AC vs. DC en aplicaciones de baja velocidad y alto par

Lo que tienes es un motor síncrono de imán permanente. Eso es lo mismo que un motor de corriente continua sin escobillas. El motor puede ser demasiado grande para su controlador o el controlador puede no estar correctamente ajustado para el motor. Si el motor y el controlador son adecuados y están ajustados correctamente, el problema podría ser que el grupo motor-generador se está cargando demasiado. Compruebe si la tensión de CC disminuye cuando la carga es alta.

La combinación de motor y controlador que debe tener, así como un motor y controlador de CC con escobillas o un motor y controlador de inducción. Una tecnología no es necesariamente mejor que las otras, pero algunos modelos y diseños de cada uno pueden ser mejores que los otros. Con cualquiera de ellos, el eslabón más débil es el que será el factor limitante. Un buen diseño, con el motor, el controlador y la fuente de alimentación adecuadamente adaptados es esencial. Cuando se alcanza el límite, el controlador debe limitar la corriente, no fallar.

Re comentarios y mayor consideración:

Con un diseño óptimo, un motor síncrono de imán permanente (PMSM) debe ser capaz de proporcionar el mayor par por amplificador de cualquier tecnología de motor. Sin embargo, todos los diseños son compromisos que involucran varias medidas de rendimiento y costo de fabricación. La selección del mejor motor es una cuestión de evaluar las especificaciones de los motores en consideración.

El rendimiento del motor debe evaluarse basándose en un análisis cuidadoso de los requisitos de la aplicación. Tractor pull es un concurso en el que se tira de una carga lo más lejos posible. A medida que se tira de la carga, la fuerza requerida aumenta al desplazar el peso de la carga de una rueda y un eje a un patín, lo que aumenta la fricción entre el soporte de carga y el suelo. Debe definirse si el aumento de carga se basa en el tiempo o la distancia y si existe o no un límite de tiempo.

Probablemente sería ventajoso operar el motor a la máxima potencia durante todo el tirón. Dado que la potencia es un par multiplicado por la velocidad, eso significaría reducir la velocidad y aumentar el par durante la tracción. El medio más eficiente de hacerlo sería una transmisión continuamente variable (CVT), como una transmisión hidrostática. Un cambio manual sería igual de eficiente, pero probablemente no tan efectivo. Sin embargo, las reglas del concurso pueden prohibir el cambio de marchas o tanto el cambio de marchas como el CVT.

Un motor de CC con escobillas conectado y conectado en serie reduce la velocidad y aumenta el par a medida que aumenta su carga. Esa característica puede hacer que sea preferible a los tipos de motores sin escobillas más eficientes para esta aplicación.

Se puede controlar un motor de inducción para que funcione con un par constante en el límite inferior de su rango de velocidad y una potencia constante con un par en disminución a velocidades más altas. Con un controlador limitador de corriente, eso proporcionaría un rendimiento similar al rendimiento de un motor de CC en serie.

La capacidad de torsión de un motor PMDC será prácticamente constante en todo su rango de velocidad, sin capacidad para cambiar la velocidad por torsión. La capacidad de par está limitada por la corriente disponible. En esta aplicación, el motor debe desacelerarse hasta detenerse bastante rápidamente cuando se alcanza el límite de corriente. Puede haber una manera de cambiar el voltaje por la corriente en los sistemas de suministro y control. Eso podría tener el efecto de cambiar la velocidad del par motor si el motor puede funcionar a una corriente más alta durante el tiempo requerido.

Antes de todo, es importante asegurarse de que la selección de la relación fija de los engranajes del tren motriz proporcione la mayor torsión posible al reducir la velocidad a la velocidad que permita la aplicación.

La combinación del motor síncrono de imán permanente (PMSM) y el controlador dedicado que ya tiene es la mejor opción que puede tener (IMO). Es robusto y confiable, mejor que el DC cepillado y su controlador DC.

Si desea velocidades más bajas y un par motor más alto, puede cambiar la relación de transmisión, aunque creo que el problema puede ser que el generador no esté generando suficiente energía o que la carga sea simplemente demasiado pesada. En el último escenario, debe cambiar tanto el generador como los motores.

Cambiar los motores de las ruedas suena como un trabajo importante, uno que no querrías emprender a menos que realmente creas que te daría una mejora.

Su sistema tiene tantos componentes que no es obvio cuál podría ser el factor limitante del torque. A menos que trabaje en el factor real que le está causando problemas, sus esfuerzos podrían desperdiciarse. Valdría la pena una investigación desde el principio, para averiguar qué está pasando.

Sin embargo, sus controladores que fallan en lugar de limitar con gracia son obviamente su problema operacional número 1. Cambiar el tipo de motor no (de hecho no debería) cambiar los parámetros eléctricos a mecánicos, otras cosas como la velocidad máxima permanecen iguales. Si cambiar los motores tiene el efecto secundario de cambiar el controlador por uno que funciona correctamente, esa no es realmente la mejor manera de ordenar los controladores.

Dejemos de lado por el momento si tiene suficiente potencia de motor primario, o un deslizamiento de la rueda como un problema.

Una forma de obtener un par de torsión gratis es cambiarlo por velocidad. Si reduce a la mitad la velocidad máxima de su tractor a través de la relación de transmisión, obtendrá el doble de torque para el mismo torque del motor. ¿Hay una velocidad máxima en tu clase de competición? Si eres más rápido que eso, entonces estás perdiendo el par libre.

Una vez que tenga el engranaje correcto, ¿pueden los motores que tiene entregar el par?

¿Necesita un par continuo más alto o un par máximo? El par continuo requiere una potencia constante del motor primario y una constante disipación de potencia de los motores. El par máximo podría utilizar el almacenamiento de energía transitoria para la entrada, y podría utilizar la masa térmica del motor para hacer frente a la disipación de mayor potencia temporal. Los motores pueden sobrecargarse transitoriamente para el par aplicando un exceso de corriente si a) la corriente está limitada a un valor inferior al máximo de desmagnetización (verifique las especificaciones) yb) no se sobrecalientan durante el transitorio.

Para aplicar la corriente adicional, obviamente se necesita un controlador programado adecuadamente.

En igualdad de condiciones, realmente no importa si se trata de un motor de CC o CA. Los motores BLDC de campo alto más nuevos tienden a ser más compactos que los motores PM con cepillado típicos. BL tiende a ser más confiable que el cepillado. Los motores cepillados tienden a tener una construcción cerrada y un rotor bobinado, lo que hace que el enfriamiento sea mucho menos efectivo que algunos motores BLDC que colocan los devanados en el estator y tienen una estructura de bastidor abierto.

Si ya tiene motores BLDC allí, piense largo y tendido antes de cambiar el puchero por algo inferior. Consigue tus controladores ordenados. Manténgase abierto acerca de lo que es la próxima cosa que limita el rendimiento.

  

¿estaríamos mejor usando un motor de CC considerando que no requerimos altas velocidades pero necesitamos un par de torsión muy alto para nuestra competencia de tracción?

SÍ y NO

Todo depende de Presupuesto, Especificaciones, Torque máx., Velocidad sin carga y HP para velocidad sostenida bajo carga completa. ¿Dije presupuesto?

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Los motores de CC con engranajes son comunes en muchos estilos, incluidos; los tipos más confiables de PMSM, los más económicos, como los motores BDC, como los arrancadores de automóviles que son de cobre cepillado (no de carbono) para la corriente máxima, el par en el ciclo de trabajo bajo y pueden enfriarse por más tiempo o ciclos de trabajo en tamaños más grandes. >

Por lo tanto, no es posible una respuesta completa a menos que tenga una especificación para Torque, RPM, HP y Budget. También incluye peso y tamaño con pilas para alimentarlo. Luego se incluyen la duración del tiempo activo y el tiempo de espera entre usos para enfriar y recargar la capacidad de descarga de la batería C y la capacidad de carga en vatios-segundos (J).

¿Puede proporcionar algo o todo esto?

Quizás desee un motor de CA Tesla, módulos LiPo con una relación de transmisión diferente. Pero entonces es posible que pueda permitírselo. ¿Por qué ¿Un automóvil Tesla usa un motor de CA en lugar de uno de CC?