Jak poprawić chłodzenie silników 2x400W w rowerze elektrycznym?

Rozkręciłem silniki które zastosowałem w moim rowerze.
A skłoniło mnie do tego to że przy nominalnym obciążeniu dla nich czyli 2x400 bo tyle ciągną a na wał dają 2x300W.Pojeździłem godzine na nich

po czym zaprowadziłem do garażu bo za zimno było na jazde
i poczułem zapach palonej gumy .Do silników nie dało sie dotknąć
miały niezłą temperaturke bo poparzyło mnie. Po DWÓCH GODZINACH!!!
dawało sie wyczuć że jest ciepły. Mam nadzieje że ich nie uszkodziła w jakimś stopniu ta temperatura.

Podobno nawiercenie odpowiedno otworów w obudowie silnika i wymuszenie wentylaji sprawia że ich moc można zwiększyć nawet dwukrotnie.

Są to silniki z magnesami trwałymi.
Chyba to komutator najbardziej sie grzeje i to on powinien być w pierwszej kolejności chłodzony

Bo przyklejenie radiatora napewno tu nic nie pomoże bo obudowa ma dosyć dużą bezwładność temperaturową.
Skoro o obudowe sie poparzyłem to jaka musiałabyć duza temp w środku

Teraz pytanie jak zrobić taką wentylacje?
w środku miejsca jest prawie zero
wszystko zrobione na styk przy samej obudowie jedynie pomiędzy magnesami jest troche luzu ale i tak przechodzą tam cztery śruby trzymające razem przód i tył .
Napewno chłodzenie musi być bo coś jest nie tak z tymi silnikami

-Waga roweru 35Kg + kierowca 85Kg
-obwód koła 2m
-przełożenie 7:48
-2x400W 2750RPM 24V połaczone szeregowo i zasilane napięciem 36V
maksymalnie rozwijały 1600RPM i pobierały przy tym ok 17A
maksymalna prędkość 28Km/h

Ale dużo razy startowałem z miejsca ale na tyle delikatnie przyspieszałem aby prąd nie popłynął większy niż 25A

Jeśli ktoś ma pomysł jak zrobić wentylacje dla tych silników to byłbym wdzięczny.

Poparzyć już mogła obudowa o temp. 60 stopni, a to nie jest nic niezwykłego (nawet powyżej 100 st.) w przypadku silników bez chłodzenia.
W przypadku tego silnika w grę wchodzi tylko przedmuch uzwojeń wewnątrz, co w przypadku "ulicznego" środowiska nie jest proste (kurz, wilgoć) - wentylator musiałby mieć duży spręż i dmuchać filtrowanym powietrzem. Nie zrobi tego za darmo - trzeba dostarczyć energię, co skróci czas jazdy.
Generalnie odradzałbym Ci tę drogę postępowania. Grzanie atmosfery z akumulatora - to niezbyt dobry pomysł.
Rozważ jeszcze raz swój napęd pod kątem sprawności. Może trzeba zwiększyć przekładnię, bo silniki się "męczą" ? Czy wziąłeś pod uwagę porządny filtr dolnoprzepustowy między regulatorem PWM a obciążeniem ? Harmoniczne mogą solidnie zagrzać uzwojenia.
Pozdrawiam.

Może i faktycznie takie silniki mogą mieć wyższą temp i to jest normalne
bo te 100W ciepła musi jakoś sie wydostać
Ale myśle że to była za duża temp
Tam jest przeciez guma na łożysku i to ona śmierdziała.
A ten silnik co jest na zdjęciu to jest nowy jak rozkręce tego co sie nagrzał to sprawdze co z tą gumą .

Ale z tym filtrem to dałeś mi dobry pomysł .
Na silniki leci prostokąt czyli najwięcej harmonicznych ile jest tylko mozliwe i wyłagodzenie tego prostokąta zmniejszy ten przydźwiek 500hz na którym pracuje pwm

Załączam schemat mojego kontrolera
nie jest zbyt zaawansowany ale działa. Tylko że może silniki sie tak grzeją przez niego
Pozdrawiam
--------------------------------------------------------------------------
Ale jak taki filtr zrobić ? Na tak duże prądy jakie tam występują i aby na tym filtrze nie mieć większych strat ?
------------------------------------------------------------------------------
A czy nie jest przypadkiem tak że zaczął się grzać ponieważ zasilałem go napięciem niższym niż nominalne?
-------------------------------------------------------------------------
3 posty scalono!
j.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/faq.php

Przeczytaj to:
http://www.isep.pw.edu.pl/ISEP/ZakladNapedu/Instrukcje/CWICZ%20Nr%201.pdf
Przebieg prądu (napięcia) na silniku jest rzeczywiście mocno odkształcony,ale tak musi być aby była regulacja.Jeżeli zastosujesz filtr DP to im lepszy filtr,tym bardziej będziesz się zbliżał do przebiegu sinusoidalnego+składowa stała,jakość regulacji się zmnieszy.Poza tym wykonać filtr(oczywiście tylko bierny) przy tak dużych prądach jest >> trudne.Załączam ci 4 pliki na których jest przebieg prądu:1->200-10.jpg to prąd przy f=200Hz i wypełnieniu 10%;2->200-800 f=200Hz,wypełnienie 80%;3->f=5kHz,wypełnienie 10%;4->f=5kHz,wypełnienie 80%.
Przyjęta indukcyjność L=1mH,opór wewnętrzny=0.5om.To dane silnika średniej mocy.Co do grzania,to czy ci się silniki grzały przy ich równoległym połaczeniu?Zmniejszenie napięcia zasil. nie spowoduje > grzania.Grzanie spowodowane jest wydzielaniem się ciepła na oporze wewnętrzym uzwojenia,moc wydzielana Pw=Iobc^2*Rwew -zamieniana na ciepło.Jeszcze co do diody zwrotnej i tranzystorów mocy.Tranz. mocy powinien mieć jak najmniejszy opór w nasyceniu.Bardzo dobre są BU224(typ sipmos)-mają Rds=0.06om. Co do diody,to przyznaję że zapomniałem że pracujący silnik wytwarza chwilowe przerwy w zasilaniu.Dobrą diodą jest BYW29-100.
Zapomniałem napisać że symulacja jest zrobiona przy zasilaniu 15V,a tranz. mocy to nienajlepszy PNP (opór przy nasyceniu ok. 4 om).

ed-ek napisał:

Jeżeli zastosujesz filtr DP to im lepszy filtr,tym bardziej będziesz się zbliżał do przebiegu sinusoidalnego+składowa stała,jakość regulacji się zmnieszy.

Co kolega rozumie przez "jakość regulacji" ?
Przy zasilaniu tych silników chodzi o to, by dostarczyć stałe napięcie regulowane - zależnie od potrzeb i im mniej składowych zmiennych, tym lepiej (jakość napięcia zasilania).

Krzysztof
Zanim zaczniesz robić filtr - zrób doświadczenie:
Podłącz silniki do akumulatorów bez regulatora np do jednego (12V) lub dwóch (24V) i przejedź się trochę. zobacz, czy silniki grzeją się mocno i czy nie trzeba zwiększyć przekładni.

Jako filtr - naprosciej kondensator elektrolityczny a lepiej dlawik w szereg z obciazeniem.

P.s. Cieszę się, że mogłem być pomocny.

Z kondensatorem to bedzie chyba łatwiej choć powinien chyba mieć sporą pojemność mam takie 4 na 50V 6800mikro ale nie wiem czy będą wystarczające i czy nie będzie wogóle kłopotu z tym że będą bardzo szybko sie ładowały przy impulsie z pwm i powstaną duże krótkotrwałe zakłócenia?
Chyba że kondensatory byłyby na tyle duże że silniki podczas zaniku impulsu z pwm nie zdążyłyby rozładować kondensatora do zera?

jeśli chodzi o dławik to wogóle nie mam pojęciajak go wykonać z jakiego drutu, ile zwojów ....

Co kolega rozumie przez "jakość regulacji" ?
Przy zasilaniu tych silników chodzi o to, by dostarczyć stałe napięcie regulowane - zależnie od potrzeb i im mniej składowych zmiennych, tym lepiej (jakość napięcia zasilania).
Załączam analizę Fouriera (fourier.jpg) rozkładu wielkości harmonicznych płynącego przez uzwojenie prądu przy wypełnieniu 10% i f=200Hz.Jak widać 2 harmoniczna to około 50% prądu podstawowej,3 harm. to ok. 30% podstawowej,a w sumie te wszystkie harmoniczne składają się na prąd płynący przez uzwojenie.Czyli po odfiltrowaniu prąd się zmniejszy - i to jest "jakość".Analiza napięcia mało nam daje,dla ciekawości załączam napiecie.jpg - prostokąt to napięcie generatora na wejściu PWM,druga krzywa to napięcie na emiterze tranz. mocy(analiza Fouriera też w tym pkcie).
Zbudowanie filtru dla >>> prądów jest amatorsko prawie niewykonalne.Cewka musi mieć drut potężnej średnicy,bo całą moc stracimy na filtrze,a nie w uzwojeniu.Poza tym musimy projektować filtr dla znanego nam obciążenia R+L i znanej oporności źródła(tranz. mocy).
Chcę dokładniej wytłumaczyć co daje filtr w przypadku napięć odkształconych.Na wykresie Fourier1.jpg jest przedstawiony rozkład harmonicznych sygnału prostokątnego o f=200Hz,amplitudzie 10V i wypełnieniu 10%(to jest ten sam prostokąt co na wykresie napiecie.jpg).Jak widać f podatawowa (200Hz) ma amplitudę ok. 2V,dalsze harmoniczne kolejno mniejszą.Jeżeli wykonamy ostry filtr dolnoprzepustowy o fg=250Hz,to na wyjściu otrzymamy sinusoidę o amplitudzie ok. 2V.Czyli moc sygnału jakim będziemy dysponowali radykalnie się zmniejszy.Starałem się to wytłumaczyć jak umię najlepiej.

Zmierzyłem ostatnio na oscyloskopie prąd
w momencie gdy impuls sie zaczyna napięcie szybko narasta zbocze właściwie można pominąć a prąd rośnie powoli przez cały czas w miare liniowo aż do końca trwania impulsu


A powiedzcie mi czy kondensator wstawiony równolegle z silnikami i tą diodą zamykającą prąd zwrotny to wpłynał by pozytywnie na prace tych silników?

Czy to będzie tak działało jak kondensatory za mostkiem prostowniczym w zasilaczach ?

napewno troche wygładzi tego PWMa może nie tak jak sinusa 50hz
Ale chyba cos by to dało

Włączenie kond. to jest już zrobienie filtra,a jak działa filtr wyjaśniałem wyżej.Załączam 2 pliki.Przedstawiają prąd w uzwojeniu silnika.Na jednym na uzwojenie silnika jest włączony kondensator 1000uF,na drugim brak kondensatora.Sterowanie silnika jest wg twojego schematu(z diodą zwrotną).Straci się część mocy wydzielanej przez wyższe harmoniczne.Najmniejsze straty będą przy wypełnieniu 50%.Im mniejsze lub większe wypełnienie tym straty wzrastają.Ale jeżeli dysponuje się nadmiarem mocy,to można się z tym zgodzić.Weź kond. 1000uF na 63V i włącz(uwaga na biegunowość).Takie włączenie kondensatora tworzy filtr LC z wejściem pojemnościowym.Filtracja jest tym lepsza im wyższa jest oporność źródła - nam jednak zależy aby oporność była jak najmniejsza.Źródło (tranz. mocy) w moim przypadku jest nienajlepsze(Rwew ok. 4om),dlatego ta sinusoida jest w miarę ładna.

ed-ek napisał:

Straci się część mocy wydzielanej przez wyższe harmoniczne.

No właśnie o to chodzi, aby nie było tej energii w postaci ciepła produkowanej przez wyższe harmoniczne w uzwojeniach.

Fragment książki autorstwa H. Tunia i B. Winiarskiego "Energoelektronika" z rozdziału "Przekształtniki napięcia stałego na napięcie stałe" :
(proszę zwrócić uwagę na fragmenty o składowej oscylacyjnej)

Przy odpowiednio wysokiej częstotliwości PWM, pojemności i indukcyjności filtra nie muszą mieć dużych wartości.

A jednak harmoniczne wpływają na wielkość mocy (Hildebrandt :Teoria obwodów str. 86,87):
ja wprowadzę oznaczenie sigma=suma(od k=1->nieskończ.);
Jeżeli przebiegi prądu i napięcia są przedstawione szeregami Fouriera o następującej postaci:
u=U0+sigma(Ukm*cos(k*w*t+KSIk));w->pulsacja
i=I0+sigma(Ikm*cos(k*w*t+KSIk-FIk);
to moc czynna P=U0*I0 + sigma
Pk=Usk*Isk*cos(FIk) - moc czynna k-tej harmonicznej.Jak widać z powyższego wzoru,przy przebiegach odkształconych,moc czynna odbiornika jest równa mocy czynnych wszystkich harmonicznych.
Moc pozorną Ps odbiornika określamy za pomocą wzoru
Ps=Usk*Isk=sqrt((Uo^2+ sigma Uksk^2)*(I0^2+ sigma Iksk^2))
Moc bierna odbiornika Q przebiegu odkształconego:
Q=1/2* sigma Ukm*Ikm*sin(FIk)=sigma Qk;
To powyższe jest cytowane z książki.
W przytaczanym artykule autor od razu założył że stosuje filtr i składowe harmoniczne nie wydzielają się na odbiorniku.Jeżeli chcesz to mogę policzyć moc harmonicznych przy zadanym wypełnieniu.Wpływ harmonicznych na moc można sobie uzmysłowić stosując metodę superpozycji źródeł,którą oczywiście możemy stosować.

Dzisiaj zrobiłem testy na dłuższym dystansie . Niestety mnie i mój prototyp zastał ulewny deszcz a nie miałem się gdzie schować więc gaz do dechy i zmykałem do domu .Całe szczęście że jeszcze nie zrobiłem tej instalacji na 72V

-na starcie napięcie na akumulatorach miałem 12,88V po przejechaniu 9km spadło do ok 12,40V

-Silniki połaczone szeregowo zasilane 36V 14Ah
-Miałem przy tym bezpiecznik na 25A

-Przeprogramowałem procka aby kontrolował ręczne sterowanie pwm
To było proste z tego względu że wszelkie informacje z czujników jak i potencjometru sterującego odbiera procek tak więc ustawiłem kontrole abym nie mógł gwałtownie przyspieszyć przekraczając prąd 16,5A ustawiłem na taki prąd aby sprawdzić czy się zagrzeją silniki jesli w żadnym momencie nie przekrocze 16,5A

Okazuje się że silniki wogóle się nie zagrzały były tylko leciutko cieplejsze od dłoni

Przyspieszenie było tragiczne ale nie to było celem testów

Ustawiłem potencjometr regulujący obroty na maksa i jazda
Rozbujał się do 35km/h a pobierany prąd wynasił już tylko 13A
a prędkość utrzymywał cały czas te samą czyli osiągnał swoje obroty (2000RPM) dla napięcia 36V czyli 18V na silnik (nominalne napięcie 24V na silnik 2700RPM 16,5A)

Nawet jadąc pod lekkie wzniesienie prędkość utrzymywał jedynie prąd wzrastał ,oczywiście gdy chciał przekroczyć 16,5A to procek zmniejszał wypełnienie PWM i wtedy obroty rzecz jasna spadały

No i koniecznie musze te bebechy obudować bo następnego deszczu może nie przeżyć ten potworek

A więc wniosek mam taki że gdy się już rozpędził do 35km/h i przestał juz przyspieszać a prąd pobierał już tylko 13A to przy tym zasilaniu 36V
A więc pobierał z aku ok 468W przy odliczeniu wszystkich strat na wałach silników było w sumie ok 350W czyli 0,5KM
Masa pojazdu z kierowcą to 35+85 =120kg
To motor ważący 64kg + kierowca przy 1,5KM wyciąga 55km/h
Na tych dwóch silnikach przy pełnym zasilaniu i bez przeciążeń mam ok 1KM a moja maszyna waży 35kg a nie 64kg
Więc mam szanse
Jak go dopieszcze i zabezpiecze przed deszczem i naciesze się nim to potem go podrasuje

Dołącze może jeszcze dwa takie silniki to będe miał 2KM a na przeciażeniu chwilowym to nawet 4KM No ale nie ma co przesadzać bo to jest za tani rower.Musiałbym chyba wszystko w nim wymieniać bo to takie słabe miękkie a czasem kruche
łańcuch się rozciąga to pedał się urwał z połową gwintu więc odcinam pedały i będzie tylko na prąd

A tu sa zdjecia mojej maszyny

http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/01.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/02.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/03.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/04.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/05.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/06.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/07.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/08.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/09.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/10.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/11.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/12.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/13.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/14.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/15.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/16.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/17.JPG
http://www.krzysztof1980.neostrada.pl/monster/18.JPG

Nie, no zabawka super !

To moze jeszcze raz wnioski: dlaczego wcześniej się grzało, a teraz nie ? zbyt duże przyspieszenia ?

W opisie sterowania przedstawiono problemy przy sterowaniu PWM.
Myślę ,że warto spróbować sterować silnikiem przy użyciu samobieżnego regulatora impulsów .
Regulator taki to komparator ( prąd silnika - wartość zadana) + przerzutnik z regulowaną histerezą sterujący końcówką mocy.
Zmieniając szerokość pętli histerezy zmieniamy częstotliwość impulsów(łatwe testy doświadczalnego doboru częstotliwości impulsów)
Wartość zadana powinna być podana na komparator poprzez układ
o łagodnym narastaniu sygnału.
Pozdrawiam.

Zacząłem pisać o wnioskach a w końcu ich nie napisałem
A więc wniosek jest taki że silniki sie grzały dlatego ponieważ za bardzo były obciążone ponad prąd nominalny 16,5A
A pierwsze testy to były testy przyspieszenia więc cały czas prąd miałem większy niż 16,5A

Wiem że ten silnik ma moment napędowy niezależny od obrotów i na ogół wtedy nie trzeba stosować przekładni.

Ale po co męczyć silnik i pożerać prąd na przyspieszenie skoro można zrobić zmienną przekładnie gdzie na pierwszym biegu przykładowo bedzie 4 razy silniejszy.

Krzysztof1890Wentylacja?? nie ma problemu patrz i się ucz heh

Pozdro. A jeżeli chcesz więcej to zajrzyj: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic507653-150.html