реклама на сайте
подробности

 
 
3 страниц V   1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
> Нетривиальная задача!, Запуск ДВС с помощью БЭД
Rostislav
сообщение Jul 25 2010, 10:26
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 127
Регистрация: 6-07-08
Из: Москва
Пользователь №: 38 765



Всем день добрый!

Суть вопроса: запуск ДВС с помощью бесколлекторного электродвигателя (БЭД).

Теперь обо всем по порядку...

Проблема №1 - ДВС будет установлен на сверхлегком самолете. Отсюда следуют высокая надежность и требуемый малый вес всей конструкции. Поэтому, решено посадить БЭД непосредственно на вал ДВС. ДВС мощностью 11.2 л.с, бензиновый. Степень сжатия 7.8. Какие-нибудь редукторы для увеличения крутящего момента БЭД не допустимы (проблема №2).

Проблема №2. При установке БЭД непосредственно на вал ДВС появляется возможность использовать БЭД в качестве генератора. Важно использовать эту возможность!!!

Проблема №3. Использование датчиков положения ротора БЭД крайне не желательно, да и нет таких датчиков в авиамодельных БЭД. Как контролировать положение ротора БЭД? Как контролировать "опрокидывание" ротора БЭД?

Предполагаемое решение проблемы: использовать маятниковый режим раскрутки вала ДВС (периодическое изменение направления вращения вала ДВС с постоянной раскачкой вала до момента прохождения поршня верхней точки) используя инерцию вращения воздушного винта.

Прикрепленные фотографии: БЭД и макет силовой установки для отладки электронной части стартера/генератора (БЭД от CD-ROM`а, пружина - имитация упругого хода поршня ДВС (регулировкой натяжения пружины регулирую степень сжатия ДВС), деревянная планка - имитация воздушного винта).

Всем огромное спасибо за желание помочь!!!!


Собственно сам ДВС

DLA-111 Spec.
Performance: 11.2hp @ 7500rpm
Idle: 1400rpm
Thrust: 25.8kg @ 100mtr / 28.3kg @ 1800mtr (Above sea level)
Suggested prop: 26x10, 27x10, 28x10
Spark Plug: NGK CM6
Bore/Stroke: 45.1 x 35mm
Compression: 7.8:1
Fuel: 2C Regular Gas mixed 30:1(break-in) - 45:1(Regular/Sport flying)
CDI Electronic Ignition.
Carburettor

Сообщение отредактировал Rostislav - Jul 25 2010, 10:30
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение

 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
artur_off
сообщение Jul 26 2010, 18:06
Сообщение #2


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 118
Регистрация: 24-05-08
Из: Odessa
Пользователь №: 37 784



Можно контролировать положение ротора с помощью обратной ЭДС, правда на низких скоростях вращения это довольно затруднительно, так как ЭДС зависит от скорости вращения.

Для запуска двигателя используется предопределенный набор коммутаций обмоток, а как только обнаружился устойчивый сигнал обратной ЭДС, можно переключать двигатель на режим самосинхронизации.


--------------------
 Big time. 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Microwatt
сообщение Jul 26 2010, 23:43
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802



В АН-2 проблему полвека назад решили.
Стартер маломощный сначала раскручивал маховичок, потом все это сцеплялось с двигателем. Там аккумулятор - всего 14 амперчасов, кажется.
А движок за 1000л.с запускал.
Ну и генератором будет работать напрямую с валом ДВС.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Guest_@Ark_*
сообщение Jul 27 2010, 00:50
Сообщение #4





Guests






Есть еще один способ. Используется при запуске мощных дизелей, на сколько мне известно.
Только для него ДВС, что указан, придется дорабатывать - установить по небольшому клапану на
каждый цилиндр... Суть метода в том, что перед стартовой раскруткой коленвала, открываются и
оставляются в открытом положении клапана во всех цилиндрах. В дизелях есть специальный
механизм для этого. Отсутствие компрессии обеспечивает очень легкое прокучивание вала.
Когда достигнута достаточная скорость вращения, клапана закрываются (точнее, переводятся
в нормальный рабочий режим). За счет накопленной в маховике кинетической энергии происходит
запуск двигателя... В таком варианте, можно будет обойтись без редуктора и без "сцепляющего"
механизма на валу...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rostislav
сообщение Jul 27 2010, 07:24
Сообщение #5


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 127
Регистрация: 6-07-08
Из: Москва
Пользователь №: 38 765



Цитата(artur_off @ Jul 26 2010, 22:06) *
Можно контролировать положение ротора с помощью обратной ЭДС, правда на низких скоростях вращения это довольно затруднительно, так как ЭДС зависит от скорости вращения.

Для запуска двигателя используется предопределенный набор коммутаций обмоток, а как только обнаружился устойчивый сигнал обратной ЭДС, можно переключать двигатель на режим самосинхронизации.


Я именно так и расчитывал сделать. На днях займусь. Думаю сделать так: повернуть вал до упора, затем крутануть в обратную сторону (но уже с контролем ЭДС свободной обмотки), и когда амплитуда ЭДС в свободной обмотке уменьшится до определенного значения (что будет означать торможение вала) дать возможность довернуть валу до упора по инерции. При обратном ходе вала (но не сразу) синхронизироваться с ЭДС любой обмотки и повторить весь цикл заново. Здесь будет важно снять ток незадолго до торможения и дать немного спустя на обратном ходу.

Здесь сразу возникает одна проблема: запуск в воздухе. Начальная компрессия будет больше нуля (винт будет стремится провернуться от набегающего потока воздуха) и положение винта буде другим. Будет ли работать один и тот же алгоритм раскрутки в этих двух случаях? Вылезти на крыло и крутануть винт вручную у меня не будет возможности. biggrin.gif

Спасибо за помощь!!!! beer.gif

Цитата(Microwatt @ Jul 27 2010, 03:43) *
В АН-2 проблему полвека назад решили.
Стартер маломощный сначала раскручивал маховичок, потом все это сцеплялось с двигателем. Там аккумулятор - всего 14 амперчасов, кажется.
А движок за 1000л.с запускал.
Ну и генератором будет работать напрямую с валом ДВС.


Идея то хорошая... Я об этом то же думал... но взлетный вес всего в районе 180 кг. А двигателей два. Значит, два маховика + два автомата сцепления... Думаю, с таким грузом я не взлечу. laughing.gif А ведь еще будет маховик авиагоризонта... В общем, пока не уперся рогом, буду раскручивать свою идею, а там посмотрим.

З.Ы. Интересно, на АН-2 сцепление из титана сделано? Какой же там механический удар должен быть при массивных как там агрегатах?

Спасибо за совет!!!

Цитата(@Ark @ Jul 27 2010, 04:50) *
Есть еще один способ. Используется при запуске мощных дизелей, на сколько мне известно.


То же вариант хороший. Действительно, с выкрученой свечей зажигания вал крутится на ура. wink.gif Но пилить ДВС пока не буду. Не хочу снижать надежность. Наоборот, хочу увеличить.. Такие ДВС как правило имеют особенность расстраиваться в зависимости от приработки и внешних условий эксплуатации. Поэтому, хочу сделать систему контроля оборотов и при снижении меньше холостых, сервомашинкой (а лучше двумя дублирующими друг-друга) увеличивать газ и автоматически раскручивать ДВС электродвигателем, чтобы исключить останов ДВС в воздухе. От части, это еще и заменит дублирование зажигания.




Всем спасибо за идеи!!!!

Сообщение отредактировал Rostislav - Jul 27 2010, 07:44
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Guest_@Ark_*
сообщение Jul 27 2010, 08:05
Сообщение #6





Guests






Цитата
То же вариант хороший. Действительно, с выкрученой свечей зажигания вал крутится на ура.

Вы эту идею не "хороните" раньше времени. wink.gif Пилить ДВС совсем не обязательно - достаточно доработать
или разработать свечи специальной конструкции. Но конструкция должна быть очень надежной! Давление
знаете какое в цилиндрах... В идеале, если движок остановиться в полете, можно будет обойтись вообще без
стартера - раскрутить за счет набегающего на винт потока воздуха. Так что, думайте...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
artur_off
сообщение Jul 27 2010, 08:11
Сообщение #7


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 118
Регистрация: 24-05-08
Из: Odessa
Пользователь №: 37 784



ЭДС будет иметь форму синусоиды амплитуда и частота которой зависит от скорости вращения ротора, поэтому контролируя уровень ЭДС на одной свободной обмотке выяснить тормозится, раскручивается или скорость вращения его постоянна будет довольно затруднительно.

Алгоритм для запуска будет работать в не зависимости от того, в каком положении будет находится ротор.

В аттаче есть кое-какие файлы.
Sensorless_control - схема детекции обратной ЭДС
Остальное апноуты от Atmel по управлению BLDC двигателями с помощью обратной ЭДС.

P.S. А идея @Ark как по мне вполне осуществима.
Например свечи с электромагнитными клапанами, правда жарковато электромагнитикам будет smile.gif

To Rostislav на второй и третьей картинке это вы не привод для дисков оперировали?)
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  Sensorless_control.pdf ( 46.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 71
Прикрепленный файл  AN447_BLDC____________.pdf ( 731.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 65
Прикрепленный файл  AVR447.pdf ( 453.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 42
Прикрепленный файл  AVR172.pdf ( 386.69 килобайт ) Кол-во скачиваний: 53
 


--------------------
 Big time. 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
stells
сообщение Jul 27 2010, 08:33
Сообщение #8


внештатный сотрудник
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401



идея выкинуть распредвал и всю систему ГРМ и поставить электромагнитные клапана наверняка многим приходила в голову, но почему-то до сих пор не реализована. видимо сложности все-таки есть
Go to the top of the page
 
+Quote Post
artur_off
сообщение Jul 27 2010, 08:36
Сообщение #9


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 118
Регистрация: 24-05-08
Из: Odessa
Пользователь №: 37 784



Цитата(stells @ Jul 27 2010, 11:33) *
идея выкинуть распредвал и всю систему ГРМ и поставить электромагнитные клапана наверняка многим приходила в голову, но почему-то до сих пор не реализована. видимо сложности все-таки есть

Так вроде европейские автомобилесторители давно перешли на электромагнитные клапана.




--------------------
 Big time. 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Guest_@Ark_*
сообщение Jul 27 2010, 08:58
Сообщение #10





Guests






Цитата
идея выкинуть распредвал и всю систему ГРМ и поставить электромагнитные клапана наверняка многим приходила в голову

В данном ДВС клапанов нет совсем, если я не ошибаюсь. Следовательно и ГРМ.
Движок-то двухтактный, как в мототцикле...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rostislav
сообщение Jul 27 2010, 10:52
Сообщение #11


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 127
Регистрация: 6-07-08
Из: Москва
Пользователь №: 38 765



Цитата(artur_off @ Jul 27 2010, 12:11) *
ЭДС будет иметь форму синусоиды амплитуда и частота которой зависит от скорости вращения ротора, поэтому контролируя уровень ЭДС на одной свободной обмотке выяснить тормозится, раскручивается или скорость вращения его постоянна будет довольно затруднительно.

Алгоритм для запуска будет работать в не зависимости от того, в каком положении будет находится ротор.

P.S. А идея @Ark как по мне вполне осуществима.
Например свечи с электромагнитными клапанами, правда жарковато электромагнитикам будет smile.gif

To Rostislav на второй и третьей картинке это вы не привод для дисков оперировали?)


Угу.. Его... Привод... rolleyes.gif

За PDF`фы огромное спасибо!!! Ща смотрю... Сегодня попробую запустить макет...

Идея с электромагнитными клапанами то же хорошая. Но, думаю, снизит степень компрессии. Ведь при установке клапана появится (конструктивно) дополнительный объем, который будет уменьшать степень сжатия.

Цитата(@Ark @ Jul 27 2010, 12:58) *
В данном ДВС клапанов нет совсем, если я не ошибаюсь. Следовательно и ГРМ.
Движок-то двухтактный, как в мототцикле...


Это точно smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
stells
сообщение Jul 27 2010, 11:15
Сообщение #12


внештатный сотрудник
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 458
Регистрация: 10-05-08
Из: МО, Медвежьи озера
Пользователь №: 37 401



Цитата(artur_off @ Jul 27 2010, 12:36) *
Так вроде европейские автомобилесторители давно перешли на электромагнитные клапана.

да? может я не в курсе, где именно это реализовано, приведите ссылки
Цитата(@Ark @ Jul 27 2010, 12:58) *
В данном ДВС клапанов нет совсем, если я не ошибаюсь. Следовательно и ГРМ.
Движок-то двухтактный, как в мототцикле...

я в том смысле, что Вы предлагаете фактически ввести в конструкцию электромагнитные клапана
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rostislav
сообщение Jul 27 2010, 11:51
Сообщение #13


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 127
Регистрация: 6-07-08
Из: Москва
Пользователь №: 38 765



PDF изучил, ни чего не понял... wacko.gif

Там говорится об угле опережения. Это понятно.. Но это для равноускоренного вращения вала двигателя. А если вращение с замедлением?

Теперь о детектировании положения. На рисунке я указал время t1 и t2. На сколько я понимаю, обычно ловят компаратором момент перехода ЭДС свободной обмотки через 0, и предполагают, что t1 примерно = t2. В моем случае, в конце отрезка времени t1, вал двигателя может начать вращаться в обратную сторону. Как раз это, как я понимаю, и есть случай "опрокидывания" ротора двигателя, а времена t1 и t2 могут отличаться очень серьезно и предугадать момент переключения обмоток будет очень сложно. Говорить тут об опережении вообще нельзя..

Алгоритмы указанные в PDF скорее всего работают после выхода вала двигателя на определенные обороты, когда вращение более равномерное. При раскрутке (малых оборотах) обмотки переключают по таблице. В моем случае табличное управления на малых оборотах не подходит. Вал сильно тормозится поршнем ДВС.

Чё делать? help.gif А?

Сообщение отредактировал Rostislav - Jul 27 2010, 12:07
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  ______________________.bmp ( 773.08 килобайт ) Кол-во скачиваний: 22
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Guest_@Ark_*
сообщение Jul 27 2010, 12:10
Сообщение #14





Guests






Цитата
Чё делать?

Поставить энкодер, непосредственно на вал ДВС и электродвигателя.
Он упростит задачу управления бесколлекторником, а за одно и системой зажигания...
Ничего он не будет весить на фоне веса вашего движка... wink.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Rostislav
сообщение Jul 27 2010, 12:28
Сообщение #15


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 127
Регистрация: 6-07-08
Из: Москва
Пользователь №: 38 765



Цитата(@Ark @ Jul 27 2010, 16:10) *
Поставить энкодер, непосредственно на вал ДВС и электродвигателя.
Он упростит задачу управления бесколлекторником, а за одно и системой зажигания...
Ничего он не будет весить на фоне веса вашего движка... wink.gif


Ok... Будет вариантом решения задачи №2.
Об энкодере я думал. Энкодер дает максимум информации о статике, а вот обмотка - о динамике вращения. В данном случае иформация со свободной обмотки даже полезнее. Можно будет определить ускорение вращения вала и подстроится под него... Но как? Пока не придумал, думаю...

Кстати, абсолютный угол вала прикинуть можно и без энкодера. В моем случае в начальный момент времени угол =0. Кол-во обмоток в БЭД`е (на фотографии) - 9. Угол между ними 360 / 9 = 40 град. Следовательно, уже можно определить (правда, только на земле) момент включения зажигания и не допустить вращения вала ДВС в противоположную сторону.

Сообщение отредактировал Rostislav - Jul 27 2010, 12:34
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V   1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 21st July 2025 - 21:32
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01507 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016