Для удобства пользования форумом и поиска информации прошу придерживаться правила: 1 тема = 1 вопрос.
К примеру, если обсуждается настройка передатчика, а у вас вопрос про подключение такого же передатчика к симулятору или вопрос про другую модель передатчика - создавайте новую тему. Если вы новичок в авиамоделизме, рекомендуется прочитать статью Новичку и ссылки с нее.
Исключение только в разделе Вопросы и обсуждения по статьям
Как выложить фото, Как опубликовать видео
С уважением,
Константин.
- Начало
- » Авиационный моделизм
- » Винты и моторы
- » KV (оборотов на вольт) - кто знает...
KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Понятно, что KV это оборотов на вольт, но само словосочетание "оборотов на вольт" это сравни со словосочетанием, применительно к лампочке: "света на ампер" или "света на вольт", то есть некий странный параметр, так например, опять же применительно к лампочке правильной характеристикой будет "света на ватт", по этому хотелось бы получить пояснение от знающих людей что же такое KV и как получаются с виду совершенно одинаковые моторы но с разным KV.
Замечу, что обороты бесколлекторного двигателя (по сути синхронного двигателя) не зависят от вольт подведённого к нему напряжения, они зависят от частоты импульсов поступающих на обмотки двигателя (например бесколлекторник от жесткого диска, который там блины крутит на 7200 об/мин, можно без проблем раскрутить до 20000 об/мин или наоборот, всего до 200 об/мин).
Исходя из того, что обороты бесколлекторного двигателя не зависят от напряжения, а зависят только от частоты, могу предположить, что KV это параметр косвенно отражающий индуктивность обмоток, и чем KV больше, тем индуктивность ниже, ведь если мы будем повышать частоту (обороты), то при большой индуктивности в какой то момент мы начнём терять мощность двигателя, так как реактивное сопротивление обмоток (катушек большой индуктивности) станет высоким, выше чем то, которое позволит протекать нужному для заданной мощности току от источника с определённым напряжением.
Так ли это?
Или может KV это параметр связанный с верхней граничной частотой для железа на котором намотаны обмотки двигателя (толщина пластин, марка стали)?
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Вы всё правильно написали. Всё-всё. Кроме одного.
Замечу, что обороты бесколлекторного двигателя (по сути синхронного двигателя) не зависят от вольт подведённого к нему напряжения...
Если под оборотами вы имеете ввиду скорость вращения, то опосредованно, но зависят, определяясь таки в неком соответствии с характеристикой KV.
...они зависят от частоты импульсов поступающих на обмотки двигателя
Верно, но как раз частота импульсов зависит от напряжения, подаваемого на обмотки мотора.
Обмотки поочерёдно играют не только силовую роль, но и роль датчиков, по импульсам от обратной эдс с которых контроллер (регуль) понимает, пора ли подавать (или прерывать) следующий силовой импульс на следующую обмотку.
Напряжение же, подаваемое на обмотку, определяет силу тока в ней, и, следовательно, силу, равнодействующую на магнит, который создаёт максимальное магнитное поле для этой обмотки, а значит и скорость (ускорение) перемещения их относительно друг друга.
Таким образом, чем больше напряжение, подаваемое на обмотки - тем больше скорость вращения ротора и частота импульсов.
Также нужно учитывать, что KV - это теоретическое значение для мотора с определённым количеством магнитов, обмоток, толщине провода и витков в них, но что не менее важно - при нулевом сопротивлении вращению. То есть если на мотор прикрутить пропеллер, то зависимость частоты вращения от напряжения будет заметно более пологой, а возможно и нелинейной.
И, если не ошибаюсь, об/мин·В, а не просто оборотов на вольт.
Я мог что-то и напутать, но как-то так. Кстати, кто-нибудь желает подробно и грамотно описать эту тему (и не только эту) в
Напоминаю, что благодарность за это, кроме очевидной от сообщества, может носить и вполне материальный характер.
- manych
- Макс
- 1546 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Согласен, думаю эта тема описанная грамотно была бы очень полезна.
manych написал(а):
И, если не ошибаюсь, об/мин·В, а не просто оборотов на вольт.
Понятно, что когда я писал: "оборотов на ..." подразумевалось: "оборотов в минуту на ...".
Хотя даже такое сокращение уже может запутать основательно, люди могут подумать, что приложил к движку 1 вольт, он сделал один оборот. Смешно конечно, но не все же понимают, что бесколлекторный двигатель это синхронная машина переменного тока и принцип работы синхронной машины.
manych написал(а):
обмоток, толщине провода и витков в них
По сути это и задаёт такой параметр как индуктивность. Видимо я не далёк от истины.
Если у кого то есть данные по числу витков провода и проводу на одинаковые движки (габариты, число полюсов (магнитов)) но с разным KV, то аналитически можно понять что есть KV весьма точно. А ещё лучше, может у кого есть данные по индуктивности обмоток и типе стали применяемой в двигателях?
Но в общем, уже понятно, что такое KV.
manych написал(а):
Обмотки поочерёдно играют не только силовую роль, но и роль датчиков, по импульсам от обратной эдс с которых контроллер (регуль) понимает, пора ли подавать (или прерывать) следующий силовой импульс на следующую обмотку.
Не совсем так.
Регулятор в части частоты импульсов руководствуется поступающим на его вход управляющим сигналом (ШИМ или i2c или другим), согласно ему вырабатывается некая частота, в случае с ШИМ тем большая, чем шире длительность импульса, сигналы с обмоток служат информацией о том, в какие моменты (сколько пропусков сделать прежде чем) подавать импульсы на двигатель (если ключ в регуляторе разорвёт ток на пике или в иной произвольный момент, то возникнет огромная ЭДС самоиндукции которая мгновенно пробьёт ключи и из них выйдет синий магический дым).
Проще говоря - импульсы с обмоток служат для синхронизации процесса в целом, хотя частота процесса определана входным сигналом регулятора.
И в тему - движки могут плохо работать при длинных проводах и даже убить регулятор, именно по причине того, что сигналы обратной связи будут искажены импульсными помехами (с другого регулятора, двигателя, или иными, коих хватает в наших городах).
Если же использовать только импульсы с обмоток, не руководствуясь входным сигналом, то частота будет только увеличиваться, пока не наступит момент, что частота станет настолько высока, что индуктивность обмоток будет иметь столь большое реактивное сопротивление при том что железо просто не будет успевать перемагничиваться, что мощности двигателя не хватит для преодаления сил трения в подшипниках и о воздух. Правда для такого опыта не подойдет обычный регулятор, про причине его упрощённой схемы (не расчитаны они повышать частоту до больших величин, т.е. хотя бы до 50кГц, для них 5-10кГц максимум, далее не "вывезут" перезаряжать затворы ключевых MOSFET).
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Тема интересная, тоже хотелось бы многое понять)
что же такое KV и как получаются с виду совершенно одинаковые моторы но с разным KV.
На истину не претендую) Получается чем меньше обмотка (витков), тем меньше противоЭДС, создающее сопротивление. Очень грубо говоря есть некая нагрузка, которая не дает раскручиваться бесконечно. Т.е. вроде верно что вы говорите:
что KV это параметр косвенно отражающий индуктивность обмоток, и чем KV больше, тем индуктивность ниже, ведь если мы будем повышать частоту (обороты), то при большой индуктивности в какой то
т.к. при уменьшении витков индуктивность меньше, сопротивление (механическое) тоже, врочем, как и крутящий момент.
Соответственно меньше обмотка - больше мощность, но только электрическая, крутящий момент по идее падает.
бесколлекторного двигателя не зависят от напряжения, а зависят только от частоты
Я не силен в электронике, но вроде бы зависит) .
широтно-импульсный модулятор (ШИМ), генерирующий ШИМ-сигнал по заданному значению управляющего напряжения. Основное достоинство ШИП (ШИМ) — высокий КПД его усилителей мощности, который достигается за счёт использования их исключительно в ключевом режиме. Это значительно уменьшает выделение тепловой мощности на силовом преобразователе (СП).
Еще как вы заметили правильно при том же количестве витков, КВ будет разным с разными парами магнитных полюсов, а так же с разными магнитами. С более толстыми, КВ будет меньше. Ну и КВ звисит от количества полюсов на статоре - чем больше зубов (при тех же магнитах, витках), градус поворота ротора на одно переключение обмотки будет меньше (так называемая магнитная редукция, хотя не редукция в чистом виде имхо, только в некоторых случаях). Я конечно могу и ошибаться)
- Vossax
- Сергей
- Ученик пилота
- 23 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Vossax написал(а):
Получается чем меньше обмотка (витков), тем меньше противоЭДС, создающее сопротивление.
Это процессы происходящие в динамике, а не встатике, по этому лично мне проще видеть это на примере сопротивления, реактивного сопротивления, а не ЭДС и противо-ЭДС.
Сопротивление его хоть понять проще, формула проще:
ТОК = НАПРЯЖЕНИЕ / СОПРОТИВЛЕНИЕ
ну и мощность почему падает при большем сопротивлении понять проще, формула то опять же простая:
МОЩНОСТЬ = ТОК * НАПРЯЖЕНИЕ
Ну а как проще понять, так и пишу.
Vossax написал(а):
Основное достоинство ШИП (ШИМ) — высокий КПД его усилителей мощности, который достигается за счёт использования их исключительно в ключевом режиме.
ШИМ к KV не имеет никакого отношения, да и в обычных регуляторах никак не использован в части мотора (это очевидно из схемы - перед затворами транзисторов с выхода микроконтроллера нет драйверов, а без них частота выше 10...30кГц и транзисторы нагреются до синего магического дыма (затворы не сможет чахлый МК перезаряжать)). Думаю не нужно всё сваливать в кучу.
Про число зубов, магнитов, всё верно.
KV явно взаимосвязан и с числом зубов и с числом витков на зубах.
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
ШИМ к KV не имеет никакого отношения, да и в обычных регуляторах
Вообще то я процитировал и ответил, так что там шим играет, если брать чисто КВ, то вряд ли, хотя в процессе участвует)
а зависят только от частоты
И все же это не ассинхронный, хотя и не синхронный двигатеь в чистом виде. И насколько мне известно не переменного тока, а постоянного, поэтому и принцып регулирования другой, не частотой напряжения, а напряжением и взамосвязным параметром - частотой. Вроде бы так. Хотя это опять отдаление от темы, согласен.
Это процессы происходящие в динамике, а не встатике
Можно чуть поподробней? Не совсем понял)
- Vossax
- Сергей
- Ученик пилота
- 23 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Vossax написал(а):
поэтому и принцып регулирования другой, не частотой напряжения, а напряжением и взамосвязным параметром - частотой.
Регулятор (ESC) не может имзменять напряжение на моторе.
На регулятор поступает напряжение с батареи, например 11 вольт, вот все 11 вольт он и либо пропускает либо не пропускает на те или иные обмотки мотора в те или иные периоды времени.
Vossax написал(а):
И насколько мне известно не переменного тока, а постоянного
Да, постоянного, пульсирующего постоянного. От просто постоянного работает только коллекторный двигатель, если же на бесколлекторник подать постоянное напряжение то будет 1 рывок роторов на несколько градусов (зависит от числа фаз и полюсов) и далее будет лишь много дыма и испорченный мотор. Собственно регулятор и занимается тем. что делает из постоянного тока батареи пульсирующий (чуть позже я статейку напишу про измерение числа оборотов бесколлекторников не используя специальных приборов, только компьютер, куски проводов и может MP3 плеер с диктофоном, в статейке будут скриншоты осцилограмм напряжений).
На на счёт динамических процессов - это специально, что бы людей путать и они ничего не понимали, в учебниках физики пишут про ЭДС и противо-ЭДС (ЭДС самоиндукции). Эти процессы вообще только в динамике есть, в статике их нет, ну то есть если ток чисто постоянный то нет никакой противо-ЭДС, да и ЭДС то нет, есть магнитное поле и есть ток, а Движущая Сила это вообще чисто динамическое понятие по определению. Ну да ладно, не буду лезть в дебри моего мозга и моего видения мира, оно отличается от учебников физики, потому что я понял как работают электромоторы и магниты до того как учебник прочитал.
Как бы там ни было прицнип такой:
при условии равного напряжения подводимого к катушкам с разным числом витков,
чем больше витков на катушке, тем с большей мощностью на меньшей частоте можно дёргать ей,
чем меньше витков на катушке, тем с большей мощностью на большей частоте можно дёргать ей.
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Увы, не получается задуманное - замер оборотов простыми средствами (кусок провода, канцелярская скрепка и звуковая карта компьютера (думал получится сделать трансформатор тока)), как минимум требуются два постоянных резистора или один переменный. Тогда не буду писать статью
Тем не менее, брошу сюда осциллограму с одной из фаз, на половинных оборотах двигателя:
не трудно заметить (1 клетка по вертикали 5 вольт), что напряжение там полное (полностью заряженный 3S), никакого ШИМ нет (иголки между импульсами это помехи с других фаз). На малых оборотах, там картина чуть сложнее, контроллер делает пропуски в подаче напряжения на фазу, но опять же никакого ШИМ.
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Регулятор (ESC) не может имзменять напряжение на моторе.
На регулятор поступает напряжение с батареи, например 11 вольт, вот все 11 вольт он и либо пропускает либо не пропускает на те или иные обмотки мотора в те или иные периоды времени.
Я честно говоря от электроники далек и сам поначалу думал о таком принцыпе, но если даже логически (точней проверенно практически) подумать: любой мотор имеет расчетное рабочее напряжение (ток и т.д. в конечном итоге конечно мощьность), допустим это 7.4 в. Тогда почему мотор не греется и не горит если мы к нему подключаем батарею 4-5s, но даем лишь 5-10% газа и он нормально работает? Или все же это зависит от рабочей (расчетной) мощности двигателя?
За осцилограмму спасибо, познавательно) Хотя разным (звуковокартовым) осцилографом не доверяю, но есть возможность замерить натуральным, только если бы обяснить, как мерить)
Вот тут интересно почитать:
- Vossax
- Сергей
- Ученик пилота
- 23 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Скриншот с экрана настоящего цифрового осциллографа с полосой пропускания 100МГц, а не со звуковой карты и тому подобных прилад.
Vossax написал(а):
любой мотор имеет расчетное рабочее напряжение (ток и т.д. в конечном итоге конечно мощьность), допустим это 7.4 в. Тогда почему мотор не греется и не горит если мы к нему подключаем батарею 4-5s, но даем лишь 5-10% газа и он нормально работает?
Вот тут важно понимать, что всё происходит в динамике, то есть очень важен параметр "время".
Если мотор расчитанный на 4S ты подключишь напрямую к батарее даже 2S то из него пойдёт черный дым, батарейка тоже загориться. Легко проверить, если есть лишний мотор и батарейка.
Почему так произойдёт: если подать напряжение на мотор, то его обмотка спустя некоторое короткое время (тысячные доли секунды) перестанет работать как индуктивность (магнитное поле станет максимальным) и далее будет работать просто как кусок провода, сопротивление которого доли ом (миллиомы, в даташитах на моторы его пишут), ну а даже есть её сопротивление 0.1 Ом, то по закону ома получится, что через неё станет протекать ток, величиной: 7.4 / 0.1 = 74 ампера и в тепло выделиться мощность 74 * 7.4 = 547.6 ватт, что и приведёт к дыму и пожару.
Регулятор же подат на мотор напряжение на короткие промежутки времени, на столь короткие, что ток в обмотке не успевает дойти до максимума, это контролируется в регуляторе, а что бы рулить "газом" то есть оборотами, регулятор по сути рулит временем после каждой подачи напряжения до следующей подачи, но синхронизирует этот процесс с самим мотором (что бы невзначай в противофазе не подать напряжение, то есть не разогнать а тормознуть). Если бы регулятор постоянно молотил импульсы лишь синхронизируясь с мотором, то мотор бы постоянно разгонялся (выше я писал об этом).
Поясню по другому, может так понятней выйдет:
мы дали 10% газа - регулятор даёт импульс на обмотку, мысленно считает раз-два-три-четыре-пять и подаёт напряжение на следующую обмотку и всё по кругу, опять раз-два-три-четыре-пять ...
мы дали 50% газа - регулятор даёт импульс на обмотку, мысленно считает раз-два-три и подаёт напряжение на следующую обмотку ...
мы дали 90% газа - регулятор даёт импульс на обмотку, мысленно считает раз и подаёт напряжение на следующую обмотку ...
мы дали 100% газа - регулятор даёт импульс на обмотку, не тупит и сразу подаёт напряжение на следующую обмотку ...
кроме того, что регулятор считает "раз-два-три-четыре-пять" перед тем как подать напряжение на следующую обмотку он ещё и смотрит, всё ли в порядке, магнит дошел ли до зуба так, что бы импульс затянул его, если нет, то ждёт когда дойдёт и пихает импульс.
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Дмитрий, спасибо, что поддерживаете тему) В итоге все же обороты регулируются напряжением, по факту правильно как вы говорите (пики полного напряжения). В этом жеи есть принцып регулирования напряжения с помощью ШИМ,т.е. длительностью импульса в рамках частоты (вроде бы правильно?)
Вот к примеру регуятор на 4 банки. Мы подключаем 2 банки, даем полный газ, обороты к примеру 10 тыс. Подключаем 4 банки , обороты 18 тыс (к примеру)
А так вроде все верно, получается частота переключения, грубо говоря связанна частотой ШИМ,т.е. частота постоянна,
Но все же хотелось бы еще кое-что уточнить. А конкретно, отношение ШИМ к максимальным оборотам. Вижу небольшое противоречие допустим в этом:
Например, имеем регулятор с частотой ШИМ 8 кГц, и двигатель с 14 магнитами.
Максимальная теоретически возможная частота вращения вала двигателя будет:
VQ/6/(N/2)*60);
Q — частота ШИМ в герцах
6 — количество коммутаций за один электрический оборот
N — количество магнитов
60 — количество секунд в минуте
V(8000/6/(14/2))*60) = 11428 об/мин.
Выдержка отсюда:
И тем что, есть регуляторы с частотой 8 кгц, но с оборотами гораздо выше, к примеру у меня первый 210 тыс (2 полюса) и второй,300 тыс (2 полюса) .
Это все из инструкций, я сам не мерил честно говоря)
По теории маскимальное чисо оборотов при 8 кгц = 80 тыс. об.
Или все же в регуляторах не полностью указывают данные ? Т.е. реальные частоты. 24 и 32 кгц примерно? Или врут про обороты? Но в хобийных регуляторах врое только 8.
- Vossax
- Сергей
- Ученик пилота
- 23 Сообщений
-
Re: KV (оборотов на вольт) - кто знает подробности по этому параметру?
Смайлики в формулах не гуд. Может стоит отключать галку смайликов для постов с формулами?
Про ШИМ.
Вы несколько не верно понимаете саму природу ШИМ,
ШИМ - это когда частота постоянна, а рулим только длительностью.
Вот в управлении (приёмопередатчик) это ШИМ, а в регуляторе мотора это просто "подача импульсов синхронизированная с механической частью мотора, управляемая по частоте управляющим сигналом" (уж простите за тафталогию).
Вообще я не исключаю, что ШИМ может иметь место быть в некоторых регуляторах, какого ни будь "СимонК", но явно не в том, что у меня, у него схема не позволит, там уже на средних оборотах контроллер еле еле успевает затворы транзисторов ключей перезаряжать (ниже про форму сигнала пишу).
На счёт напряжения на обмотке - напряженние на обмотке двигателя как только открылся ключ сразу максимальное.
Обмотка индуктивность, а индуктивность старается не дать измениться току в угоду изменениям напряжения (ёмкость наоброт работает, держит напряжение, а ток уж какой получится). Если за ключиком повесть безиндуктивную ёмкость, то будем при открытии ключика иметь максимальный ток через ключик и плавно возрастающее напряжение на ёмкости, если за ключиком повесить индуктивность то на момент открытия ключика будем иметь на его выходе сразу максимальное напряжение и плавно возрастающий через него ток (по мере раскрутки магнитного поля вокруг катушки).
Но это в идеале.
В реали, как на осциллограмме, всё плохо, затвор ключа в моём регуляторе не успевает зарядиться и имеем плавное уменьшение сопротивление ключика и плавное увеличение напряжения, в итоге импульсы вида не:
__|'''''''|__|'''''''|__
а вида трапеции:
__/'''''\__/'''''\__
что несомненно обязано привести к разогреву ключей регулятора.
На счёт 8кГц.
Вероятно здесь речь о частоте контроля, той самой с которой контроллер считает "раз-два-три-четыре..." между тем как подавать импульсы (см. моё сообщение выше с пояснением работы регулятора).
Что это будет в числе оборотов?
Возьмём для 14 магнитов и частоты 8000Гц (8кГц), значит на один физический оборот ротора потребуется 7 электрических оборотов (14/2=7 (откуда у вас цифра 6 не понятно)), что бы сделать 1 электрический оборот надо скоммутировать 3 фазы, таким образом максимальные обороты:
8000 / (7*3) * 60 = 22857 округлённо.
Если двигатель имеет 2 полюса, то один электрический оборот равен физическому и тогда:
8000 / (1*3) * 60 = 160000.
Но любой дрянной микроконтроллер работает на тактовой частоте минимум 1МГц, а если в нормальном режиме то 8 или 9 или 16 МГц, берём тиню 13, которая молотит на 9,6МГц, для неё не проблема вести обсчёт такой простой математики как в регуляторе с частотой и 50кГц, думаю по этому в регуляторах и есть настройка этой самой частоты. У меня у регуляторов это вроде как называется "Timing setting" и имеет положения "Low/Medium/High" (настраивается переводя регулятор в режим программирования и потом с газульки, соответственно).
- USMZA
- Дмитрий
- Ученик пилота
- 83 Сообщений
-
- Начало
- » Авиационный моделизм
- » Винты и моторы
- » KV (оборотов на вольт) - кто знает...
Информация
- Статистика форума:
- Всего тем:
- 9948
- Всего опросов:
- 79
- Всего сообщений:
- 183174
- Сообщений на этой неделе:
- 31
- Пользователи форума:
- Всего пользователей:
- 10173
- Последним зарегистрировался:
- urus_vp
- Пользователи онлайн:
- 0
- Гостей онлайн:
- 1046
- Самые активные пользователи:
- konst, carpenter, kompmen, cnyx, Dragony, maks_dg, Goby, Student, alldn, nikolaypet
- Онлайн:
- Нет пользователей онлайн