Питание синхронных гистерезисных двигателей вертушек
Добавлено: 19 июл 2012 11:04
Перенесено из темы о проигрывателях Elac
Только что закончил очередную небольшую лабораторную работу с движком Papst, который ставился в Маяк-001/003, и который чисто конструктивно и идеологически является братом того Papst, что под названием MOW13 стоит в Миракордах 50Н и не только в них. То есть, тоже синхронный гистерезисный, только мощностью раза в три выше, то бишь старший брат.
Целью лабы была проверка зависимости потребляемого тока от напряжения на движке, в предположении, что, так же как и в промышленно изготовленных стандартных трансформаторах, в движках при расчете обмоток закладывают величину максимальной индукции в статоре, приводящую к заметному его насыщению. Последствия те же, что и в трансформаторах - резкое искажение формы тока, приводящее к увеличению поля рассеяния, повышенным электромагнитным помехам на гармониках сети, повышенному шуму из-за вибрации обмоток и магнитострикции железа статора и повышенному нагреву. С той лишь разницей, что, в отличие от сетевых трансформаторов, в двигателе статор фактически работает с воздушным зазором и последствия насыщения железа проявляются не так резко.
Предварительно, используя стандартный способ определения при помощи осциллографа начала искажения формы тока, получил, что насыщение начинается где-то около 190 вольт. Слуховые галлю..., простите, ощущения это подтверждали - где-то на 180-190 вольтах в звуке, исходящем от движка, исчезала 100-герцовая нотка, то есть вторая гармоника частоты сети, появляющаяся из-за насыщения статора.
В общем собрал стендик и снял зависимость тока от напряжения.
Получилось вот что
Как говорится - предчувствия его не обманули Около 180 вольт начинается насыщение. Отклонение от линейной зависимости обозначено красным.
К чему это я?
В принципе с ростом насыщения крутящий момент движка начинает замедлять свой рост, потому как рост напряженности магнитного поля статора уже не пропорционален росту напряжения на его обмотках. Что мы имеем в результате - вроде педаль в пол до упора, потребление бензина растет, рёв растет, движок перегревается, а машина едет не так быстро как хотелось бы. Оно нам надо? Нет, иногда конечно надо. Но в подавляющем большинстве случаев можно педальку слегка отпустить и, почти не проиграв в крутящем моменте, выиграть значительно больше в остальном.
Собственно при чем здесь Элак? Можно было конечно открыть отдельную тему в разделе "Мастерская", но, учитывая родственность движков, мне подумалось, что здесь она будет полезней.
То есть, можно попробовать уменьшить напряжение питания движка и послушать результат. Движок синхронный - число оборотов не упадет, крутящий момент упадет незначительно по сравнению с тем случаем, при котором статор был бы изначально не насыщен (по крайней мере на своем движке, просто тормозя его за вал пальцами, при 190 вольтах я ощутил очень слабое изменение момента, на грани "кажется"). Зато можно еще выиграть по рокоту и по наводкам на головку. Глядишь еще какие-то детали и нюансы в музыке появятся.
Кстати, в данном случае, для того чтобы уменьшить напряжение совсем не обязателен какой-нибудь ЛАТР, можно погасить лишнее напряжение последовательно включенным резистором. Причем это будет вполне удобоваримая по габаритам вещь. По крайней мере к моему движку, исходя из получения напряжения на нем, равного, скажем 200 вольт, нужен резистор сопротивлением около 100 Ом и мощностью больше 4 ватт. Наши зеленые проволочники на 10 ватт - достаточно малогабаритная штука, и грется будут не сильно. Бояться смягчения характеристики движка из-за включения последовательного сопротивления видимо не стоит, потому как потребление тока, по крайней мере у этой конструкции от нагрузки не зависит. При полном торможении вала потребляемый ток менялся на 1-2 процента, поэтому напряжения на резисторе и движке будут постоянны.
У меня нет Элака, чтобы провести натурные испытания. Но скоро, будем надеяться, благодаря совместным усилиям Андрея agisis, Сергея abv9999 и Дмитрия Phlanger у меня будет движок MOW13. Результаты аналогичных измерений будут опубликованы. Пока же могу сказать, что на макете вертушки мой PAPST крутил диск, не снижая скорости, вплоть до 60 вольт. При 60 звук поплыл, а при 50 движок начал останавливаться....To be continued
Только что закончил очередную небольшую лабораторную работу с движком Papst, который ставился в Маяк-001/003, и который чисто конструктивно и идеологически является братом того Papst, что под названием MOW13 стоит в Миракордах 50Н и не только в них. То есть, тоже синхронный гистерезисный, только мощностью раза в три выше, то бишь старший брат.
Целью лабы была проверка зависимости потребляемого тока от напряжения на движке, в предположении, что, так же как и в промышленно изготовленных стандартных трансформаторах, в движках при расчете обмоток закладывают величину максимальной индукции в статоре, приводящую к заметному его насыщению. Последствия те же, что и в трансформаторах - резкое искажение формы тока, приводящее к увеличению поля рассеяния, повышенным электромагнитным помехам на гармониках сети, повышенному шуму из-за вибрации обмоток и магнитострикции железа статора и повышенному нагреву. С той лишь разницей, что, в отличие от сетевых трансформаторов, в двигателе статор фактически работает с воздушным зазором и последствия насыщения железа проявляются не так резко.
Предварительно, используя стандартный способ определения при помощи осциллографа начала искажения формы тока, получил, что насыщение начинается где-то около 190 вольт. Слуховые галлю..., простите, ощущения это подтверждали - где-то на 180-190 вольтах в звуке, исходящем от движка, исчезала 100-герцовая нотка, то есть вторая гармоника частоты сети, появляющаяся из-за насыщения статора.
В общем собрал стендик и снял зависимость тока от напряжения.
Получилось вот что
Как говорится - предчувствия его не обманули Около 180 вольт начинается насыщение. Отклонение от линейной зависимости обозначено красным.
К чему это я?
В принципе с ростом насыщения крутящий момент движка начинает замедлять свой рост, потому как рост напряженности магнитного поля статора уже не пропорционален росту напряжения на его обмотках. Что мы имеем в результате - вроде педаль в пол до упора, потребление бензина растет, рёв растет, движок перегревается, а машина едет не так быстро как хотелось бы. Оно нам надо? Нет, иногда конечно надо. Но в подавляющем большинстве случаев можно педальку слегка отпустить и, почти не проиграв в крутящем моменте, выиграть значительно больше в остальном.
Собственно при чем здесь Элак? Можно было конечно открыть отдельную тему в разделе "Мастерская", но, учитывая родственность движков, мне подумалось, что здесь она будет полезней.
То есть, можно попробовать уменьшить напряжение питания движка и послушать результат. Движок синхронный - число оборотов не упадет, крутящий момент упадет незначительно по сравнению с тем случаем, при котором статор был бы изначально не насыщен (по крайней мере на своем движке, просто тормозя его за вал пальцами, при 190 вольтах я ощутил очень слабое изменение момента, на грани "кажется"). Зато можно еще выиграть по рокоту и по наводкам на головку. Глядишь еще какие-то детали и нюансы в музыке появятся.
Кстати, в данном случае, для того чтобы уменьшить напряжение совсем не обязателен какой-нибудь ЛАТР, можно погасить лишнее напряжение последовательно включенным резистором. Причем это будет вполне удобоваримая по габаритам вещь. По крайней мере к моему движку, исходя из получения напряжения на нем, равного, скажем 200 вольт, нужен резистор сопротивлением около 100 Ом и мощностью больше 4 ватт. Наши зеленые проволочники на 10 ватт - достаточно малогабаритная штука, и грется будут не сильно. Бояться смягчения характеристики движка из-за включения последовательного сопротивления видимо не стоит, потому как потребление тока, по крайней мере у этой конструкции от нагрузки не зависит. При полном торможении вала потребляемый ток менялся на 1-2 процента, поэтому напряжения на резисторе и движке будут постоянны.
У меня нет Элака, чтобы провести натурные испытания. Но скоро, будем надеяться, благодаря совместным усилиям Андрея agisis, Сергея abv9999 и Дмитрия Phlanger у меня будет движок MOW13. Результаты аналогичных измерений будут опубликованы. Пока же могу сказать, что на макете вертушки мой PAPST крутил диск, не снижая скорости, вплоть до 60 вольт. При 60 звук поплыл, а при 50 движок начал останавливаться....To be continued