určuje ich prúd naprázdno pri rovnakých otáčkach (nie rovnakom napätí). Optimálna účinnosť je v bode keď sa tieto dve zložky strát rovnajú.
Uživatelský avatar
Victronix
Příspěvky: 520
Registrován: sob 30.05.2009 0:00
Bydliště: Vážany
Kontaktovat uživatele:

Složitost odpovědi

#5 Příspěvek od Victronix »

Je mi jasné, že toto téma není jednoduché a proto jsem jej také založil. Vždyť sekce "Elektropohon" k tomu přímo vybízí. Mohlo by se v tomto tématu sejít vše, co je známé. Abychom už nemuseli hledat jinde.
...Díky Coro.
DX6i
Minimag, Windrider FOX, CAP 232 EPP MS Composit, Mono2, Extra 300 EPP
Uživatelský avatar
m2
Příspěvky: 5838
Registrován: ned 03.06.2007 0:00
Bydliště: DNV
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#6 Příspěvek od m2 »

Z konštrukčnej stránky:

každý BLDC motor (3-fázový), má určitý:
- počet pólov rotora
- počet pólových nástavcov statora
- počet závitov vinutia (nemusí byť rovnaká hodnota pre každý pólový nástavec, ale treba zachovať istú symetriu)
- spôsob vinutia (ABC, LRK, dLRK...)
- zapojenie vinutia (trojuholník, hviezda)

Tieto technologické parametre sú v princípe nezávislé, akurát počet pólov a počet pólových nástavcov musí byť v nejakom vzťahu, aby sa motor vôbec vedel točiť, tiež počet závitov môže byť konštrukčne podmienený počtom pólových nástavcov a zapojením vinutia.

Komutačná frekvencia regulátora je lineárne závislá od otáčok motora a počtu pólov rotora.

o/V popísal coro, problém je v nejednotnosti toho označenia. Niekedy sa uvádzajú ako počet otáčok, pri ktorých sa naindukuje 1V, niekedy však ako o/V v bode najväčšej účinnosti motora, inokedy je to iba koeficient akejsi sústavy rovníc popisujúcej pohon ako taký vrátane regulátora.
http://galerie.rcserver.cz/index.php?sum=72
Uživatelský avatar
coro
Příspěvky: 9047
Registrován: úte 09.05.2006 0:00
Bydliště: Bratislava dnv SK

#7 Příspěvek od coro »

Zjednodušene sa dá konštrukcia motora popísať ako boj o nižšie otáčky na volt (KV) pri zachovaní rozmerov a hmotnosti železa statoru a zároveň nízkeho odporu vinutia. A ešte musí zostať primeraný aj ten prúd naprázdno (v podstate určuje maximálnu dosiahnuteľnú účinnosť, ak je vysoký tak sa proste nedá podliezť).

Tieto parametre si navzájom odporujú - takže napríklad znížiť KV znamená navinúť viac závitov alebo na viacej pólov, znamená mať dlhší drôt a teda vyšší odpor vinutia, a navyše sa do medzery v statore ani nezmestí takže musí byť aj tenší drôt a teda ešte vyšší bude odpor...

Pri nižšom KV sa však pre rovnaké otáčky a výkon použije vyššie napätie a nižší prúd, čim sa zvýšenie odporu a strát ktoré na ňom spôsobí prechádzajúci prúd, kompenzuje - v určitom rozumnom rozsahu je takmer jedno či sa použije motor s KV 2000 na 2s lipo, motor s KV 1500 na 3s alebo motor s KV 1000 na 4s lipo - pri rovnakom mechanickom usporiadaní motora a rovnakej záťaži (výkone), býva výsledok veľmi rovnomerný.
Napríklad pre 2s s KV:2000 potečie dvojnásobný prúd ako pre 4s s KV:1000, a predpokladá sa že odpor vinutia bude pre KV 2000 presne 4x menší a straty teda zostanú presne rovnaké.
Ak dokážeme dosiahnuť menší ako 4-násobný odpor vinutia pre polovičné KV (pri zachovaní rovnakých ostatných vlastností), bude vyššie napätie výhodou (a bude ľahší regulátor a tenšie káble od aku).

Motory s prevodovkou ako často spomínaný Neu, tento boj o KV v podstate obišli tou prevodovkou, jej použitie však hlavne na malé výkony nie je nutné a celé to divadlo okolo obežiek je práve náhradou za ťažkú, hlučnú a opotrebovávajúcu sa prevodovku.

Z teoretickej stránky, výpočty sa dajú urobiť jednoduchšie aj zložitejšie, v každom prípade sú na orientáciu super pomôckou a tie trošku zložitejšie u lepších programov aj pekne sedia s realitou..
Ale vždy existuje nejaké percento zanedbaných faktorov, prípadne aj anomálií ako sú rôzne algorytmy regulátorov alebo potom chyby motora ako pridreté ložisko či vírivé prúdy v statore, alebo aj možné konštrukčné vady ako napríklad medzizávitový skrat na motore, ale aj triviality ako ventilátor na rotore, a ja občas spomínam aj presýtenie plechov statora ktoré stále čakám a nikde som ho ešte nevidel...

Proste je najlepšie vždy bude po odhadnutí predpokladaných parametrov pohonu aj zmerať si konkrétny motor v konkrétnom zapojení a pri danom napájaní, a potom to meranie podhodiť programu - on si na základe merania prispôsobí konštanty tak že v určitom rozsahu potom popisuje motor perfektne.
Uživatelský avatar
JMalik
Příspěvky: 16582
Registrován: čtv 13.11.2008 0:00

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#8 Příspěvek od JMalik »

Victronix píše:Jak je to vlastně s otáčkami na volt u těch našich "třífázových" motorů?
Jaká je závislost počtu pólů či závitů na otáčkách motorů a jakou roli v tom hraje napětí a frekvence?
Prosím o podrobné informace.


Protože jsi dotaz přenesl z vlákna o Lehneru a kolem počtu pólů, pól. nástavců , vinutí a způsobu zapojení už tady byla řeč (navíc, pokud to budeš chtít nějak dále zkoumat, stejně o tom musíš něco nastudovat), tak se jenom krátce vrátím k té frekvenci.
Hodně zjednodušeně řečeno potřebuješ pro tyhle motory a otáčky většinou spínací frekvenci vyšší než obvyklých 8kHz. Je snahou jít stále na nejnižší možnou, aby příliš nerostly ztráty .
Když to roztočíš odlehčené na vysoké otáčky snadno se může stát, že se potká buď rezonanční kmitočet, nebo se úplně odlehčený (bez tlumení vrtulí) rotor torzně rozkmitá. Tam to potom odvaříš mechanickou destrukcí daleko před kritickýma otáčkama a výrobce motoru (pokud by to dokázal zjistit) se Ti zasměje.
Takže já mám názor = maximální povolené otáčky jen se zatlumeným motorem (vrtulí) a o těch 100 000 si myslím už tak své.
A tenhle konkrétní motor pro měření kv max s 2s lipol.
Prostě ty udávané max. otáčky Tě mají třeba informovat o tom, jakou rychlost (střemhlav) to snese, aniž by se rotor rozstříknul. Ne, že s tím budeš nedefinovatelně vrtět regulátorem naprázdno.
(měřiči motorů se mnou pravděpodobně souhlasit nebudou
:wink: )
Uživatelský avatar
m2
Příspěvky: 5838
Registrován: ned 03.06.2007 0:00
Bydliště: DNV
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#9 Příspěvek od m2 »

JMalik píše:(měřiči motorů se mnou pravděpodobně souhlasit nebudou :wink: )

v tomto konkrétnom prípade alebo všeobecne?

tvar rezonančnej krivky veľmi dobre poznáš (napr. http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT ... age006.jpg ), ale tam na grafe je namiesto nej obyčajný lineárny nábeh prúdu v rozbehu až po 15A s konštantnými nezmyselnými 12A následne.

takže vo všeobecnosti sa rezonancia vylúčiť nedá (možno aj dá, ale frekvenciu vlastných kmitov rotora som nikdy nepočítal a ani ju spočítať nedokážem, takže neviem - na druhej strane prevádzkujem motor, ktorý do rezonancie dostať viem a to aj s vrtuľou (!)), ale tento konkrétny prípad Lehnera tomu nijako nenasvedčuje. navyše, keď vezmeš graupove merania, ktoré síce boli prekryté 100A-mi od vrtule, ale čosi signalizujú.

aby aj Victorinox rozumel - ona totižto (základná) rezonančná frekvencia je jedna - nie že to rezonuje viac pri zvyšujúcich sa rpm alebo to nastane zrovna pri maximálnych rpm - sú to jedny konkrétne otáčky (a ev. ich násobky).

ak nebodaj problém spôsobila regulácia, tak skôr by som vsadil na nezvládnutie synchronizácie budenia s priebehom BEMC (napr. lebo nízkoindukčné vinutie - s tým má CC problémy).

... toto zasa ale nepatrí sem do vlákna, ale k tomu Lehnerovi.
http://galerie.rcserver.cz/index.php?sum=72
Uživatelský avatar
JMalik
Příspěvky: 16582
Registrován: čtv 13.11.2008 0:00

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#10 Příspěvek od JMalik »

m2 píše:
JMalik píše:(měřiči motorů se mnou pravděpodobně souhlasit nebudou :wink: )

v tomto konkrétnom prípade alebo všeobecne?

tvar rezonančnej krivky veľmi dobre poznáš (napr. http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT ... age006.jpg ), ale tam na grafe je namiesto nej obyčajný lineárny nábeh prúdu v rozbehu až po 15A s konštantnými nezmyselnými 12A následne.

takže vo všeobecnosti sa rezonancia vylúčiť nedá (možno aj dá, ale frekvenciu vlastných kmitov rotora som nikdy nepočítal a ani ju spočítať nedokážem, takže neviem - na druhej strane prevádzkujem motor, ktorý do rezonancie dostať viem a to aj s vrtuľou (!)), ale tento konkrétny prípad Lehnera tomu nijako nenasvedčuje. navyše, keď vezmeš graupove merania, ktoré síce boli prekryté 100A-mi od vrtule, ale čosi signalizujú.




aby aj Victorinox rozumel - ona totižto (základná) rezonančná frekvencia je jedna - nie že to rezonuje viac pri zvyšujúcich sa rpm alebo to nastane zrovna pri maximálnych rpm - sú to jedny konkrétne otáčky (a ev. ich násobky).

ak nebodaj problém spôsobila regulácia, tak skôr by som vsadil na nezvládnutie synchronizácie budenia s priebehom BEMC (napr. lebo nízkoindukčné vinutie - s tým má CC problémy).

... toto zasa ale nepatrí sem do vlákna, ale k tomu Lehnerovi.


Myslím že ani v tomto jediném případě :lol: (nebudou se mnou měřiči souhlasit).
Ať se nedohadujeme o tom, jestli se to mohlo potkat v rezonanci otáček (a těch dalších násobcích), případně se to mohlo rozkmitat torzně, tak já k tomu říkám, že konkrétně v tomto případě (to samé ale platí např. pro ty vysokootáčkové NEU), bych s tím točil naprázdno 1s lipol, skončil na 2s lipol. Prostě konec, ne víc.
(Ještě jenom pro upřesnění - já bych s tím osobně netočil naprázdno vůbec, stačí mi letová data).
Až někoho napadne, jak spočítat tu rezonanci pro takhle malý rotor, tak to nejde. Stačí slintnout trochu jinak epoxidu, dát uhlíkový pásek jinudy a je to jinak. Jedině to odměřit. Ale proč? u dalšího kusu motoru to bude úplně jinde.
Uživatelský avatar
m2
Příspěvky: 5838
Registrován: ned 03.06.2007 0:00
Bydliště: DNV
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#11 Příspěvek od m2 »

JMalik píše:bych s tím točil naprázdno 1s lipol, skončil na 2s lipol. Prostě konec, ne víc.
(Ještě jenom pro upřesnění - já bych s tím osobně netočil naprázdno vůbec, stačí mi letová data).

Aby bolo jasné - tu nejde vôbec o "meračov". Z hľadiska výpočtu, nie je podstatné točiť motor naprázdno na max. otáčkach. Ten výpočtový systém si to beztak doráta z hodnôt pod záťažou.

Otázka skúšky motora na max. prevádzkových otáčkach je úplne iná - a to je mechanický test pred letom, či ten motor dá lietadlu šancu prežiť. Nech je motor akokoľvek drahý, model je stále drahší. Ak má niekto pocit, že naprázdno to nie je OK a že vrtuľa to rieši, nie je problém mať po ruke nejakú malú vrtuľku pre tento prípad.

Kde sa nezhodneme je motorovka - ja do vzduchu s motorom neotestovaným na max. prevádzkové otáčky nejdem a ani nepôjdem.

Takže ani 1s, ani 2s v mojom prístupe k životu nie sú riešením pre 4s pohon. Samozrejme, mám inú výbavu, takže 4s "naslepo" by som netočil na úvod ani ja, ale v konečnom dôsledku by som sa tam v pozemnej skúške dopracoval.

P.S. Robíš si na veľkom lietadle motorovku iba na pol plynu, aby sa to náhodou nezadrelo?

P.P.S. Tá rezonancia je zaujímavá vec - mám motor, čo ju chytá s 11x6 pri cca 10500rpm. Skokovo začne motor revať ako besný, ale k žiadnej deštrukcii nedochádza. Ak sa mi to podarí nasimulovať v interiéri, tak vyskúšam aj naprázdno, že kam sa tá rezonančná frekvencia posunie. Aby bolo zrejmé, nakoľko má vrtuľa vplyv.
http://galerie.rcserver.cz/index.php?sum=72
blesk
Příspěvky: 7364
Registrován: úte 22.11.2005 0:00
Bydliště: Vsetín
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#12 Příspěvek od blesk »

m2 píše:
JMalik píše:(měřiči motorů se mnou pravděpodobně souhlasit nebudou :wink: )

v tomto konkrétnom prípade alebo všeobecne?

tvar rezonančnej krivky veľmi dobre poznáš (napr. http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~koubek/UT ... age006.jpg ), ale tam na grafe je namiesto nej obyčajný lineárny nábeh prúdu v rozbehu až po 15A s konštantnými nezmyselnými 12A následne.

takže vo všeobecnosti sa rezonancia vylúčiť nedá (možno aj dá, ale frekvenciu vlastných kmitov rotora som nikdy nepočítal a ani ju spočítať nedokážem, takže neviem - na druhej strane prevádzkujem motor, ktorý do rezonancie dostať viem a to aj s vrtuľou (!)), ale tento konkrétny prípad Lehnera tomu nijako nenasvedčuje. navyše, keď vezmeš graupove merania, ktoré síce boli prekryté 100A-mi od vrtule, ale čosi signalizujú.

aby aj Victorinox rozumel - ona totižto (základná) rezonančná frekvencia je jedna - nie že to rezonuje viac pri zvyšujúcich sa rpm alebo to nastane zrovna pri maximálnych rpm - sú to jedny konkrétne otáčky (a ev. ich násobky).

ak nebodaj problém spôsobila regulácia, tak skôr by som vsadil na nezvládnutie synchronizácie budenia s priebehom BEMC (napr. lebo nízkoindukčné vinutie - s tým má CC problémy).

... toto zasa ale nepatrí sem do vlákna, ale k tomu Lehnerovi.


zdá se mi nebo tady mluvíte o krityckých otáčkách z mechanického pohledu?

pokud ano,tak ty se dají spočítat :-)
Uživatelský avatar
m2
Příspěvky: 5838
Registrován: ned 03.06.2007 0:00
Bydliště: DNV
Kontaktovat uživatele:

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#13 Příspěvek od m2 »

blesk píše:zdá se mi nebo tady mluvíte o krityckých otáčkách z mechanického pohledu?
pokud ano,tak ty se dají spočítat :-)

dajú - dnes sa už dá spočítať temer všetko (ale k tomuto verejný súhlas určite nezískam :wink: ). trebárs také prstencové závažia homokinetických kĺbov hnaných predných náprav automobilov, čo jasne definovaným spôsobom posúvajú vlastné kmity sústavy do oblastí otáčok, ktoré nikdy nenastanú.

Ja ale nie som strojár, takže toto spočítať skutočne neviem. V modeloch mám praxou overené, že rezonancia vie nastať aj s vrtuľou a aj pri "normálnych" otáčkach, toť vsjo.

Ak sa mi to podarí doma nasimulovať, urobím z toho video a hodím sem.
http://galerie.rcserver.cz/index.php?sum=72
blesk
Příspěvky: 7364
Registrován: úte 22.11.2005 0:00
Bydliště: Vsetín
Kontaktovat uživatele:

#14 Příspěvek od blesk »

naprosto krásně to jde vidět na mém 90mm dmychadle... do 15% otáček je to v pohodě, do 30% rostou vybrace, v 30% jsou nesnesitelné,osa motor kmitá přes 2mm,stačí o 1% přidat a jde vidět jak se to ustředí a běží to naprosto bez chvění až do 100% otáček, na 70mm dmychadle je to asi o 10% posunuté ve směru vyšších otáček
Uživatelský avatar
coro
Příspěvky: 9047
Registrován: úte 09.05.2006 0:00
Bydliště: Bratislava dnv SK

Re: RPM/V jak to vlastně je?

#15 Příspěvek od coro »

m2 píše:...
Ak sa mi to podarí doma nasimulovať, urobím z toho video a hodím sem.

Neradím to "simulovať" vo forme "skúšať to dosiahnuť" - mne pred časom zrejme z dôvodu rozkmitania motora na nedostatočne tuhom pylone, s vrtuľou, posielali z ModelMotors nový kompletný stator..

Spôsob uchytenia motora (a hmotnosť a tuhosť modelu/stojanu) zjavne zmení rezonančnú frekvenciu celku.. Ak malo ísť o rezonanciu samotného rotoru, o takom neviem..
Lenže keď je to s vrtuľou (ktorej vyváženie a vlastne ani parametre a hmotnosť nie sú dané výrobcom motora), a podstatným faktorom je tam hlavne uchytenie motora o model, (ide o pružnosť (vadí) a tlmenie (pomáha)), a nejde asi o závadu motora. Podstatné je nenechať ho rezonovať.

Ak ale ide o motor samotný a slušne uchytený, nemal by sa rozkmitať - v prevodovke budú jeho kmity pravdepodobne rovnaké, nie? Leda že by ich posunula hmotnosť dodatočného pastorku..
Ak sa aj rozkmitá, vyzeralo by to takmer určite inak ako spomínaný lehner..
Odpovědět

Zpět na „Elektropohon“