Modelarskie silniki bezszczotkowe - zasada działania

[engelbert]

 

....... tylko że sugestia Kijuika mnie zirytowała....

 

???? Można wiedzieć jaka ?

 

Tak sobie pomyślałem, "no, znowu ten Kiluik, jeszcze nic nie napisałem o napięciu czy o transformatorze a on znowu wie lepiej, tak jak byto na świecie nie było żadnego innego źródła prądu zmiennego , tylko te 380V z sieci". Tak sobie tylko pomyślałem, odnośnie testu Nr.1

[Ładziak]

Czyli Twoje doświadczenia potwierdzają tezę , którą dość nieśmiało na początku tego wątku stawiałem o dużej analogii naszych silniczków do silników 3f. :wink:

Przeczytaj jeszcze raz ten post, tu jest wszystko w pigułce:

http://pfmrc.eu/viewtopic.php?t=36511&postdays=0&postorder=asc&start=300

 

 

Co do samego zasilnia i testów wykonanych przez engelberta, to tytułem anegdoty: mojemu bratu i jego koledze - lata świetlne temu - udało się zasilić popularnego kanciaka (125p) olejem napędowym, popularnie zwanym ropą. Byli w Hiszpanii, po długiej trasie i ze zmęczenia pomylili dystrybutory. Zorientowali się po przejechaniu kilkuset metrów, gdy silnik kopcił i źle wchodził na obroty. Czy to znaczy, że kanciak to diesel?

[JarekF]

Drugi przykład:

Wcale daleko nie trzeba szukać :wink:

W samochodach nie występują jeszcze silniki gazowe . Bynajmniej o takich nie słyszałem. A coraz popularniejsze są tankowania gazem.

Czy to silniki gazowe ? Czy benzynowe ?

Dodam również, że samochodowy silnik diesla całkiem zgrabnie pracuje na zwykłym oleju rzepakowym (tym od frytek), a najlepiej nadaje się sojowy modyfikowany. Wiem to z autopsji :wink: Pamiętam wielkie zdziwienie innych klientów przy gdańskim Auchan, kiedy do swojego starego polo na parkingu wlewałem właśnie sojowy zakupiony w tymże hipermarkecie. A jaki fajny zapach z rury wydechowej. Podobny do smażonych frytek, lub pieczonego chleba.

Podobne przykłady można mnożyć. I jak sobie kto zwał tak zwał a istota i zasada działania jest jednak niezmienna.

[engelbert]

Ładziak, że diesel to na ropę a benzyniak na benzynę to, wszyscy wiemy. A test Nr.3 jeszcze nie jest zakończony, od szesnastu godzin silnik ciągle się jeszcze kreci,bez przerwy.

 

Powtarzam jeszcze raz, nie chodzi mi o to, jak się kreci, jaka sprawność itd.

 

Chodzi mi tylko o sam fakt że, się kreci.

[bubu2]

Wykryłem, ze te nasze silniczki doskonale działają na wodę. Co ciekawsze, mogą pracować jako outrunner i jako inrunner. Zależy za jaką część przytwierdzimy go do podłoża. Otóż, zakładamy na oś ewentualnie na wirnik, tarczkę z blachy aluminiowej. Tarczkę nacinamy w równych odstępach i nacięte blaszki odginamy tak, by utworzyły turbinkę. Teraz zanurzamy silniczek do płynącej wody na tyle, by były zanurzone łopatki. Silniczek zaczyna pięknie sie kręcić. I chciałem dodać, że nie chodzi mi o to, jak się kreci, jaka sprawność itd. I jeszcze, ten silniczek ma największą moc na wale, gdy zrobimy go na korbę. Z przekładnią. Może pracować zarówno jako inrunner jak i outrunner. Zależy, do czego przytwierdzimy korbę.

Chodzi mi tylko o sam fakt że, się kreci. pzdr.

[marcin133]

Dyskusja prawie jak o tym czy silnik o zaplonie zarowym to silnik z zaplonem zarowym czy samoczynnym :mrgreen:

 

Ja mam dwa pytania:

 

Po co w silniku BLDC sa magnesy stale?

 

Czy predkosc obrotowa w silnikach BLDC reguluje sie "czestotliwoscia przelaczania faz" ? Czy jednak za to odpowiada cos innego?

[buwi777]

Dyskusja prawie jak o tym czy silnik o zaplonie zarowym to silnik z zaplonem zarowym czy samoczynnym :mrgreen:

 

Ja mam dwa pytania:

 

a/ Po co w silniku BLDC sa magnesy stale?

 

b/ Czy predkosc obrotowa w silnikach BLDC reguluje sie "czestotliwoscia przelaczania faz" ? Czy jednak za to odpowiada cos innego?

a/ By się dwa pola magnetyczne przyciągały/odpychały i wcale nie muszą być stałe ( tzn stałe pole z dowolnego źródła np. elektromagnes ) :devil:

 

b/ tak - i regulator na podstawie pomiaru ESM wie jak kręci się i gdzie jest wirnik i tak przełącza fazy itp itd ...

[bubu2]

Kolego. Odróżniam silnik od prądnicy. Silnik zamienia jakiś rodzaj energii, niekoniecznie elektrycznej, w energię mechaniczną obracającego się wału (choć też niekoniecznie). Jedną pobiera, a drugą oddaje, w jakich proporcjach, to zależy od sprawności. Nie pisz dyrdymałów. Nie pisałem, że chcę uzyskać prądnicę. On zamienia energię kinetyczną wody w energię mechaniczną, którą można pobierać z obracającego się wału (a, że przy okazji mogę pobierać energię elektryczną, to mam tzw. 2in1). I to wszystko. Podobnie jak silnik jądrowy jest tylko turbiną parową. Silnik BLDC jest doskonałym silnikiem wodnym po dołożeniu turbinki. I eto wsio.

PS. Silniki szczotkowe, też robi się z magnesami neodymowymi, a większość BLDC wykonuje się tylko z magnesami ferrytowymi, pierścieniowymi.

[marcin133]

b/ tak - i regulator na podstawie pomiaru ESM wie jak kręci się i gdzie jest wirnik i tak przełącza fazy itp itd ...

Gdyby bylo jak piszesz (ja nie twierdze ze tak nie jest - jestem zbyt kiepski w tych sprawach - zasada dzialania regulatora) bylby to silnik z wirujacym polem magnetycznym bez magnesow stalych (poslizg) i nie potrzebne byloby sprzezenie zwrotne. Typowy silnik 3F z falownikiem ze wszystkimi swoimi wadami

 

Moim zdaniem wlasnie uzyte magnesy nieumozliwiaja taki sposob sterowania jaki opisujesz. Sprzezenie zwrotne sluzy do sterowania kolejnoscia przelaczania faz - to polozenie walu decyduje kiedy maja nastapic przelaczenia czyli obciazenie silnika a nie drazek gazu w przypadku regulatora modelarskiego. idea kompletnie odmienna anizeli w typowych silnikach trojfazowych z falownikiem.

 

Sama predkosc obrotowa jest sterowana czestotliwoscia pulsowania napiecia (nie wiem jak fachowo) ale identycznie jak w przypadku regulacji predkosci zwyklego silnika szczotkowego.

 

Jak pisalem - nie jestem fachowcem w tych sprawach, nie mam odpowiedniego sprzetu aby to pomierzyc. Takie "logiczne lub tez nie" wyjasnienie ulozylo sie w mej glowie po waszej dyskusji :mrgreen:

 

Czy ktos moze sprawdzic czy czestotliwosc przelaczania faz jest rzeczywiscie zmienna w zaleznosci od predkosci obrotrowej silnika (bez obciazenia - z obciazeniem) podczas stalego ustawienia gazu na aparaturze?

 

To jest rzeczywisty dowod na to czym ten silnik jest.... chyba

[Swift]

Witam

Sprzezenie zwrotne sluzy do sterowania kolejnoscia przelaczania faz

To jest trochę nie tak.

 

Tu są (dwa ostatnie rysunki na strone) pokazane rzeczywiste przebiegi zasilania silnika.

http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/SPEEDY-BL_eng.html

 

Prędkość obrotową silnika zmienia się częsotliwością przełaczania faz.

 

Jak widać na rysunkach dodatkowo impulsy zasilające poszczególne fazy są "poszadkowane" impulsami o znacznie większej częstotliwości. Służy to regulacji wielkości prądu zasilającego każdą z faz, po to aby prędkośc obrotowa silnika była stała niezależnie od zmian obciążenia. Jeżeli obciążenie silnika wzrasta, to ma on tendencję do zminiejszenia obrotów, wówczas regulator "zauważa " zwolnienie silnika, a jednocześnie "wie", że nie nastąpiło ono od sterowania (drążka gazu), bo częstotliwośc przełaczania faz zostaje nie zmieniona. Wówczas regulator zmienia częstotliwośc tego "poszadkowania" tak aby prąd zasilający uzwojenia wzrósł i prędkośc obrotowa silnika została stała.

 

Skąd regulator "wie" jaka jest rzeczywista prędkość obrotowa wirnika i jakie jest jego położenie.

Są dwie metody:

 

Pierwsza polegająca na pomiarze napięcia na uzwojeniu fazy, która w danej chwili nie jest zasilana. ( Silnik bezczujnikowe - sensorless) Jak to wcześniej wspomniano silnik może pracować jako prądnica. Regulator rejestruje przebieg napięcia, które powstaje na fazie nie zasilanej - patrz impulsy EMK na przytoczonych rysunkach.

 

Metoda druga, rzadsza, stosowana głównie w silnikach modeli samochodów, polega na zastosowaniu czujników pola magnetycznego (najczęściej hallotronów) zamontowanych na stałe w silniku (silniki czujnikowe - sensored), za pomocą tych czujników regulator mierzy aktualne położenie wirnika. Silniki czujnikowe mają zatem dodatkowe wyprowadzenia a regulator dodatkowe złącze do podłaczenia hallotronów.

[marcin133]

Zasadniczo procesor wie kiedy trzeba zacząć następny obrót silnika....

....Dzięki położeniu drążka gazu procesor wie czy ma skracać przebiegi prądu czy wydłużać, Czyli zmieniać prędkość obrotową.

Jak przekroczysz dopuszczalny prąd( zresztą też mierzony) to silnik stanie lub poszarpie, stosownie do softu procka.

Skoro wszystkie trzy fazy pracuja jak w silniku 3f - ktore uzwojenie dziala jako wtorne i kiedy? (Sygnal zwotny)

 

W pierwszym zdaniu sugerujesz ze dzieki sygnalowi zwrotnemu regulator wie kiedy zaczynac kolejny obrot czy tez moment przelaczenia tychrze faz czyli regulacja przelaczania faz przez wal silnika. W drugim zdaniu sugerujesz ze czestotliwosc przelaczania faz jest zalezna.. od polozenia drazka gazu....

 

Zupełnie taka sama

Przeciez nie jest chocby ze wzgledu na sygnal zwrotny. Chyba ze go pomijasz i uznajesz za nie istotny.

 

Inaczej się nie da,

Tu nie pisze na temat zmian czestotliwosci przelaczania faz - tylko dokladnie o mechanizmie sterujacym predkoscia obrotowa silnika szczotkowego. Nie mozesz mi odpowiadac ze "inaczej sie nie da" - bo podwazasz swoje teorie.

 

Pytanie jeszcze do Ciebie:

 

Skoro predkosc obrotowa silnika bezszczotkowego zalezna jest od czestotliwosci przelaczania faz i w taki sposob ow regulacja jest realizowana to skad parametr kV? (ilosc obrotow/Volt)?

[buwi777]

Pass - Marcin - przeczytaj całość od poczatku - w danym momencie pracują 2 ( DWIE ) "fazy" a z trzeciej jest brany pomiar :twisted:

[marcin133]

Jak widać na rysunkach dodatkowo impulsy zasilające poszczególne fazy są "poszadkowane" impulsami o znacznie większej częstotliwości. Służy to regulacji wielkości prądu zasilającego każdą z faz, po to aby prędkośc obrotowa silnika była stała niezależnie od zmian obciążenia. Jeżeli obciążenie silnika wzrasta, to ma on tendencję do zminiejszenia obrotów, wówczas regulator "zauważa " zwolnienie silnika, a jednocześnie "wie", że nie nastąpiło ono od sterowania (drążka gazu), bo częstotliwośc przełaczania faz zostaje nie zmieniona. Wówczas regulator zmienia częstotliwośc tego "poszadkowania" tak aby prąd zasilający uzwojenia wzrósł i prędkośc obrotowa silnika została stała.

Wg. Twojego opisu czestotliwosc przelaczania faz zalezna jest od polozenia drazka a samo "poszatkowanie" walem czyli sprzezeniem zwrotnym a istota to utrzymywanie obrotow na stalym poziomie. Troche to dziwne ale dobra... praktycznie silnik nie mialby prawa sie "pogubic" a sam Timing to tez niestotny gadzet. Znowu teoria jedno a praktyka drugie

[marcin133]

Pass - Marcin - przeczytaj całość od poczatku - w danym momencie pracują 2 ( DWIE ) "fazy" a z trzeciej jest brany pomiar

Buwi - ja to wiem - pytam sie wapniaka bo twierdzi ze regulator to to samo co falownik.

 

Jedynym sposobem na zmianę prędkośći obrotowej silnika 3F jest zmiana częstotliwości prądu go zasilającego.

Zgadza sie - tylko kto pisze ze BLDC jest silnikiem 3F? :mrgreen:

Naprawde wapniak z tego co piszsesz to silnik szczotkowy zasilany pradem stalym to fikcja i potezne "uproszczenie"

[marcin133]

Swift - mi nie chodzilo o sposob wyznaczania tego parametru ale wplyw tego parametru na prace silnika i jego predkosc obrotowa zalezna od wysokosci napiecia.

 

Zobacz co napisales na temat sterowania tego typu silnika w stosunku do tego parametru. Gdzie go umiescisz a jak wytlumaczysz rozna predkosc obrotowa w wstosunku do wysokosci zasilania? Skoro twierdzisz ze regulator steruje czestotliwoscia przelaczania faz na podstawie polozenia drazka gazu.

[Swift]

Znowu teoria jedno a praktyka drugie

Masz rację, ale w technice to normalność. Proponnję jednak zostawic timing na boku, bo zaplączemy się już całkowicie.

 

Mam jednak taką propozycję.

Ten wątek jest przyklejony, bo miał służyć jako rodzaj materiału informacyjnego, wyjaśniającego jak działa modlearski silnik bezszczotkowy. Może warto, jeszcze w ramach tego wątku, zredagować wspólnymi siłami artykuł - tekst i rysunki - wyjaśniający jak działa silnik . Po czym za zgodą wszystkich, ten wątek umieścić jako zwykły post, a w jego miejsce przykleić opracowany artykuł. Będzie służyć "nie technicznym" oraz młodszym Kolegom. Co wy na to ?

[mammuth]

Although BLDC motors are practically identical to permanent magnet AC motors, the controller implementation is what makes them DC.

 

W wolnym tłumaczeniu:

 

Obecność regulatora bezszczotkowego (dosłownie sterownika) jest tym, co odróżnia silnik BLDC od AC.

 

Co znaczy "w wolnym tlumaczeniu" ??

Zlym ?

[marcin133]

To nie tak.

No tu juz nie tylko do mnie to piszsesz ale tez do Sfiwta Oba opisy (Twoj i Jego) na temat pracy silnika i jego sterowania znacznie sie niestety roznia.

 

Ponadto:

 

Stwierdzasz ze silnik BLDC jest zwyklym silnikiem 3F a regulator to to samo co falownik. Pozniej piszesz ze ten "falownik" dostaje sygnal z wrotny z uwojenia ktore w danej chiwili nie pracuje a jak samna nazwa silnika 3F wskazuje ze pracuja zawsze... trzy fazy i tak chyba w przypadku takich silnikow jest - czy nie?

 

Dzięki położeniu drążka gazu procek wie, czy ma utrzymać prędkość czy zwolnić czy ją przyspieszyć .

A dzięki sprzężeniu zwrotnemu wie kiedy się kończy lub zaczyna kolejny obrót wirnika.

 

Poszatkowanie prądu to sprawa obciążenia. Z mniejszym śmigłem(albo na mniejszych obrotach) regiel bardziej poszatkuje prąd, z większym mniej. Dla pełnego gazu jeszcze mniej. Pamiętaj, że ze zmianą obrotów zmienia się zapotrzebowanie na moc czyli prąd.

No to juz wchodzimy w zasade ze regulator to bestia zdecydowanie "madrzejsza" od zwyklego falownika Reguluje czestotliwosc przelaczania faz tak aby utrzymac zadana wartosc obrotow ponadto "szatkuje" napiecie w zaleznosci od zapotrzebowania na.. moc.

 

Nie wspomne ze rozni sie to pomiedzy tym co napisal Swift dosc istotnie. Nie wspopmne ze nie tlumaczy to nadal obecnego parametru kV.

[Swift]

Niezależnie od tłumaczenia, to cytat przytoczony przez Wapniaka jest ważny. Wydaje się, że bliscy jesteśmy jedank konsensusu w sprawie zasilanaia.

Sam sinik jako maszyna elektryczna, wymaga zasilana prądem zmiennym lub co najmniej zawierającym składową zmienną i możliwe, że w praktyce podobne silniki, bez regulatorów, są stosowane i oznaczane jao "silnik prądu zmiennego z magnesami stałymi". Obecność regulatora (po modelarsku) lub układu sterowania (według automatyków, którzy, jak się wydaje traktują silnik i układ jako całość) powoduję iż używana jest nazwa BLDC - bezszczotkowy prądu stałego. Trójfazowośc, też nie ulego chyba wątpliwość, co najwyżej opisując silnik modelarski, należało by zaznaczyć, że prąd trójfazowy zasilający silnik modelarski ma inny przebiego od prądu w domowej instalacji tkzw. siły. Nie mniej jest to prąd trójfazowy.

 

PS

Skoro jest zgoda na wspólny artykuł, to zróbmy może tak. Cała dyskusja zaczęła się od tego czy są to silniki AC czy DC. Wnieście, na razie, uwagi do tego co powyżej. Potem przerobimy krok po kroku: stabilizację, zmianę obrotów, itiming. Co wy na to ?

[marcin133]

Ten wątek jest przyklejony, bo miał służyć jako rodzaj materiału informacyjnego, wyjaśniającego jak działa modlearski silnik bezszczotkowy.

A jakie to podsumowanie powinno byc? To co pisze Wapniak czy to co Ty czy pozostali?

 

Czy to co ja :mrgreen: :mrgreen: amator?

 

Nawet na zdrowy leb i zakladajac ze ponizsze to prawda:

 

na wyprowadzeniach silnika w kolejnosci:

 

+ - sygnal

sygnal + -

- sygnal +

 

 

i tak dalej to:

 

Regulator silnika bezszczotkowego moglby sterujowac obrotami dokladnie tak samo jak regulator silnika szczotkowego (poprzez "szatkowanie" napiecia) dodatkowo przelaczajac cykl pokazany wyzej na podstawie informacji z sygnalu zwrotnego. I nic wiecej bez zadnych cudow czy wodotryskow.

 

Problem w tym ze wtedy silnik BLDC nie bedie zadnym silnikiem 3F i regulator zadnym falownikiem. Na zasilaniu takich urzadzen zawsze bedzie wymagany prad staly (jak zreszta jest w rzeczywistosci nawet w urzadzeniach tego typu zasilanych bezposrednio z sieci), parametr kV jest wytlumaczalny tak samo jak Timming ktory w istocie zapenwe nie ma nic wspolnego z jakimis wyprzedzeniami katow przelaczania faz czy cos. W koncu bedzie to tez proste urzadzenie.

 

...ale zawsze moge sie mylic :mrgreen: