[EvGenium]

Здравствуйте. Собрался делать электробайк из автогенератора. Смотрел много видео и читал столько же статей о поделках разных кулибиных и удивило почему практически все стараются посадить колесо цепью сразу на вал электродвигателя. Ведь если максимально повысить обороты двигателя, то можно будет упростить схему частотника, а с помощью редуктора снизить обороты до нужных, во столько же раз увеличить крутящий момент, мощность приводимую на звезду колеса, увеличить пробег за счет понижения потребления двигателем, а в следствии уменьшить емкость батареи, вес. Для начала решил попробовать переоборудовать не байк, а обычный велосипед. Максимальную скорость выбрал для него-80 км/час потому что выше брать уже смертельно опасно. Исходя из максимальной скорости рассчитаем нужные обороты и мощность. Диаметр колеса-0,73 метра. Длина окружности равна приблизительно 2,2 метра. Значит за один оборот колеса велосипед проезжает 2,2 метра. Переведем скорость в метры: 80 км/час это
80000 м/час. Делим на 60 минут-получаем 1334 метра в минуту. Чтобы узнать сколько оборотов колесо должно сделать за минуту чтобы проехать 1334 метра-делим 1334 на 2,2. В итоге получаем 606 оборотов в минуту должно делать колесо велосипеда для максимальной скорости 80 км/час. Далее легко рассчитать сколько ступеней и какое передаточное число нужно сделать в редукторе исходя из максимальных стабилизированных частотником оборотов двигателя.
Знакомый перематывал горелый генератор, подключал его к частотнику звездой с датчиками холла и в итоге у него получилось примерно 3400 оборотов в минуту с датчиками и за 6000 оборотов без них. Делим 3400 на 606 и получается что передаточное отношение должно быть 6:1. Если исходить из многих видео то мощность на валу двигателя чтобы стронуть велосипед с места без педалей-должна быть 5-6 квт. Делим количество квт на передаточное число и получаем что мощность двигателя максимальная для того чтобы тронуться с места должна быть 1 квт. Если набрать батарею из 5 ти свинцовых аккумуляторов напряжением 12 вольт и емкости 12 ампер/час то можно рассчитать на сколько ее хватит. Возьмем за пример то что мы постоянно трогаемся с места в течение часа(максимальная нагрузка на двигатель мощность 1 квт). При напряжении 60 вольт от батареи и мощности 1 квт двигатель будет потреблять ток примерно в 17 ампер. В итоге получается что при такой нагрузке двигатель сожрет батарею за пол часа. Кажется что это мало? Но не забываем что условия были такими как будто мы постоянно трогаемся с места. А на самом деле при езде разгоняемся с места намного меньше по времени, а значит двигатель будет брать в два а то и в три раза меньший ток при максимальном разгоне.(А если в переднее колесо поставить генератор-то еще можно намутить рекуперацию при спуске и торможении, тем самым увеличив дальность пробега в разы). Так, с теорией я закончил, кому интересно. Теперь практика. Раздобыл генератор на 14 вольт 50 ампер. Чтобы увеличить крутящий момент и мощность-решил переделать подключение обмоток со звезды в треугольник. Но столкнулся с тем что каждая обмотка генератора намотана двойным проводом и помимо трех выводов соединения звездой в генераторе выведены еще две точки соединения концов обмоток. Причем эти концы выведены не по два провода вместе, а по одному в разных местах. Исходя из этого и прочитанного мной ранее совмещенного способа подключения обмоток типа "Славянка" Дуюнова, который хвалится что двигатель начинает меньше жрать при повышении мощности и крутящего момента-я хочу не перематывая обмотки вытащить этот провод из клемм и одну часть катушек соединить звездой, а другую-треугольником. Как раз получится та самая "Славянка".

Хочу узнать пробовал ли кто нибудь из вас подключать генератор или мотор таким вот образом, совмещенной обмоткой?

[qwer009]

EvGenium, вообще мощность никто через передаточное число не считает... 1Вт=1Дж/1с тоесть Работа на время...мощность остается не изменной за минусом КПД редуктора...

[ZAQ]

Я видел соревнования велосипедов с приводом от обычного шуруповёрта, некоторые модели велосипедов были далеки от традиционного вида, но зато были максимально лёгкие и обтекаемые, положение лёжа, гоняли очень даже лихо!

[Nazarett]

1. даныый "сомнительный" способ перемотки, как я понял указан для асинхронных двигателей, а генератор таким как бы не является (ротор то работает от обмотки возбуждения)
2. Вам нужно учитывать потери на преобразование постоянки в переменку, потери в редукторе
3. Очень малый радиальный момент из за конструктива.
Так вот двигатель в колесо ставят что бы не учитывать эти моменты, так как он там постоянного типа (насколько мне известно).
ЗЫ. Купите китайский велик с двиглом за 400уе и будет вам счастье, а так - только разоритесь на батареях

[ZAQ]

 Nazarett (28 сентября 2016 - 14:02) писал:

1. даныый "сомнительный" способ перемотки, как я понял указан для асинхронных двигателей, а генератор таким как бы не является (ротор то работает от обмотки возбуждения)

Естественно, не является, автомобильный генератор - это машина постоянного тока с кольцевым щёточным токосъёмником, с этого и надо начинать. Железо в генераторе просто огромное, а это потери, моторчик в "шурике" в разы меньше )))
Если сделать ротор короткозамкнутым, то имхо будет побочное индукционное торможение, у асинхронных двигателей обмотка ротора не просто так имеет определённый угол относительно плоскости его продольного сечения, не годится. Вариант с постоянными магнитами в роторе - там тоже будет не всё так гладко, как хотелось бы, ну будет какое-то подобие шагового. Смысл приспосабливать то, что конструктивно заведомо не заточено под поставленную задачу, действительно, купить готовое будет физически менее мучительно, так-то даже не в ХХ веке уже давно живём... Мысел должен работать не в том направлении, как из дерьма слепить конфету, а в том, как заработать денег на новую игрушку, это будет проще, быстрее, хотя и менее интересно

[Nazarett]

Цитата

автомобильный генератор - это машина постоянного

ZAQ, таки переменного, но с ОВ

[Valentinych]

 Nazarett (29 сентября 2016 - 01:37) писал:

ZAQ, таки переменного, но с ОВ

И это - единственная фраза в этой ветке, на которую нечего возразить на данный момент.

Большинство современных автомобильных генераторов - трехфазные машины переменного тока с обмоткой возбуждения на роторе, которая нужна только для того, чтобы иметь возможность регулировать (стабилизировать) выходное напряжение в широком диапазоне оборотов. Иначе было бы эффективнее применять ротор с постоянными магнитами.
Расчеты топик-стартера к сожалению однозначно говорят о том, что он абсолютно "не в теме"...

Китайские электровелики имеют в качестве привода вентильные электромоторы. Это машины постоянного тока, управляемые от внешнего контроллера (раньше их делали на управляемых вентилях - тиристорах, отсюда и название)), не редко - с внешним ротором на постоянных магнитах. Такая конструкция, при прочих равных условиях (прежде всего - при равных габаритных размерах), имеет крутящий момент больше, чем у конструкции с внешним статором.
Прелесть электромотора в том, что он имеет почти горизонтальную нагрузочную характеристику - у него (в отличии от ДВС) крутящий момент мало зависит от оборотов. Не обращали внимание, как резво стартуют с места троллейбусы и трамваи? Многие легковушки остаются далеко в ж..е.
Современные вентильные электромоторы часто делаются с магнитной редукцией, что позволяет в несколько раз увеличить крутящий момент при одинаковой подводимой мощности. В этом еще одна прелесть таких моторов. Все такие моторы имеют обратную связь - это либо датчики Холла, либо встроенный тахогенератор, либо просто устройство, регистрирующее противо-ЭДС обмоток, которая снимается в те моменты, когда одна из обмоток не задействована (при коммутации фазного напряжения). Это позволяет переключать обмотки в оптимальное время, не зависимо от частоты вращения ротора. При этом даже на самых низких оборотах, близких к нулю, крутящий момент на валу близок к максимальному. А плавная регулировка частоты коммутации (частоты переменного тока, подаваемого на статорные обмотки) делает применение механического редуктора бессмысленным.
А моторы Дуюнова с обмотками "Славянка" - это машины переменного тока. И между этими классами машин огромная разница!

Кто не знает: мощность первых советских моторов Д1 для мотовелосипедов была равна 0,9 л.с. (0,66 кВт), и этого вполне хватало для того, чтобы довольно резко "дергать" с места, и развивать скорость до 40-50 км/час. Потом появились мопеды с коробками передач (Верховина, Рига, и т.д.), но и у них рабочий объем моторов был ~50 см.куб., а развиваемая мощность не превышала 1,5-2,0 л.с., т.е. порядка 1,1-1,5 кВт. Эти мопеды уже имели существенно более прочные рамы, и главное - более крепкиее колеса, но все равно их скорость не превышала 60-70 км/час.
А скорость 80 км/час для обычного велосипеда не просто опасна, а очень опасна - большинство великов (прежде всего - их колеса на тоненьких спицах, тормозная система и рулевое управление) просто не рассчитаны на такие механические нагрузки.

Парни, что бы вы сказали про автоэлектрика, который ни разу в жизни не держал в руках гитары, но взялся бы без разбега за разработку нового дилея или хотя бы простенького уся для гитары?

[ZAQ]

 Nazarett (29 сентября 2016 - 01:37) писал:

ZAQ, таки переменного, но с ОВ

Знаю, но для ОВ (не то, что вспомогательной, а конкретно для обмотки ротора) нужен постоянный ток, полностью на переменном токе машина работать не будет. Скажете: из переменного можно получить постоянный для питания ротора - соглашусь, но с таким же успехом можно из постоянного тока получить переменный, будь то коллектор, или бесконтактный электронный коммутатор для статора. Правильнее было бы просто сказать: синхронная машина.

 Valentinych (29 сентября 2016 - 14:45) писал:

А скорость 80 км/час для обычного велосипеда не просто опасна, а очень опасна - большинство великов (прежде всего - их колеса на тоненьких спицах, тормозная система и рулевое управление) просто не рассчитаны на такие механические нагрузки.

С этим полностью согласен, это на идеальном велотреке спортивные велосипеды специальной конструкции могут развивать такую скорость, а по нашим дорогам 30-35км/ч - дальше уже самоубийство, не то, что колёса, рама может не выдержать, а если сделать мопед, то будут вопросы по конструкторской сертификации изготовителя, то есть, столько мучится делать, чтобы доехать до ближайшего поста, и это ещё хорошо, если без серьёзных приключений, а то на скорости 80км/ч есть и больший риск очень серьёзного ДТП, нужно отдавать себе отчёт, и не смотреть на других кулибиных, а думать про свою ответственность в первую очередь.

[Valentinych]

 ZAQ (29 сентября 2016 - 19:11) писал:

Правильнее было бы просто сказать: синхронная машина.

Нет, не правильнее.
Синхронная машина, это как правило, и как ни странно, машина постоянного тока. Хотя и питается многофазным напряжением переменного тока.
Отличие синхронников от асинхронников в том, что и там и там присутствует вращающееся магнитное поле (в статоре), но у асинхронников ротор проскальзывает относительно этого поля, за счет чего и возникает крутящий момент на валу ротора. Чем больше проскальзывание (отставание ротора от поля в статоре) - тем больше крутящий момент. Таким образом, частота вращения поля в статоре всегда выше частоты вращения ротора. У синхронников такого проскальзывания нет, а крутящий момент практически неизменен в широком диапазоне оборотов ротора - почти от момента старта синхронной машины, до максимальных оборотов, и частота вращения ротора строго равна частоте вращения поля в статоре.
Основное отличие синхронного режима от асинхронного - наличие жесткого сцепления магнитных полей статора и ротора. Это обусловлено тем, что синхронный якорь имеет явно выраженные магнитные полюса, не зависимо от того, каким образом они создаются - постоянными магнитами, или обмоткой возбуждения.
Любая синхронная машина может работать как в режиме мотора, так и в режиме генератора (принцип обратимости). А у асинхронника хоть как крути ротор, напряжения на выводах статорных обмоток не получишь.
Следовательно, автомобильный генератор - это обратимая синхронная машина, с явновыраженными магнитными полюсами ротора, которые возникают при подаче на якорную обмотку возбуждения постоянного тока.
Вот как-то так...

P.S. Вопросы на засыпку:
1) Куда деть трехфазные обмотки у статора, показанного топикстартером? Ведь если они многофазные, значит предназначены для работы на переменном токе.
2) Как квалифицировать коллекторный электромоторчик, работающий от батарейки?
3) Как квалифицировать шаговые электромоторы, широко применяемые в технике?

[ZAQ]

 ZAQ (29 сентября 2016 - 19:11) писал:

Правильнее было бы просто сказать: синхронная машина.

 Valentinych (30 сентября 2016 - 07:32) писал:

Нет, не правильнее.
Синхронная машина, это как правило, и как ни странно, машина постоянного тока. Хотя и питается многофазным напряжением переменного тока.
Отличие синхронников от асинхронников в том, что и там и там присутствует вращающееся магнитное поле (в статоре), но у асинхронников ротор проскальзывает относительно этого поля................................................................................... ..................................................................................
Следовательно, автомобильный генератор - это обратимая синхронная машина, с явновыраженными магнитными полюсами ротора, которые возникают при подаче на якорную обмотку возбуждения постоянного тока.
Вот как-то так...

Что за приём? Это манера общения на форуме такая: пускать пыль в глаза? синхронная машина = синхронная машина
Термин "электрическая машина" уже подразумевает смысл обратимости. Между прочим, это одна из моих специализаций, и не надо пафосных смайликов, и о чём идёт речь я в курсе.
Теперь объясняю для зубров. Само разделение в электротехнике электрических машин на типы постоянного и переменного тока сомнительно. Ток будет в любом случае переменный хотя бы в одной из обмоток, иначе не будет движения, а из какого рода тока и с помощью какого технического устройства получаем преобразование (механический коллектор, электронный коммутатор, выпрямитель и т.д.) - это дело третье.
Ответы на "зыбкие" вопросы:
1) куда девать - это по усмотрению. От источника постоянного тока запитывается трёхфазный преобразователь и всё работает, не нужно, пожалуйста, язвить.
2),3) не квалифицируются, а классифицируются как машины синхронного типа.

[Valentinych]

 ZAQ (30 сентября 2016 - 19:02) писал:

Что за приём? Это манера общения на форуме такая: пускать пыль в глаза?

Молодой человек, боюсь это у вас такая манера - когда сказать по сути обсуждаемого особо нечего, делать акцент на грамматические неточности оппонента, или обвинять его в язвительности. Я же не говорю о вашей излишней самоуверенности...
Что касается термина "электрическая машина", то далеко не все ЭМ можно классифицировать как обратимые: те же асинхронники с КЗ ротором (беличьей клеткой) без стороннего подмагничивания, как я уже заметил выше, вряд ли будут работать в качестве генератора.
По поводу условности разделения электрических машин по "постоянному" и "переменному" должен сказать, что еще со стародавних времен Теслы и Эдисона существует две непримиримые научные школы, описывающие машины, имеющие статор и ротор, с разных теоретических позиций.
И так же давно, практикующие электроприводчики условно считают все асинхронные машины машинами переменного тока, а все синхронные машины с коммутирующими узлами, машинами постоянного тока.
Так что не только вы читали учебники Кацмана или Вальдека. Полагаю, вы знаете разницу между этими авторами.

Кстати, где вы увидели в моих высказываниях тавтологию "синхронная машина = синхронная машина"?

[ZAQ]

 Valentinych (30 сентября 2016 - 23:36) писал:

Кстати, где вы увидели в моих высказываниях тавтологию "синхронная машина = синхронная машина"?

Уважаемый, в ваших высказываниях я не увидел такой тавтологии, и акцент сделан совсем на другом. Читайте внимательно цитаты. У меня утверждение, что машина синхронная. Вы утверждаете, что высказывание неверное. Дальше ваши длинные поучительные рассуждения по отличиям и, наконец, вы приходите к выводу, что машина синхронная. Вот и получается "синхронная машина = синхронная машина", вопрос: к чему, вообще, был пост со смайликами?
_______________
PS есть асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, а есть ещё асинхронная машина с фазным ротором (ещё говорят с питанием со стороны ротора).

[qwer009]

Ох и понесло вас товарищи.. Одно могу сказать точно автомобильный генератор является обратимой машиной!
Обратимой машину можно считать только при одинаковых условиях.. генератор - это преобразователь механической энергии а электрическую. И по сути переменного тока ибо диодный мост на выходе это уже совсем другое устройство. Так вот если вращать генератор то на выходе будет электроэнергия и если на тоже самое генератор будет вращаться... другой вопрос, что КПД будет сильно отличаться. В принципе его можно рассматривать как пародию на BLDC двигатель... (вентильный двигатель) но с очень большой натяжкой... А это синхронная машина и хотя управляется переменкой называется бесколлекторным двигателем постоянного тока ... что тоже весьма сомнительно но уж так он называется так и зачем же нам спорить?