Туристическое автономное питание

Просто интересная информация о велосипедах.
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

попробую объяснить 4Sasha.
Нашь Дяда Саша хочет следующую хрень:
При классическом электро-приводе мы получаем прямую зависимость: мощность привода и число оборотов на колесо, от ручки акселератора
При планетарке, либо при классическом переклюке, не суть важно, мы получаем более грамотную зависимость, так как планетарка или переклюк, даст разбег, при тех-же оборотах, и при той-же мощности.
Что касается КПД, о будет выше всегда, так как на максимальной мощности мотора, всегда будет некое передаточное число, и оно никогда не будет равным 1/1, как в случае с прямым приводом на колесо от электродвигателя. И, следовательно, ток в цепи будет всегда ниже.
САУ должна стремиться к тому что-бы обеспечить двигателю как можно более холостой ход, и меньшую нагрузку, так как все мы прекрасно знаем, что чем выше нагрузка на электро-двигатель тем ниже его КПД.

Можно рассмотреть на примере:
авто которое едет из Аникино в подъём в Томск, при 2ой передачи, скорости 35 км/ч и 2000 оборотов двигателя, съест бензина меньше, чем тоже авто, при 3ей передаче и 1500 оборотов двигателя. это факты. Хотя при движении прямо будет наоборот.

Вот примерно такую хрень хочет сделать Дядя Саша. Почему-бы нет, на сколько помню уже давно мечтает об этом :icon_handshake:

А для измерения момента и правда достаточно датчика тока на проводе длиною в 20 см, об этом я уже давно толдычу :icon_handshake:
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
Sascha
Гуру
Сообщения: 3704
Зарегистрирован: 23 май 2006, 21:01
Велосипед: Norco Nitro
Откуда: Томск
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение Sascha »

warn писал(а): При классическом электро-приводе мы получаем прямую зависимость: мощность привода и число оборотов на колесо, от ручки акселератора
что понимается под классическим электроприводом?
система управления позволяет получить фактически любую электромеханическую характеристику (с учетом естественных ограничений по скорости и току). просто выбирается двигатель, который может обеспечить нужный момент и максимальную скорость, и все.
если нет возможности найти подходящий двигатель - тогда да, понятно что придется изворачиваться.
двигатель если я правильно понимаю БДПТ ?
warn писал(а): САУ должна стремиться к тому что-бы обеспечить двигателю как можно более холостой ход, и меньшую нагрузку, так как все мы прекрасно знаем, что чем выше нагрузка на электро-двигатель тем ниже его КПД.
1. это не так. любой двигатель проектируется на максимум кпд в номинальном режиме.
2. планетарка обеспечит двигателю меньшую нагрузку путем снижения скорости. то же самое может сделать и система управления электроприводом с ограничением момента (тока). планетарка при этом просто ухудшит кпд. она не нужна.
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

1. У асинхронного двигателя(АД) мощность электрических потерь в роторе пропорциональна скольжению. Поэтому работа АД более экономична при малых скольжениях. Следует отметить, что в роторе двигателя возникают также и магнитные потери. Вывод: чем сильнее нагрузка на АД, тем ниже его кпд. Поправлюсь если желаете, САУ должна стремиться вывести на номинальный режим, который в свою очередь устанавливается в зависимости от ручки газа.
2. ККМ тоже имеет кпд, который впрочем ниже, или в лучшем случае равен, кпд вариаторной втулки (98%). А, так как у нас уже есть один управляющий контроллер, то добавив к нему ещё и ККМ, получим кпд ещё ниже. т.к. потери будут ещё и на ККМ.

Ну и скажу ещё вот что, если брать мощные моторы, у которых впрочем кпд выше. Там только ККМ. А тут изворачиваться.
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
Sascha
Гуру
Сообщения: 3704
Зарегистрирован: 23 май 2006, 21:01
Велосипед: Norco Nitro
Откуда: Томск
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение Sascha »

1. Здесь асинхронник чтоли?! Дешево конечно, но не самый удачный выбор. Инвертор нормальный синус обеспечивает?
2. Что такое ККМ?

Вообще одной из основных задач электропривода является отказ от дополнительных механических передач. А вы их тут добавляете.
Аватара пользователя
ondul
Гуру
Сообщения: 1813
Зарегистрирован: 07 фев 2009, 18:27
Велосипед: Norco-Chaos, двухподвес.
Откуда: Томск, Вершинина-Усова; Бийск, Спекова.
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение ondul »

Sascha писал(а):1. Здесь асинхронник чтоли?! Дешево конечно, но не самый удачный выбор. Инвертор нормальный синус обеспечивает?
2. Что такое ККМ?

Вообще одной из основных задач электропривода является отказ от дополнительных механических передач. А вы их тут добавляете.
Чтобы не было кривотолков... :-)
Используемый двигатель - бесконтактный (бесколлекторный) двигатель постоянного тока (БДПТ), имеет контроллер управления частотой вращения двигателя, с обратной связью через датчики Холла, встроенные в двигатель, с широтно-импульсной модуляцией регулирования мощности. Направление вращения задается в процессе обучения и запоминается в контроллере - предусмотрен вывод на режим обучения при первоначальном включении.

Теперь по поводу отказа от дополнительных механических передач... - Саша, вы верите тому, о чем говорите?
- Любой двигатель в режиме номинальной мощности имеет номинальный момент вращения на валу для согласования с некоей номинальной нагрузкой. Заведомо условия дорожного движения не всегда совпадают по моменту с моментом номинальной нагрузки, вот для этого и существует согласующий моменты элемент - коробка передач. - Я уже приводил формулы моментов для согласования нагрузки с номинальным моментом мощности двигателя на выходном валу - если что, можно их перечитать с ручкой в руках... :-)

Ну и самое простое опровержение тезиса об отказе от коробки передач для случая движения по дороге с применением электродвигателя. Можно прогнозировать ситуацию движения в горку, когда в двигателе выделяется номинальная мощность, целиком уходящая в тепло - то есть, без совершения внешней работы - в этом случае, при не вращающемся выходном валу, внешний момент уравновешивает момент выходного вала без его вращения (сила на плече момента присутствует) - по вашему, всё как бы ОК !!! - но мы-то ни куда не едем (хотя должны ехать вперёд, но, скорее всего, сваливаем под горку обратно) и КПД нашего движения=0 (!) - зачем нам такой фокус? :-)

p.s.
Сейчас у меня эксплуатируется на стенде вместе с планетаркой NuVinci 360% электромотор на 750 Вт из набора "Бесколлекторный мотор для квадроцикла, 48В 500 или 750 Ватт, полный комплект.", с контроллером YK89 на 750 Вт.
Последний раз редактировалось ondul 20 ноя 2013, 14:25, всего редактировалось 2 раза.
Пятью-шесть-веник, не тара-пись, пар-вошь обувъ (ребус)
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

ещё можно добавить, когда двигатель не вращается, и находится под нагрузкой, его КПД близок к нулю. Но если мы рассматриваем мощные двигатели, десятки киловатт, в режиме переменной нагрузки, то там кроме понижающего редуктора, ничего не применяется, не потому что кпд низок, а потому что дорого, и технически очень сложно.
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
Sascha
Гуру
Сообщения: 3704
Зарегистрирован: 23 май 2006, 21:01
Велосипед: Norco Nitro
Откуда: Томск
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение Sascha »

выберете передаточное соотношение для обеспечения нужного момента на колесе при работе на упор (ну фактически момент трогания). он определяется допустимым током инвертора (как я понимаю это 750/48=15А).
этот момент будет обеспечиваться во всем диапазоне скоростей.
и все.
я конечно не знаю какой алгоритм заложен в ваш контроллер, но если рукоятка управления регулирует уровень ограничения тока и нет ограничения по частоте вращения, то этого должно быть достаточно.

какая номинальная частота вращения двигателя?
какой максимальный момент на колесе хотите получить?
передаточное отношение встроенного редуктора?
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

4 sascha, ответьте на вопрос? зачем дрель аккумуляторная Makitta, имеет аж 3 скорости редуктора. Хотя тех-же примерно 300 оборотов, необходимых для аккуратного завинчивания саморезов, можно развить на любой, абсолютно без напряга. это либо 50%, либо 75%, либо 100% ручки хода, и тянет эта дрель на ура, на любой скорости. Вот только количество завинченных саморезов, почему-то сильно зависит от выбранного положения редуктора. :icon_handshake:

по теме: знаю что двигатель имеет фиксированное число оборотов, которое зависит от ручки газа, и регулируется через датчик холла по обратной связи.
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
Sascha
Гуру
Сообщения: 3704
Зарегистрирован: 23 май 2006, 21:01
Велосипед: Norco Nitro
Откуда: Томск
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение Sascha »

с дрелью не совсем верно сравнивать. у нее другие задачи, необходима работа в моментном режиме, а подходящий моментный двигатель скорее всего просто невозможно сделать в нужных габаритах. ну и ты уверен что в дрели стоит БДПТ?


по теме: допускаю, что применяемый контроллер имеет какието ограничения, которые не позволяют организовать нормальный привод и поэтому и приходиться изобретать.
ты уверен что контроллер регулирует скорость (имеется ОС по скорости)? по идее для привода транспортного средства это не нужно - как раз эту функцию выполняет водитель. контроллер должен либо ограничивать момент на валу (ну или ток) или тупо регулировать подаваемое напряжение без каких либо обратных связей.
датчики холла в данном случае только для позиционной обратной связи.
хотя все может быть, описание у контролллера чуть более чем никакое.
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

Да, ко мне идёт что-то похожее, как придёт, отпишу как это чудо работает.
пока точно знаю, что максимальная скорость чётко ограничена определёнными оборотами. И зависит она от прошивки контроллера.
Лепту вносит так-же то, что во многих странах запрет на скорость велосипеда, 24 или 32 км/ч, но первые типы, и большинство китайских контроллеров, взламываются и пере прошиваются без проблем на обороты повыше. Так-же есть куча универсальных контроллеров, которые сами определяют какое на них подано напряжение, и в зависимости от этого, задают обороты двигателю. Я в глаза не видел этот двигатель, но работал с БДПТ от квадракоптера который собираю. В таких двигателях положение ротора определяется путем измерения напряжения на незадействованной в данный момент времени обмотке, и это работает, так как нету резких нагрузок. Если же его остановить, не давать вращаться, он начинает сильно греться. Почему? потому-что электроника подаёт чуть-ли не полное напряжение с ШИМ регулятора каждой обмотки. В то время когда он крутится, она подаёт часть напряжения при помощи ШИМ.
поэтому на Коптерах нету датчиков холла, так как нагрузка на вал минимальна, и нету резких перепадов

Сдесь же нагрузка на вал колеблется, так или иначе, будут перепады нагрузки. Но уже более точно идёт определение позиционирования. В момент нагрузки контроллер аналогично будет повышать частоту ШИМ на обмотках, и вроде всё супер, Но проблема в том, что движка сильно слабенькая, Стоял бы двигатель по мощнее, киловатт на 10, то применение КП было бы лишнее.
ещё добавлю, если зацепить этот двигатель напрямую к 3х фазной цепи, он прекрасно крутится, только не быстро. пример БДПТ, это вентилятор от компьютера.

грубо говоря, датчики нужны для старта с нагрузкой на вал.
Последний раз редактировалось warn 20 ноя 2013, 21:45, всего редактировалось 1 раз.
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
Sascha
Гуру
Сообщения: 3704
Зарегистрирован: 23 май 2006, 21:01
Велосипед: Norco Nitro
Откуда: Томск
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение Sascha »

ну чтож вполне возможно, что на имеющемся контроллере собрать чтото годное сложно.

хотелось бы всеже узнать следующее:
какая номинальная частота вращения двигателя?
какой максимальный момент на колесе хотите получить?
передаточное отношение встроенного редуктора?
есть проф интерес - разработка электроприводов от 10 Вт до 40 кВт на БДПТ и АД (в том числе системы управления) - моя работа.

ну и вообще 750 Вт - нифига не слабенький движок для велика. особенно с учетом того что БДПТ легко работает в очень широком диапазоне нагрузок и скоростей, и вообще принципиально максимальная скорость у него ограничена только механической прочностью
Аватара пользователя
warn
Гуру
Сообщения: 1955
Зарегистрирован: 27 май 2008, 23:54
Велосипед: Сталь Сталь и ещё раз Сталь, карбон в мусорку
Откуда: Томск, 2ой мкр.

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение warn »

верно, контроллер режет его характеристики, и сильно, эта движка способна крутиться до 10 тыс оборотов и выше. На вопросы тоже ответ интересно получить.
за любой здравый кипишь!!
Мой номер 89039510439
Аватара пользователя
ondul
Гуру
Сообщения: 1813
Зарегистрирован: 07 фев 2009, 18:27
Велосипед: Norco-Chaos, двухподвес.
Откуда: Томск, Вершинина-Усова; Бийск, Спекова.
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение ondul »

Sascha писал(а):ну чтож вполне возможно, что на имеющемся контроллере собрать чтото годное сложно.

хотелось бы всеже узнать следующее:
какая номинальная частота вращения двигателя?
какой максимальный момент на колесе хотите получить?
передаточное отношение встроенного редуктора?
есть проф интерес - разработка электроприводов от 10 Вт до 40 кВт на БДПТ и АД (в том числе системы управления) - моя работа.

ну и вообще 750 Вт - нифига не слабенький движок для велика. особенно с учетом того что БДПТ легко работает в очень широком диапазоне нагрузок и скоростей, и вообще принципиально максимальная скорость у него ограничена только механической прочностью
- Вопрос ко мне? :-) - Отвечаю.
1. - Номинальная частота вращения приведённого в схеме 750-ваттного БДПТ задаётся контроллером и равна 1200 об/мин = 20 об/сек = 20 Гц.

2. Минимальный момент задавался верхним пределом скорости = 50 км/ч, который, при необходимости, можно было бы развить на 26" колесе, окружностью 2.115 м и далее получался расчетным путём - нижний предел скорости в диапазон изменения передаточного отношения планетарки NuVinci = 3.6 раза меньший = 13.89 км/ч. Соответственно, в этом же отношении находятся минимальный и максимальный моменты на колесе. Конечно, скорость 50 км/ч - чисто с потолка, если исходить из практики движения на велосипеде, то достаточно было бы ограничиться и скоростью 40-30 км/ч, тем более, что предполагается, в основном, путешествие по сильно пересечённой местности. Стало быть, над моментом тяги на колесе можно ещё поработать...

3. - У данного двигателя встроенный планетарный понижающий редуктор с коэффициентом понижения 1:3. Редуктор можно отстёгивать. Номинальная частота вращения после редуктора двигателя равна 1200/3 = 400 об/мин = 6.67 об/сек = 6.67 Гц.

Сообщалось поставщиком, что эксплуатация двигателя без планетарного редуктора нецелесообразна, так как мощность двигателя такова, что сталь вала, работая консольно на изгиб, не выдерживала концевой моментной нагрузки и вал усталостно разрушался у корня подшипника. Применение планетарного редуктора снимает консольный момент нагрузки с выходного вала и переносит его на более мощный выходной вал редуктора.

p.s.
Вообще, все вопросы обсуждались ранее и сам расчет приведён в дополнении - повторю его здесь.
Дополнение.
Тяговые характеристики системы.
Из формулы работы: A=F*S , [Дж], переходим к:
Формула мощности P=F*Pi*D*f, [Вт] [1],
где:
Pi=3.1415926 - число пи;
D=0.076 м - диаметр выходной звезды после планетарного редуктора электромотора (Коэффициент редукции = 1:3) по линии цепи;
f = 400 об/мин = 6.67 об/сек = 6.67 [Гц] - частота вращения этой звезды;
P=750 Вт - номинальная мощность электромотора.
Из формулы [1] получаем силу натяжения цепи между электромотором и планетаркой:
F=P/(Pi*D*f) =471.2 н = 48.03 кГ [2].
Учитывая коэффициент передачи планетарки на границах диапазона n1=0.5 - понижающий и n2=1.8 - повышающий, получим диапазон тяг (при том же диаметре звёзд на выходе планетарки, что и на входе - D=0.076 м), диапазон силы тяги на выходе будет от 942.39 н = 96.06 кГ, до 261.78 н = 26.68 кГ.
Если выходная звезда на колесе по линии цепи будет в 1.83 раза больше (как предполагалось) - диаметром = 0.139 м, то исходя из соотношения моментов L1*F1=L2*F2, где L1=0.139/2 м, F1=(в диапазоне 942.39 н - 261.78 н), а L2=0.673/2 м - 0.673 - диаметр колеса велосипеда, сила тяги на колесе составит F1*L1/L2={194.57 н - 54.04 н}={19.83 кГ - 5.51 кГ}.

Характеристики моментов обратной связи.
Если исходить из текущей геометрии системы обратной связи, то по плечам моментов, при номинальной силе по формуле [2] = 48 кГ, максимальное усилие на пружину, компенсирующую момент натяжения цепи, составит 48*14/19=35.36 кГ, здесь 14 см - плечо момента по линии тяги цепи, а 19 см - плечо момента в месте установки опорной пружины. Пружина, использовавшаяся в эксперименте с обратной связью, имеет длину 9.2 см и коэффициент силы сжатия 1.33 кГ/см и максимальную силу сжатия = 9.3 кГ. Весь диапазон перекрывался пружиной с длины от 7 см и до 4 см., поэтому, для полного захвата диапазона регулирования передаточного отношения понадобится усилие 35.36/9.3 = 3.8 = (округляем до целого) = 4-х таких пружин.

p.p.s.
Сам не пробовал, но на ebay вариаторная планетарка NuVinci на сегодня доступна по цене около 200$, правда, доставка кусается - 60$ на каждую позицию... :-(
Последний раз редактировалось ondul 22 ноя 2013, 14:52, всего редактировалось 1 раз.
Пятью-шесть-веник, не тара-пись, пар-вошь обувъ (ребус)
Аватара пользователя
EVV
Гуру
Сообщения: 4324
Зарегистрирован: 13 янв 2006, 11:45
Велосипед: ол-маутин фулсаспеншен
Откуда: Tomsk
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение EVV »

вот нашел видео, имхо норм крышу приделать только

https://www.youtube.com/watch?v=eKv5HljpdO8
Аватара пользователя
ondul
Гуру
Сообщения: 1813
Зарегистрирован: 07 фев 2009, 18:27
Велосипед: Norco-Chaos, двухподвес.
Откуда: Томск, Вершинина-Усова; Бийск, Спекова.
Контактная информация:

Re: Туристическое автономное питание

Сообщение ondul »

EVV писал(а):вот нашел видео, имхо норм крышу приделать только
https://www.youtube.com/watch?v=eKv5HljpdO8
- фу-ууууууу...., бя-ааааааааааа..... - издеваешься? :evil:

Меж тем, в саду, под тенью древа
любовник молодой лежал
и с страстью пылкой упоенно
младую грудь в руках держал...
(с) ...,
- мир стремителен, в нём что-то совершается... и, как всегда - где-то - к лучшему...
- Когда ж до нас то дойдёт? :icon_pidu: :icon_pray: :oops:
Ну вот... - с планетаркой NuVinci выпускают велосипеды NuVinci@Harmony - отличительная особенность - вариаторная система передач NuVinci с модулем электронного управления, с отслеживанием по каденсу.

p.s.
warn, Sascha - я так понял, у вас появились свои соображения в части электронного управления? Если что нужно с моей стороны - готов предоставить... :-)
- У себя обдумываю..., однако, мои возможности по электронной части пока в самом начале пути - нет элементной базы - собираю...
Хочу отметить существенный момент для успеха. Простая механика не может обеспечить правильный алгоритм переключения передач планетарки NuVinci - требуется интеллектуальное управление по контроллеру электромотора. Если тяговая нагрузка велика, система управления под нагрузкой не может переключать полноценно (так было в планетарках от Shimano, так есть и у NuVinci) - обязательно - на время переключения - нужно кратко сбрасывать нагрузку, тогда все получится. Механически такое сделать, когда двигатель работает на полную мощность - как минимум - сложно..., а вот электроникой (снять питание, переключить на некоторый шаг передаточное отношение, включить питание) - запросто.

p.p.s.
Предупреждаю, никакой рекламы! :-)
- Известно, идеи витают в воздухе, когда для этого приходит время.
- Так получается и с вариаторной планетаркой NuVinci. - Есть устройство, привлекательное по возможностям установки в воображаемом и возлелеянное в воображаемом месте... Кто-то, в чём-то - уже реализовал близкое, стало быть, продвинулся в своём видении избранного приложения, а у меня свои мысли, в каком направлении двигаться дальше...
Мысль - материальна..., отсюда - рано или поздно, но мы продвинемся к намеченной цели. :-P :icon_super:
Пятью-шесть-веник, не тара-пись, пар-вошь обувъ (ребус)
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость