autoturism electric home made

am pus acu o saptamana-doua un motor DIY de 11kwatt brushless la eoliene. Era motor placinta, axiala, ca la moristile inspirate de Piggott.

Ala nu am vazut cat era de mare da nu cred ca mai mult de 20kg.

Folosea invertoare(controlere) trifazate de modelism, cred ca 7 bucati. Astea se gasesc la preturi rezonabile pana in 100A.
Adica cele 21 de bobine erau impartite in 7 grupuri de cate 3 si fiecare controler comanda un grup de 3 bobine. Fiecare "vede" 1/7 din stator.

Deci bobinele nu erau legate in serie si apoi stea sau triunghi, si fiecare 3 bobine legate in stea sau triunghi.

Astfel pot fi alimentate separat din 7 baterii separat sau cu 1,2,3..7 baterii puse in paralel, cam tot aia.
Ideea e ca ele pot fi puse si in serie si incarcate in serie cu 1/7din curent.

-----------------------

Aici exemplu de controler de 100A 40V (12S inseamna 12 celule lipo puse in serie, care au tensiunea putin mai mare decat LiFePO4)
http://www.hobbyking...BESC_Ver4_.html

Site-ul am vazut ca ofera si de 60V la  250A si e destul de reputat, cunoscut de modelisti.

Deci cu sarme foarte groase se poate si nu-i foarte scump. Din cauza curentilor mari necesari la pornire amperajul e bine sa fie binisor (dublu?) peste nivelul de putere vizat.

Relativ la autonomie Tesla papa cam 13kwh/100km deci cam 1kwh/100km la fiecare 100kg masa totala, am vazut ca si altele se incadreaza "pe-acolo".
Atentie insa ca bateriile de litiu au cadere mult mai mica de tensiune cu descarcarea fata de plumb, plus ca plumbu e mult mai afectat de gradul de descarcare.

Ce vreau sa mai zic de tesla ca foloseste motor cu inductie, nu brushless.  Nu din cel asincron cu rotor in scurt ci motor trifazat sincron cu curent de excitatie a campului magnetic in rotor exact ca la ... alternatorul auto.

Adica invertoru da o tensiune relativ constanta trifazica pe stator iar prin variatia simpla in CC a curentului de excitatie de cativa A se comanda campul magnetic al rotorului, adica poate sa aibe cuplu f mare la viteze mici si turatii mari cuplu scazut la viteze mari.

Avantajul fata de brushless, pe langa comanda mai simpla a partii de putere (invertorul doar variaza frecventa pulsurilor)  este  ca are o variatie a cuplului si turatiei mult mai flexibila, practic merge intr-o singura treapta de viteza, n-o schimba mecanic.
-------------------------------------------------
Alt avantaj la motor tip "alternator auto" este ca se poate implementa foarte usor franare regenerativa  prin simpla marire a curentului in rotor.
--------------------------------------------------
Am citit undeva si despre niste teste mai serioase de folosire a alternatoarelor auto pe post de motor. Cu alimentare la 48-70V pot fi turate pe la 7-10krpm avand in vedere amperaju nominal de 100A (sunt si de 200A) faceti socoteala ce puteri pot fi obtinute. Cam pe la 50% din amperaj si turatii mari ating eficienta optima, care sare de 80%, pentru alternatoare de calitate.

Din pacate nu am regasit pagina aia..

---------------------------------------------------

Deci cred ca si numai cu un invertor de 50-100A de modelism si alternator din dezmembrari se pot face niste teste interesante. Cu reglajul curentului de excitatie si mai interesante.

Edited by blimpyway, 22 July 2014 - 01:19.

Quote

sper ca nu ai pretentia sa atingi aceeasi eficienta energetica ca a unui autoturism tesla (care a beneficiat de tot suportul tehnic si logistic necesar si posibil)
oricum interesanta ar fi si acceleratia teoretica... invingerea inertiei... ca daca iti ia juma de ora sa ajungi la 15km/h...

 Nero-d, on 22 iulie 2014 - 07:46, said:

acest motor este bobinat cu 0,63 mmp (fi 0,9 mm)! poate "duce" la pornire 20 A ! ... la 300V sunt 6 kW ... cate unu pe fiecare roata din spate,
ar fi 12 kW ptr 2-3 sec la pornire! (adica 1223 kgf m ) ...
te-ai intrebat vreodata de ce unele locomotive sunt diesel-electrice ? ... motorul diesel ce are ? ... este neputincios ? ... lamureste-ma !

Edited by 9victor, 22 July 2014 - 10:36.

O varianta interesanta:

Quote

http://www.promotor....ctrice-12742956

Asta pentru cei care sunt ingrijorati de autonomia redusa a masinilor electrice

Detalii despre bateriile lui Nissan Leaf http://green.autoblo...-recharging-sp/ ,la un moment dat se afirmă la sfârșitul acestui document că după 10 ani aceste baterii mai pot furniza 70-80% din capacitatea inițială,ceea ce ar fi mulțumitor pentru mulți dintre noi care nu parcurgem mai mult de 50 km zilnic și poate doar de câteva ori pe an un drum de câteva sute de km,când ar fi bine să avem la dispoziție în familie o a doua mașină pe combustibil.Acu” nu-mi rămâne decât să aștept câțiva ani,atunci cu siguranță voi găsi la mâna a doua vreun Nissan Leaf cu bateriile obosite la 4-5000€ să-l încarc de la panourile mele fotovoltaice.

 Nero-d, on 22 iulie 2014 - 07:46, said:

Cum tonul lasa sa inteleaga ca te pricepi, explica-ne mata:

- ce eficienta are un motor de 200kwatt cand merge in coloana cu 40-50km/h, viteza ce necesita un consum de 5kwatt
- cam ce eficiente au invertoarele si motoarele comercializate pentru conversii auto si moto.
- care e raportul putere/greutate la un camion cu capacitate de 16tone sau la un tramvai
- ce consum in kwh/100km/tona au obtinut "amatorii" lipsiti de logistica care au convertit masini la electric.
- cum e posibil ca un motor electric sa debiteze pentru cateva secunde cu 50-100% peste puterea nominala (de functionare in continuu), fara a fi afectat.
- cum e posibil ca un motor electric sa debiteze cuplu maxim (=acceleratie maxima) la turatie zero in timp ce un motor cu combustie are nevoie sa atinga macar 60-70% din turatia sa maxima ca sa atinga cuplul sau maxim.

bateriile aluminiu-aer sau zinc-aer, vor "muri in fasa"! ... ptr ca tiparnita banilor functioneaza non-stop ! ...
ptr cei care vor sa "vada" eficienta acestor baterii ! ... eventual sa se joace !
http://www.popsci.co...er-out-thin-air

 blimpyway, on 22 iulie 2014 - 01:10, said:

Un invertor de tensiune trifazat e mai complicat, deci mai scump, ca un regulator brushless. Pe de alta parte, un motor cu rotor bobinat, implica contacte alunecatoare, deci uzura, exact ca si la motoarele de cc.
Totusi, ideea cu alternatorul nu e rea, se gasesc pe toate drumurile, diverse tensiuni si puteri, dar....Randamentul va fi ceva mai mic fata de un motor brushless, cu rotor magnetic, deoarece se consuma putere pentru alimentarea rotorului. Se poate inlocui insa rotorul, cu unul cu 12 magneti, exact ca la generatoarele eolienelor, aici agatarea chiar nu conteaza.  Ideea cu folosirea regulatoarelor folosite in modelism, e foarte buna. O micsorare a masei-dimensiunii motorului, la aceeasi putere, se poate obtine prin marirea turatiei, dar va trebui apoi demultiplicare mecanica.
Eu cred ca marea problema nu o constituie motorul si electronica aferenta, aici sunt multe variante , ci greutatea acumulatorilor si a autovehiculului. Aici @Nero-d, are dreptate.

Ca să reduci cantitatea de acumulatori și implicit costurile în momentul actual nu poate fi aplicată decât tehnologia hibridă și eu văd cam așa lucrurile :un motor diesel foarte economic să zicem unul de 500cmc pe post de generator care încarcă acumulatorii permanent și consumă să zicem un litru de motorină pentru echivalentul parcurgerii unei distanțe de 100 km cu motorul electric,acest diesel folosit și ca soluție mobilă dacă va fi nevoie de o deplasare în cazul în care nu există destul curent în acumulatori,un bloc de acumulatori de minim 10 kwh Li-Po capacitate care să poată fi încărcați și în garaj,binențeles un motor electric trifazic brushless de 50-60 kw care se poate transforma în generator în caz de frânare.Aș mai adăuga la acest sistem și o baterie de super-condensatori pentru recuperarea aproape în totalitate a energiei inerțiale din frânare apoi condensatorii cedează ușor,ușor curentul în acumulatori,știindu-se faptul că acumulatorii din ziua de azi nu pot asimila în timp foarte scurt un vârf de sarcină electrică foarte mare,apoi ca idee personală ar fi ca telescoapele de la suspensie să fie proiectate ca niște generatoare magnetice liniare cu o agățare foarte mare,care pot recupera o cantitate apreciabilă de energie din denivelările și gropile șoselelor patriei noastre!,apoi n-ar fi rău un panou fotovoltaic de cca.500w amplasat pe plafonul mașinii,pentru că pe timp însorit dacă lași mașina undeva mai multe ore este nevoie să mai încarci acumulatorii și „moka” până ai nevoie să pornești generatorul diesel.

 pisicamatache, on 23 iulie 2014 - 08:27, said:

ma refeream la regulatorul brushless - nu poate fi considerat invertor trifazic? Care-i diferenta?

Quote

E diferenta mare fata de motoarele de CC deoarece periile aluneca pe inel nu sar de pe un contact pe altul. Comutatia inseamna si o usoara abraziune in locul unde se schimba contactu si un mic arc electric la conectare si deconectare. La periile pe inel uzura e mult mai mica, de fapt cine are masina stie ca foarte rar are nevoie sa schimbe periile la alternator desi se invarte la 2-3x turatia motorului.  Curentii de actiune nu trec prin perii, curentul in rotor e cu 1-2 ordine de marime mai mic decat curentul  din stator, pe cand la motorul de curent continuu cu perii curentu din rotor e cel "activ", adica la aceasi putere are curent mult mai mare prin perii.

Astfel schimbatu de perii la alternator e rar, ieftin si simplu.

Quote

Puterea la 1-3A  cat vrea rotoru e de vreo 30watt. In stator ai curenti de 10-20 de ori mai mari.  La turatii mari (spre viteza maxima) curentu in rotor trebuie scazut, poa sa fie sub 1A, adica penalizarea in eficienta din cauza curentului si frecarilor in perii sa fie destul de mica, sub 10%

Quote

Problema la brushless e ca eficienta aia minunata se obtine intr-o plaja cam stricta de turatii. Oamenii de pe-aici au observat si la eoliene ca daca ai diferenta mare intre tensiunea indusa in generator si tensiunea bateriei, ai pierderi mari rezistive.

Si la motor ai acelasi tip de problema numai ca-i invers. Daca ai baterie de 12V si constanta motorului e de 100rpm/V, eficientele mari (=pierderi rezistive mici) se petrec in zona de turatii in care tensiunea indusa se apropie de maximul posibil care e 100 rpm/V * 12V = 1200rpm

Un motor cu excitatie poate modifica aceasta "constanta" de exemplu intre 30 si 300rpm/V a.i. sa mentina curent constant si rezonabil in stator (deci pierderi rezonabile)  cu o penalizare din puterea motorului de max 10-15% la turatii mici si 2-3% la turatii mari.

Am subliniat "maximul posibil" deoarece faptul ca motorul brushless nu poate trece de 1200rpm se manifesta ca o bariera de viteza care nu se poate trece. Ajungi la lejer la 50km/h si brusc nu mai trage, nu poti sa te mai apropii de 60.  

Sigur ca daca se vrea atingerea de 100km/h in loc de 50 se poate dubla raportul de transmisie la roti, dar atunci tot vehiculul va porni de pe loc si va accelera ca si cand ar avea jumate din putere.

Sau se poate folosi un invertor care sa includa  convertor ce coboara tensiunea livrata la infasurari dar si asta duce la unele penalizari in eficienta.

Se poate folosi si schimbator de viteze mecanic, iarasi e complicatie.

Motorul cu inductie are schimbator continuu de viteze incorporat.

----------------------------------------------------
Si sa nu uit de franarea regenerativa: Sa zicem ca motorul are un camp in rotor care ii da 100rpm/V.. la 1000rpm tensiunea indusa e de 10V, alimentat din 12V ai bateriei, sunt 2V diferenta care determina curentul pe rezistenta statorului. Daca statorul are 0.1ohm, avem 20A in stator, din care 20A x 10V = 200watt putere manifestata "util" ca forta magnetica in miscare si 20A x 2V = 40watt manifestat ca pierderi rezistive in stator.

Daca maresc campul in rotor la 50rpm/V tensiunea data de acesta va fi 1000rpm / 50 = 20V, mai mare cu 8V decat cea a bateriei, a.i. cu o simpla punte curentu generat  va fi de 80A iar cuplul de franare de 4 ori mai mare decat cuplul motor de mai devreme. Iar 60% d(=12V/20V) din energia de franare se va recupera in baterie.

Si ce e mai frumos e ca se poate regla campul din rotor foarte fin a.i. sa se obtina si acceleratie  si franare cu forta reglabila fin diferite turatii.

Un brushless nu atinge niciodata o turatie suficient de mare ca sa poata fi franat direct prin redresare pe tensiunea bateriei, pentru franare regenerativa cu brushless sunt necesare chestii  mai complicate.  

Deci - ca sumar - da, motorul brushless e mai eficient dar numai la turatii mari, iar la turatii mari si la motorul cu inductie curentul de excitatie (deci pierderile) este relativ mic.  La pornire de pe loc si viteze mici motorul cu inductie cred ca tinde sa fie mai eficient.
Iar daca ai si franare regenerativa, in oras motorul cu inductie ar putea fi comparabil sau mai economicos decat brushless.

Quote

Acumulatorii au cam 10kg/kwh, LiFePO4. Deci 10kwh (70km, ok pt. oras dupa gustu meu) ar fi 100kg.
Costurile mi se par limitative, parca erau in jur de 500EUR / kwh.  Chiar daca la 1500-3000 de cicluri esti mai castigat decat pe plumb deep-cycle (care nu-i nici prea ieftin si nici prea deep) faptul ca le platesti "in avans" e un dezavantaj.

Daca am vorbi de o masa totala sub 200kg aceasi autonomie se obtine cu un sfert din (banii cheltuiti pe) bateriile necesare la conversia unui logan sau ka sau tico.

Edited by blimpyway, 23 July 2014 - 16:04.

Dupa cate stiu, motoarele trifazate asincrone/sincrone, se alimenteaza cu tensiune sinusoidala, cele brushless, cu tensiune dreptunghiulara. La primele, turatia se modifica variind frecventa, la brushless, frecventa e variabila,  dar se modifica si umplerea.
Apoi, cu motor sincron facut din alternator, m-ai bagat in ceata. Se pare ca un motor sincron, nu porneste singur, trebuie adus la turatia de sincronism. http://www.emie.ugal...Capitolul 4.pdf
Probabil te referi tot la un motor brushless, la care insa modifici campul magnetic, modificand curentul prin bobina rotorului. Apropo de bobina, una de la alternatorul de Dacia 1300, are vreo 4 ohmi, adica puterea consumata maxima e de 50W, cu care nu reusea sa scoata 1Kw, la turatie maxima. Daca discutam de alternatoare serioase, ce s-ar preta la transformarea in motor brushless, de macar 2Kw, puterea maxima consumata cred ca ajunge la 10%, asa ochiometric.
PS
O motocicleta performanta si deloc ieftina, unde eficienta probabil conteaza, foloseste motor brushless. http://www.zeromotor...ero-s/specs.php

Edited by pisicamatache, 23 July 2014 - 17:39.

http://garajelectric.ro/

Cu un Berlingo sau altceva care a avut si motor electric ar fi mai simplu cu omologarea ca EV.
en.m.wikipedia.org/wiki/Citroën_Berlingo_électrique

Asta daca vrei full electric.

Edited by undercoverbrother, 23 July 2014 - 18:19.

 pisicamatache, on 23 iulie 2014 - 17:27, said:

Da dar de fapt si motorul brushless e trifazat sincron, e alimentat cu dreptunghiuri ca asta-i cel mai simplu mod sa faci invertoru cu frecventa si factor de umplere variabile (controleru rc). Pentru transport exista si invertoare sinusoidale, banuiesc ca se pupa mai bine cu tensiunea generata (indusa) de rotor.

Quote

Daca mentii curent constant in rotorul alternatorului, practic se comporta ca un brushless, poti sa-l comanzi cu controler de modelism pentru brushless. Daca ai un invertor mai chior, care nu modifica factor de umplere, atunci poti varia curentu (deci campu magnetic) din rotor, e mai "ieftin" sa variezi curent de 3A continuu decat 3 linii pulsatoare de 30 sau 100A,  Invertoru (sau la nivelul cel mai rudimentar, generator de pulsuri dreptunghiulare) nu trebuie decat sincronizat cu frecventa alternatorului.

Quote

Da, dar de fapt nu e brushless ca are totusi niste perii - mai mici asa. Si de fapt si alternatoru auto si motoarele brushless pot fi alimentate cu semnal sinusoidal trifazat, cu conditia desigur sa-i dai o frecventa egala cu turatia  x nr de perechi de poli. Adica turatia si frecventa de alimentare sa fie sincronizate.

Quote

Pai statoru suporta 40A, daca retin bine.. Depinde la ce tensiune ii dai amperii astia, si la ce turatie... Daca-i mai afli rezistenta pe faza a  statorului si tensiunea in gol la 1000rpm cand curentu in rotor e maxim (3A) poti face niste estimari destul de bunicele despre comportarea lui ca motor.

Quote

Da, sunt mai populare cele brushless. La autoturisme mai sunt si cu rotor bobinat

PS Alternatoru de dacie de care zici dadea curent la  probabil 15V deci scotea 60A.. Da poate fi alimentat si la 48V 60A n-are nici o jena.  Din ce am citit suporta 11000rpm si tensiuni de 72V si mai bine. Considerand acelasi curent, daca la 12V pierderile in stator sunt de 32%,  la 48V sunt de 8%

Edited by blimpyway, 24 July 2014 - 01:01.

Citat din pagina recomandata de pisicamatache:

Quote

Zice ca il costa 10 lei / 100km, da socoteste numai curentu. Daca pui si uzura bateriilor cred ca mai sunt 10-20 de lei. Consumul e marisor, de 20kwh/100km.  Motor inteleg ca-i de CC recuperat din motostivuitor.

Edited by blimpyway, 24 July 2014 - 01:34.

 blimpyway, on 24 iulie 2014 - 00:45, said:

pana la urma un controller trifazic ptr curent continuu, este f scump si f greu de gasit ! ... ramane varianta home made !
acest controller monofazic de "2 kW", la 50V, DC, costa 10 EUR ! ... acu' zic si eu: cum se pot conecta 3 d'astea ca sa dea "impulsul" la 120º,
ca sa fie trifazic ? ... trebuie senzor Hall, microprocesor, etc ? ... merita sa ne "gandim" putin ! ... cel putin d.p.d.v. al banilor !
in curent altewrnativ trifazic este mai simplu ! ... secon-hand in Spania, un variator de frecventa de 18 KW, costa 400 EUR !
aici "se pune" intrebarea: daca avem 3 invertere cu "pure-sine wave", conectate la un variator de frecventa trifazic, am rezolvat problema ?
merci

Edited by 9victor, 24 July 2014 - 07:41.

Ideea cu alternatorul folosit ca motor, cu sau fara reglarea curentului de excitatie, e chiar interesanta. Ma batea gandul de ceva timp sa cumpar un regulator pentru motor brushless, folosite in modelism, pentru diverse teste, dar nu ma incanta tensiunea mica de lucru, maxim vreo 48V. Azi insa, pe elforum, un coleg ce se pricepe la programare, povestea despre ceva teste, cu un astfel de regulator, facut de el, cu care a pornit si apoi reglat turatia, la un motor brushless, de hard disc. Desi puterea acestuia e mica, prin simpla redimensionare a partii de forta, puntea H ce comanda motorul, se poate alimenta cam orice motor, indiferent de putere. Cu colegul respectiv am colaborat de multe ori, asa ca sper ca ma va ajuta cu partea de comanda. La cea de forta ma descurc. Astfel s-ar putea face un invertor de pana la 400V, la peste 100A, capabil de cam orice putere, functie de mosfetii folositi.
PS
Regulatorul de 10 dolari, e pentru motoare cu perii, nu se poate folosi/modifica pentru brushless.
Variatoarele de frecventa, folosite pentru reglarea turatiei la motoare asincrone trifazate, se alimenteaza fie monofazat, cu 230V/50Hz, fie trifazat cu 400V/50Hz. Ca sa le alimentezi din acumulatori, ori trebuie modificate, ori folosit un invertor de la 12-24-36V-etc, la 230V sau 400V. Prima solutie nu stiu daca e realizabila, a doua e scumpa si implica pierderi. Dupa mine, un motor brushless, alimentat cu un invertor dedicat, relativ simplu de facut home made, e solutia cea mai ieftina.

Edited by pisicamatache, 24 July 2014 - 10:01.