Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pojazd na silnikach 3f, prędkość max? Sterowanie silnikami?

26 Paź 2008 10:19 3287 19
  • Poziom 12  
    Witam

    Zastanawiam się nad zbudowaniem pojazdu elektrycznego w którym każde koło było by napędzane silnikiem 3f bez użycia przekładni z racji możliwości jakie dają tego typu silniki. Trochę poczytałem na temat tych silników ale im więcej czytam tym więcej pojawia się pytań :(

    Moje załozenia są takie:

    Pojazd 4 kołowy
    średnica koła ok. 30cm
    obciążenie na koło ok. 15kg
    prędkość pojazdu min. 60km/h

    Tak więc masa modelu powinna się zmieścić w przedziale 60kg (oczywiście mowa o pełnym wyposażeniu akumulatory i etc.), jako że kiedyś zajmowałem się modelarstwem pierwsze silniki jakie przyszły mi do głowy to właśnie te stosowane w tym "sporcie". Niestety wszystkie modele jakie wykonałem opierały się o silniki spalinowe a nie elektryczne :| stąd brak doświadczenia w tych sprawach i brak wyobraźni jaki silnik będzie dla mnie odpowiedni. Przeszukując sklepy modelarskie znalazłem wiele firm produkujących tego typu silniki ale ze względu na cenę i pozostałe parametry wytypowałem firmę
    http://www.jetimodel.cz/ a silniki produkowane przez tą firmę przedstawiono tutaj: http://www.jetimodel.cz/eng/hlavnien.htm największy z nich i jak mniemam najsilniejszy to: PHASOR 45 - 3. Teraz prośba czy ktoś może mi pomóc jak obliczyć prędkość max przy zastosowaniu takiego silnika? jeśli ten silnik jest za słaby to jaki powinienem zdobyć ? Co do sterowania takimi silnikami czy trudno jest skonstruować regulator który miałby przyzwoitą
    sprawność i nie był tak drogi jak oryginalne regulatory przeznaczone dla tych silników (przypuszczam że cena ich jest spowodowana małymi wymiarami oraz niską wagą a te parametry nie są szczególnie istotne dla mnie więc wolał bym jakieś tańsze rozwiązanie). Co do końcowego sterowania koniecznie chcę zastosować takie jakie są stosowane w czołgach a więc aby skręcić to prawe koła muszą się kręcić wolniej od lewych lub w celu skrętu w miejscu koła będą musiały kręcić się w przeciwnych kierunkach, ten pomysł nastręcza dodatkowo kolejnych problemów pt. jak sterować wszystkimi silnikami aby
    to miało ręce i nogi?:> ... Nie oczekuję tutaj że ktoś za mnie poda mi wszystko na tacy ale proszę o jakieś podpowiedzi w jaką stronę najlepiej pójść i dodam że nie interesują mnie najprostsze rozwiązania tylko te skuteczne i solidne (oczywiście to będzie wymagało ode mnie zdobycia sporej wiedzy przed rozpoczęciem czegokolwiek ale mi się z tym nie spieszy....:) )

    Tak więc z góry dziękuję za wszelkie podpowiedzi i rady
  • Poziom 14  
    Xabre napisał:
    ...czy trudno jest skonstruować regulator który miałby przyzwoitą
    sprawność i nie był tak droginie...
    ...interesują mnie najprostsze rozwiązania tylko te skuteczne i solidne...


    Pozwoliłem sobie zacytować powyższe dwa stwierdzenia bo się nawzajem wykluczają. Masz bardzo ambitny projekt ale nie wiem czy zdajesz sobie sprawę że na jego realizację potrzebujesz całkiem pokaźnych środków pieniężnych, dobrego warsztatu żeby wykonać mechanikę, oraz sporą wiedzę o elektryce i elektronice.

    Jeśli chodzi o silniki to raczej powinieneś pomyśleć o serwach DC albo jeszcze lepiej BLDC, silniki modelarskie nie ruszą 60kg konstrukcji a jeśli to nie rozpędzą tego do prędkości 60km/h, do tego jakieś przekładnie są potrzebne, hamulce (chociażby w celach bezpieczeństwa).

    I jeszcze raz powtarzam pamiętaj jeśli szukasz tanich rozwiązań zbuduj mały samochodzik RC, wraz z wzrostem rozmiarów (projektu i samej konstrukcji) koszt realizacji rośnie wykładniczo. Kończy się zabawa z tanimi komponentami i zaczyna się wchodzić w rozwiązania stosowane w przemyśle które tanie nie są.
  • Poziom 12  
    kejtu: wczytaj się dokładnie i jak już cytujesz to cytuj a nie przekręcaj to co jest napisane:) i komentarz to iż coś jest trudne i etc. to mi mało wnosi do tematu prosił bym kogoś o konkretne odpowiedzi


    co do zaplecza jeśli chodzi o materiały, maszyny i $ (tylko nie widzę zensu kupować gotowych i drogich rozwiązań jeśli można zrobić coś samemu taniej a i być może w określonych sytuacjach lepiej) myślę że to nie jest mój największy problem a serwami to można się bawić ale w domu a nie przy pojazdach które mają pędzić z takimi prędkościami i masami
  • Poziom 30  
    Z teoretycznego punktu widzenia jest to wykonalne...
    Wymaga jednak od konstruktora wiedzy za zakresu sterowania silnikami...
    Wchodzi tu wykonanie samego końcowego układu sterowania silnikami jak i układu który sprzęgnie ze sobą 4 silniki...
    Mam na myśli stabilizację obrotów...
    Co do samych silników...
    3f jak najbardziej ale...
    Bez wykorzystania przekładni będziesz miał problem z dobraniem silnika który zapewni odpowiednią moc by ruszyć model z miejsca i przy tym obroty które pozwolą uzyskać docelową prędkość...
    Nie obejdzie się bez umiejętności programowania uC...
    I nie mam tu na myśli wiedzy na poziomie Bascom'a i migania diodami...!.!.!
    Itd... itp... napisałem tu dość ogólnie ale chyba wiadomo w czym rzecz...
    Na sam koniec, jedyna trafna uwaga ze strony kejtu, musisz mieć baardzo gruby portfel żeby się za to zabrać...
  • Poziom 39  
    zgadzam się z kol. pubus wykonanie nie będzie tak proste , nie chcesz stosować gotowych rozwiązań , jednak uważam że w tym przypadku jest to lepsze rozwiązanie budowa sterownika dla silnika 3f nie jest tak prosta do tego dochodzą bardzo duże prądy pracy dlatego proponuje rozglądnij się za gotowymi napędami elektrycznymi stosowanymi w rowerach czy skuterach , oczywiście nie są to tanie rzeczy ale masz już gotowy napęd z regulatorem
    nie wiem dlaczego 4 silniki ten sam efekt da się zrobić na 2 i znacznie uprości algorytm regulacji który i tak nie będzie prosty , była również mowa o hamulcu według mnie powinieneś go zastosować rozpędzona masa 60kg nie jest tak prosta do zatrzymania tu masz dwa rozwiązanie z hamulcem mechanicznym lub dynamicznym hamowaniem silnikiem wszystko wymaga przemyślenia , każde z rozwiązań ma swoje plusy i minusy
    powtórzę słowa przedmówcy dużo kasy , dobre zaplecze techniczne , dużo wiedzy z mechaniki , elektroniki i programowania
  • Poziom 31  
    Hmmm... Tutaj mają silniki 3f i regulatory taniej niż w Polsce, a jeśli chciałbyś robić samodzielnie regulatory, to z tego co pamiętam, to trzeba po 6 tranzystorów na silnik, wiadomo, nie mogą być słabe, a 6 * 4 = 24 tranzystory mocy, do tego jeszcze sterownik, prawdopodobnie po procesorze na regulator, do tego jakiś wielki sterujący tym wszystkim, moim zdaniem się po prostu nie opłaca. Poza tym te silniki są przeważnie wysokoobrotowe, więc nawet nie ma mowy aby to się poruszyło bez przekładni. Ja gdybym coś takiego robił, to bym wybrał ew. TAKI silnik, do tego jeszcze 10 cel li-po lub 3 akumulatory 12V po kilkanaście Ah, regulator 100A, do tego jeszcze jakaś przekładnia łańcuchowa i to by służyło jako napęd tylnej osi. Przód - wiadomo. Do skręcania serwo gigant chyba by wystarczyło. Moim zdaniem to jest wykonalne, ale najzwyczajniej nieopłacalne. Lepiej zainwestować w spaliniaka.
  • Poziom 14  
    Xabre napisał:
    a serwami to można się bawić ale w domu a nie przy pojazdach które mają pędzić z takimi prędkościami i masami


    Nie pisałem o serwach modelarskich tylko serwonapędach, czyli silniku AC, DC lub BLDC z enkoderem.
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Zastosowanie serwomechanizmu jest tu koniecznością. Czyli minimum bezszczotka + enkoder(najlepiej absolutny) + 3x półmostek H + mikrokontroler odpowiednio wydajny. Na mikrokontrolerze zaimplementowany regulator pozycji i prędkości z trapezowym profilowaniem prędkości (najlepiej z możliwością określania stromości zbocza).
  • Poziom 14  
    McRancor: czemu najlepiej enkoder absolutny? Nie widzę problemu z zastosowaniem enkoderów przyrostowych, są łatwiejsze w implementacji, a jeśli ten robot ma się poruszać z dużą prędkością to również na duże dystansy wiec enkoder i tak będzie się przekręcał z max. wartości na 0 i trzeba to obsłużyć, a przy przyrostowym porostu inkrementujemy licznik co prawda tez trzeba pamiętać ze on się kiedyś przekręci.
    Czekam na jakiś konkretny argument czemu lepiej absolutny.
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Ponieważ mają to być silniki direct-drive, trzeba dokładnie wiedzieć jak rozpocząć komutację. W przypadku tak olbrzymiego momentu jaki jest wymagany, rozpoczęcie komutacji od złego uzwojenia może spowodować że silnik wykona rozruch w złym kierunku (oczywiście tylko na samym początku), albo znacznie później niż powinien. Efekt będzie taki że pojazd nie ruszy równo tylko "na dzieńdobry" skręci.

    Przy silnikach z przekładniami o sporym przełożeniu takie opóźnienie praktycznie "znika" gdzieś w obrotach, albo jest niwelowane przez regulator. Direct-drive wprowadza w tym zakresie spore utrudnienie.
  • Poziom 14  
    Racja, ale są też silniki które wykorzystują czujniki Hall'a do określenia położenia wirnika i na podstawie informacji z nich odczytanych następuje przełączanie zasilania, wtedy enkoder może być przyrostowy.
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    A czy hallotrony dają informację o położeniu zatrzymanego wału?

    Po starcie oczywiście wystarczy "zwykły" enkoder, krytyczny jest tu moment kiedy uruchamiamy zatrzymany silnik o nieznanym położeniu.
  • Poziom 12  
    pobus:
    co do przekładni nie specjalnie chcę je stosować, gdyż chciał bym hamować silnikiem no i wiadomo że dość szybko do wymiany były by
    wszystkie zębatki

    bogdan_p: niestety jeden silnik na oś odpada ze względu na specyfikę całego zawieszenia pojazdu w dodatku całość ma być wodo-szczelna
    zatem jedyna możliwość to 1 silnik 1 koło ale dzięki temu uzyskam lepszy efekt podczas hamowania silnikiem. Co do synchronizacji obrotów
    myślałem aby zastosować fotokomórkę bo niestety nie doczytałem jeszcze jak sprawa się ma z hallotronami

    mskojan: co do silników nie tylko modelarskie wchodzą w grę gdyż na rynku są potężniejsze jednostki a na google szybko znalazłem np
    coś takiego: http://www.wobit.com.pl/produkty/silniki/bezszczotkowe/silniki_bezszczotkowe.htm na początku chciałbym aby ktoś mi pomógł
    określić jakie parametry powinien mieć silnik aby spełnił moje oczekiwania a wtedy zacznie sie szukać konkretnej jednostki :) i w dodatku
    jak widać np te silniki mają wolniejsze obroty więc liczę na to że naprawdę uda się dobrać taki silnik w którym przekładnia będzie zbędna.
    Co do silnika spalinowego... odpada z kilku powodów po pierwsze hałas po drugie to nie portal o mechanice a elektronice więc myślę że
    sprawa jasna:) ( tak w ramach ciekawostki nie wiem czy ktoś śledzi rozwój elektrycznych samochodów ale ostatnio inżynierowie opracowali
    samochód który ma bardzo zbliżone osiągi na porsche boxter-a i to wszystko na silnikach 3f:) )

    kejtu: to zmienia postać rzeczy : )

    więc co do doboru silników wieczorkiem jak znajdę trochę czasu postaram się obliczyć na początek z jaką prędkością w ogóle powinien się
    kręcić silnik aby uzyskać upragnioną prędkość
  • Spec od GSM
    Nie wiem dlaczego uparłeś się na te silniki. Zwykłe DC byłyby o niebo prostrze i tańsze. Najlepszy przykład to silniki z dobrych, mocnych wkrętarek.
  • Poziom 12  
    nie wiem czemu się na nie uparłem :P ...może dlatego że nikt mnie nie przekonał do tego aby inne silniki były lepsze ?:> ogólnie jednak silniki 3f mają bardzo dobrą zależność masa-waga-moc-pobór prądu (i podkreślam że wykluczam możliwość stosowania przekładni:()

    UPDATE:
    więc wyszło mi że przy średnicy koła 30cm chcąc uzyskać prędkość z przedziału 50-100km/h koło powinno się obracać od 1800 do 3600 x na minutę (mam nadzieje że nie pomyliłem się w obliczeniach - później sprawdzę:) )teraz tylko pytanie jak policzyć zależność obrotów silnika od jego obciążenia ?:>
    przykładowe dane silnikow:

    Silnik: MEGA ACn 16/15/6
    # wymiary: fi 28 x 36.4mm
    # średnica ośki: 3.175mm
    # zasilanie: 2-3 ogniw Li-xxx, 7-10 ogniw Ni-xx
    # waga: 76g
    # KV: 1420 obr/V
    # zastosowania: modele małych makiet do 900g, małe szybowce napędzane bezpośrednio z silnika (bez przekładni)
    # prąd: do 18A (sprawność do 88%)
    # opór wewnętrzny: 50mOhm
    # ilość zwoi: 6

    Silnik: PHASOR 45 - 3
    Diameter: 36 mm
    Leght 67 mm
    Weight: 305 g
    Shaft diameter: 5 mm
    Number of turns: 3
    RPM per Volt: 700 min-1
    Maximum curent: 38 A
    Resistance (1. phase): 0,022 Ω
    Maximum effeciency: 83 %
    Number of cells: 12 - 16
    Recommended prop 12 cells: 12/8 (30 A); 13/8 (35 A)
    Recommended prop 14 cells: 12/8 (36 A)
    Recommended prop 16 cells: 11/8 (37 A)

    i czy ktoś może mi wytłumaczyć o co chodzi z RPM per Volt: 700 min-1 (czemu tam jest do minus pierwszej?)

    Przypominam że średnie obciążenie na silnik będzie w granicy 15kg !!
  • Poziom 21  
    silniki modelarskie sie do tego celu nie nadają!
    mają zamaly momet!
    polecam przejżeć silniki rowerowe w piaście koła. taki silnik idzie wykonać ze starych kół motorowerowych (wsk, romet...)
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    RPM to obroty na minutę, RPM per volt ro uzyskiwane obroty /V. Do minus pierwszej, bo to przecież to samo co 1/min.

    Zamiast szukać po silnikach. Policz jaki jest wymagany moment obrotowy i przedział prędkości. Silniki BLDC o których piszesz są przeznaczone do 5 razy większych prędkości i się nie nadają. Na starcie mają za mały moment i nawet nie ruszą z miejsca takiego pojazdu.
  • Spec od GSM
    Xabre napisał:
    nie wiem czemu się na nie uparłem :P ...może dlatego że nikt mnie nie przekonał do tego aby inne silniki były lepsze ?:> ogólnie jednak silniki 3f mają bardzo dobrą zależność masa-waga-moc-pobór prądu (i podkreślam że wykluczam możliwość stosowania przekładni:()


    4 wkrętarki zamocowane na podwoziu z własnymi akumulatorami - odpowiednio sprzężone z wajchami sterowniczymi są najtańszym sposobem. I w żaden sposób tymi BLDC momentem nie dorównasz tym wkrętarkom. Jeśli twój pojazd ma 'palić' z popychu i jeździć na asfalcie (podtrzymać ruch) to kombinuj. O zrywaniu na piachu lub trawie - zapomnij...
  • Poziom 21  
    silniki z wkretarek tym bardziej nie moga być!
    jedno chamowanie silnikiem lub nawet brak zasilania podczas szybczej jazdy i przekładnia planetarna "ogoli sie z zębów"
    już leprze benda silnki napedzające wentylatory przy chłodnicach samochodowych;) tylko trzeba będzie co jakiś czas przesmarować w nich łożyska...
  • Poziom 12  
    ta "maszynka" nie ma być bolidem formuły 1 więc jakieś ekstremalne przyspieszenia nie są mi potrzebne jedynie wymagany jest fakt rozwinięcia Vmax = 50-100km/h muszę sobie po przeliczać jakie parametry musi mieć silnik jak to zrobię to się odezwę co do kół użyje chyba jednak takich o średnicy 26,5cm