¿Deberíamos usar un motor de CC con escobillas o sin escobillas para construir un automóvil solar?

Estamos tratando de construir un pequeño coche solar.

las dimensiones del coche (Largo: 100 CM , Ancho 60 CM )

la masa del auto no va a exceder los 2KG

La velocidad del coche puede ser de hasta 2,5 o 3 m/s

Usaremos módulos fotovoltaicos que cada uno puede proporcionar hasta 6 voltios y 250 mA

Esos módulos tienen unas dimensiones de 65 mm x 165 mm X 3,0 mm a lo largo de la superficie del coche.

Podemos conectar todos esos módulos en paralelo o cada 2 en serie para obtener 12V

Las ruedas serán de un diámetro de 12CM o 15CM dependiendo del motor

sin embargo, estamos confundidos, ¿qué tipo de motores debemos usar?

¿Un motor de corriente continua sin escobillas? o un motor cepillado normal

Creo que estoy malinterpretando los motores sin escobillas, ya que creo que necesitan una gran cantidad de corriente para funcionar y, en nuestro caso, estamos trabajando con una fuente de corriente limitada [ 1 ~ 1,5 amperios ] (las células fotovoltaicas), ¿es correcto?

¿ Deberíamos optar por un motor sin escobillas o con escobillas ?

compramos el motor sin escobillas EMAX BL2212 1400 KV, creemos que podemos usar engranajes para obtener más torque y disminuir estas RPM, ¿funcionará este método?

Calcule cuántos módulos fotovoltaicos (por área, peso y presupuesto) puede usar para obtener un presupuesto total de energía. Los motores sin escobillas no necesitan más corriente que los motores con escobillas (para el mismo Kv y par), pero no olvide que puede mantener los PV en paralelo. Y sí, el engranaje probablemente será necesario.
Para un bloqueo del motor con escobillas o sin escobillas (velocidad cero), el par será proporcional a la corriente. Sí, puede obtener más par (para la misma corriente) utilizando una caja de cambios.
El motor que publicaste parece ser un motor trifásico usado para algo así como un helicóptero cuádruple. Deberá tener un "controlador de velocidad" para controlar su velocidad y convertir la CC a 3 fases.
Los motores sin escobillas serán más complicados de conducir, como señala @MadHatter. Necesitarás un controlador. Sin embargo, son más confiables y nunca tendrá que reemplazar las escobillas (o el motor si las escobillas se desgastan y no se pueden reemplazar).
Muchas gracias por sus respuestas. Ya tenemos un controlador para el EMAX BL2212 , pero solo queremos asegurarnos de que este motor pueda funcionar con una corriente tan baja como 1 o 1,5 amperios y mover el automóvil a la velocidad adecuada.
El tamaño del motor es un 2212, que es un tamaño estándar. Puede intentar buscar curvas (gráficos) que muestren la carga frente a la corriente, etc. Estoy seguro de que alguien tiene algunos para ese tamaño, no serán exactos, pero podrían darle un estadio de béisbol. Además, el kV es la velocidad por voltio, por lo que si este motor es dos rápido, podría buscar un motor más lento.

Respuestas (2)

Los motores sin escobillas son generalmente más eficientes y, por lo tanto, pueden hacer un mejor uso de la energía limitada disponible. Sin embargo, aún debe hacer coincidir el motor con la fuente de alimentación y la carga para obtener la mejor eficiencia. Unos pocos cálculos básicos pueden decirle qué especificaciones de motor debe buscar:

Primero calcule qué rpm deben hacer las ruedas para obtener la velocidad que desea. Una rueda de 12 cm de diámetro tiene una circunferencia de 0,377 m. Para obtener una velocidad lineal de 2,5 m/s, debe girar a ~400 rpm.

Su motor tiene un Kv de 1400 rpm/V, por lo que si funciona con 12 V, debería girar a ~12*1400 = 16800 rpm sin carga. Bajo carga, su velocidad disminuirá debido a la pérdida de voltaje en la resistencia de los devanados. La carga depende de muchos factores, como la resistencia a la rodadura, la resistencia aerodinámica, la fricción de los cojinetes, etc. Sin embargo, suponiendo que pueda hacer que el motor funcione con la máxima eficiencia, su velocidad puede caer a ~85% sin carga o 14000 rpm. Por lo tanto, necesita una relación de transmisión de alrededor de 14000/400 = 35:1.

La corriente de salida máxima de 1 ~ 1,5 A de sus paneles solares podría ser un problema con este motor porque consume más de 1 A solo para girar. Bajo aceleración, intentará consumir aún más corriente, pero es posible que el panel solar no pueda suministrarla, por lo que su voltaje caerá y el controlador de velocidad podría desconectarse.

Debe usar un motor de Kv más bajo que tenga una corriente sin carga más pequeña, por ejemplo. Scorpion SII-2212-885Kv que consume menos de 0,5 A a 12 V. Este motor solo alcanza unas 9000 rpm (12 V * 885 rpm/V * 85 %), por lo que necesitaría una caja de cambios de 23:1.

¡Muchas gracias por esta respuesta detallada! Entonces, ¿debería mirar la corriente sin carga e intentar recoger un motor que tenga la corriente sin carga mínima y un KV más bajo? algo como este MX2212-920kv tal vez?
El MX2212-920kv se ve bien excepto por la falta de un eje de transmisión para el piñón (tal vez una polea y una correa funcionarían, o podría reemplazar el eje por uno más largo).

Te recomiendo un brushed-dc para los primeros pasos, porque son mucho más fáciles de controlar. Si desea utilizar una CC sin escobillas, asegúrese de encontrar un buen controlador de velocidad. La mayoría de los controladores de velocidad baratos no tienen un control orientado al campo, solo BEMF. Solo con BEMF, es bastante complicado arrancar el motor. Esto no es muy crítico en un diseño de cuadricóptero, porque su torque inicial es casi cero (el torque solo depende de la velocidad de la hélice). Si tiene un automóvil, es posible que tenga un par inicial muy alto, por lo que arrancar el motor no será fácil sin un control orientado al campo. Con el control de campo, debe medir la corriente de al menos dos inductancias de motor y necesitará un regulador más complicado. Si tiene algo como esto, le sugiero la unidad sin escobillas.

Muchas gracias por su respuesta. Supongamos que el problema de torque inicial no es tan crítico, pero ¿una relación de transmisión adecuada de 1 amperio encendería, por ejemplo, el motor sin escobillas MX2212 900KV a 300 RPM, 0.2nm de torque? ¿O necesitaré más cantidad de corriente para una tarea como esta?
Más simplemente, el diseño del sistema de energía probablemente debería estar informado al observar autos de control de radio a gran escala de tamaño similar. Por lo general, cuando los vehículos de superficie RC usan motores sin escobillas, incorporan sensores Hall, ya que necesitan un par de baja velocidad, en contraste, los vehículos impulsados ​​​​por hélice usan solo configuraciones BEMF.
¿Deberíamos usar un motor de CC con escobillas o sin escobillas para construir un automóvil solar?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v