¿Cómo puede este motor BLDC tener un par constante en su rango de RPM?

Estaba revisando este catálogo de motores BLDC para mi proyecto EV. Encontré dos motores en él, uno con una potencia máxima de 2,5 kW y el otro con una potencia máxima de 6 kW.

Especificaciones del motor de 2.5kW

Par, rpm y corriente extraída del motor de 2,5 kW

Especificaciones del motor de 6kW

Torque, rpm y corriente extraída del motor de 6kW

Mis preguntas son las siguientes:

  1. Para mí está claro que el par depende de la corriente consumida, y dado que el gráfico del motor de 2,5 kW no muestra el par suministrado en la corriente máxima, supongo que la clasificación de par máxima se produce cuando la corriente consumida es de 120 A. Sin embargo, en el motor de 6 kW, el par consumido parece permanecer igual sin importar la cantidad de corriente consumida. ¿Cómo es esto posible? ¿Cómo se puede lograr el par máximo dado si se mantiene constante?

  2. Supongo que la pregunta 1 tendría sentido si supiera qué representa la columna PH I en el gráfico del motor de 6 kW, pero traté de buscarla y no pude encontrar ninguna pista sobre qué es.

Ahora tengo claro que todavía no entiendo muy bien los motores BLDC, por lo tanto, no dejaré de investigarlo, ya que es un tema nuevo para mí. Sin embargo, algo de información realmente ayudaría.

Par nominal 19 y par máximo 57. Entonces, con su análisis, ¿cómo puede ser constante el par?
@SolarMike Bueno, la hoja de gráficos muestra que el par se mantiene igual en todos los valores de corriente, solo me pregunto cómo es eso posible, supuse que varía en todo el rango como una característica de los motores BLDC. Además, ¿cómo se logra el par máximo entonces?
Así que imagen 3, 19 y 57. Dicho claramente.
Creo que hay un error ahí.
Por lo tanto, no puede confiar en la precisión de la hoja de datos. ¿Se puede confiar en el proveedor o en el motor?
Bienvenido al sitio, @JameelAhamed. Gracias por compartir la información. Una vez estaba trabajando en el firmware de los controles del motor BLDC. Debido a mi hábito de conducción, propuse el pedal del acelerador para controlar el modo de "velocidad constante". Y, el ingeniero mecánico instantáneamente se enojó mucho. Nuestro jefe tuvo que venir y decirnos, él era ingeniero, "velocidad y torque" funciona igual en tu acelerador. Eso es sólo para el aspecto de control.
@jay Yo también estaría enojado. ¿Cómo controlo la aceleración con un pedal de velocidad constante? ¿Qué tan rápido me muevo entre las posiciones de velocidad? ¿El pedal está fuera de velocidad cero o en punto muerto? También podría tener un dial en lugar de un pedal.

Respuestas (3)

Un posible significado es que las condiciones de la prueba son que el freno establece el par en 19 Nm y el controlador se ajusta para dar las velocidades definidas por la prueba que se muestra en la tabla.

La corriente que se muestra no es la corriente que fluye a través de los devanados del motor, sino la corriente que ingresa al controlador.

A bajas velocidades, la corriente que sale del controlador puede ser mucho más alta que la que entra al controlador; actúa como si fuera un convertidor reductor que alimenta el motor. El par no está relacionado linealmente con la corriente en el controlador.

La columna "PH I" podría significar corriente de fase (es decir, corriente en los devanados), aunque eso no es obvio y tiene un amplio rango para cada fila.

Sería útil si proporcionara más información, como un enlace al sitio web o la hoja de datos.

Gracias por la ayuda @Kevin White, el sitio web es www.techimperial.in/bldcmotors. La hoja de datos se encuentra en el enlace techimperial.in/wp-content/uploads/2018/05/… .
@JameelAhamed: parece que no puedo acceder al sitio web en California.
el enlace tampoco es accesible para mí en este momento, creo que todo el servidor está caído o algo así. muy mal momento

Para mí está claro que el par depende de la corriente consumida,

Si es correcto.

y dado que el gráfico del motor de 2,5 kW no muestra el par suministrado en la corriente máxima, supongo que la clasificación de par máximo se produce cuando la corriente consumida es de 120 A.

No es correcto. En alguna zona de la curva, podemos extrapolar datos desconocidos, pero muy limitados. Mientras tanto, hay muchos factores para tener el par ya saturado antes del pico de corriente. Necesita ver el cuadro/gráfico de par-corriente de escala completa.

Sin embargo, en el motor de 6 kW, el par consumido parece permanecer igual sin importar la cantidad de corriente consumida. ¿Cómo es esto posible?

Ese gráfico de 4.5KW (no 6KW) muestra la relación velocidad-corriente de par bloqueado. No solo el par, sino también la velocidad dependen de la corriente debido al control y a factores mecánicos.

Supongo que la pregunta 1 tendría sentido si supiera qué representa la columna PH I en el gráfico del motor de 6 kW, pero traté de buscarla y no pude encontrar ninguna pista sobre qué es.

Sí, estoy contigo acerca de que necesitamos contactar al fabricante.

Gracias por la ayuda @jay, supongo que el proveedor no ha hecho un gran trabajo al enumerar las especificaciones del motor. Sin embargo, la competencia en la que participo (ESVC 3000) solo permite que los equipos les compren. Así que supongo que seguiré con esto y haré mis propias pruebas, y agregaré un comentario aquí explicando lo que encontré.
@JameelAhamed, ¡Maldita sea! Suena tan divertido. Dado que las especificaciones de su motor son fijas, probablemente sea más fácil comenzar, ya que el rendimiento del motor ya no es una preocupación, en realidad (?). :-)
no exactamente arreglado, todavía tenemos la libertad de elegir 2 motores para cada rueda, o un motor con un diferencial abierto, cosas así. Necesitaba estos valores para algunos cálculos para hacer diferentes pruebas, como la subida de la colina y la carrera de aceleración, pero ahora, dado que el gráfico está apagado, solo puedo adivinar las cosas.
@JameelAhamed "dos motores para cada rueda"? ¿Por qué harías eso? conducir 2 ruedas traseras necesitaría 4 motores ... ¿O se refería a un motor por rueda impulsada?
@JameelAhamed, me recuerda esto . Los fabricantes de motores EV, por lo general, proporcionan un conjunto completo de datos a través de la prueba Dyno, pensé.
@SolarMike Me refería a un motor que impulsa las 2 ruedas traseras o 2 motores cada uno para las 2 ruedas traseras. Estábamos pensando en tener un sistema 4WD también, pero cuesta demasiado. Si tengo 2 motores juntos, ¿se suma el par y la potencia total del sistema?

Las últimas clasificaciones del motor son simplemente valores de estado estable con aceleración cero a un aumento de temperatura máximo controlado por su controlador y carga para regular la velocidad.

No existe una definición o significado de PHI ϕ pero mi investigación es la siguiente;

V = I R + k φ ω , T = k φ I (torque), k = constante de fuerza contraelectromotriz φ=coeficiente de torque, I= amperios

φ = T / k I

Otra información útil

Será en algún aumento de temperatura de punto de acceso no especificado por encima de 25'C como 60'C. Debe agregar calefacción solar en su clima ambiental y paquete para encontrar la forma de reducir esta pérdida de energía (calor) con la velocidad. También hay una pérdida de la fuerza del imán con el aumento de la temperatura y el parámetro de resistencia térmica de enfriamiento TBD, como el enfriamiento por convección al aire libre. El enfriamiento externo por aire forzado puede marcar una diferencia por encima de 1 m/s antes de que comience a estabilizarse debido a la resistencia térmica interna. Desea flujo laminar para flujo de aire turbulento y de baja resistencia para el aire sobre los radiadores de calor para enfriamiento para obtener eficiencias térmicas superiores a 2 m/s.

En aplicaciones en las que un tirón sería demasiado estresante debido a un par excesivo para el control de la máquina, es útil utilizar un valor de par alto con un aumento de temperatura y RPM máximos, luego repetir ese valor hasta un RPM muy bajo para T máx. e informar sobre los cambios eléctricos y mecánicos. valores para indicar la eficiencia.

Max Torque siempre está a 0 RPM y la corriente es V/DCR para el voltaje aplicado y la resistencia de la bobina. Esto no es realmente útil para tener un latigazo cervical y una tensión excesiva en las partes mecánicas y eléctricas, por lo que, aunque el par máximo se da para el máximo. aceleración, la eficiencia es cero a cero RPM y solo aumenta cuando se mueve como Potencia = Torque x RPM.

Para los drones EV aéreos, no importa qué tan grande sea la batería y las aspas del vehículo, no puede esperar más de 30 minutos de vuelo. Esto se debe a la tecnología actual de Joules/kg para baterías, motores y energía requerida para 30 minutos de vuelo/kg. (Quizás Toshiba pueda superar esto con su inversión de empresa conjunta de 160 millones de dólares en taxis aéreos para vehículos eléctricos)

Para los vehículos eléctricos terrestres, habrá un límite de rango de costos similar para la densidad de energía de almacenamiento y el peso/tamaño/coeficiente de arrastre del vehículo con la velocidad. Por supuesto, habrá una velocidad óptima para la eficiencia de E a M, pero su tarea debe tener algún objetivo con la energía solar renovable y el costo adicional, el tamaño/área del vehículo y el coeficiente de arrastre resultante del diseño aerodinámico.

Podría parecerse a una pelota de fútbol Wilson J5V de piel de cerdo, a un Tesla o a un auto de carreras de Fórmula 1. Su objetivo es comenzar el diseño con especificaciones óptimas para lograr el objetivo, ya sea distancia, velocidad, eficiencia, estos deben trabajarse primero con todas las variables y los coeficientes estimados de potencia, eficiencia, peso y arrastre y optimizados en una hoja de cálculo. .

Su primer paso es investigar cada competencia similar en todo el mundo, encontrar la mejor y mejorarla de alguna manera sin compromiso crítico . . Lea sobre todo el cronograma, el costo y los obstáculos que tuvieron que superar.

Más grande y más rápido es más eficiente para los motores, y más ligero y más lento es más eficiente para los vehículos. Saber cómo estimar las incógnitas y las tasas de envejecimiento de las baterías, cómo maximizar el almacenamiento de carga pero sufrir ciclos de carga a largo plazo y minimizar la aceleración, maximizar la inercia y minimizar el frenado son todos sus "objetivos ecológicos" para los hábitos de conducción. Se pueden especificar controles para suavizar estos controles y minimizar los aumentos repentinos de par y corriente con un algoritmo que usa esta tabla para el estado estable, usando la potencia de salida para que coincida con la relación de transmisión y la resistencia del vehículo frente a la velocidad. Haga una gran lista de todas las variables y definiciones y cree el mejor EV en su trabajo.

Todo es una compensación, desde la comodidad hasta la potencia, desde la eficiencia hasta el costo. Así que encuentre los bordes de estas compensaciones y encuentre qué equilibrio le da la ventaja competitiva.

Un ingeniero con el que crecí hizo esto para una motocicleta eléctrica de tres ruedas con 2 asientos que tenía un MPG súper alto (?>100) y una carrocería impresa en 3D personalizada y un marco soldado con dirección autocentrante en las ruedas traseras. Se llamaba Urbee 2. Si desea utilizar algunos de sus diseños, podría ponerlo en contacto con usted o simplemente mencionar mi nombre. Él es un profesor ahora en su retiro de diseños de vehículos industriales increíbles para súper bicicletas en túneles, súper tractores y vehículos de gas ultraeficientes.

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