Питание низковольтных моторов

[Gematogen]

А для 3,7 В движка надо ставить максимум не 40%, а 28%.
Если декодер в защиту не уйдёт, нормально должно работать.
Только кто знает, шаги скорости пропорционально уменьшатся или нет?

[gidra]

По поводу факторов выхода из строя забыли самый главный- коллекторный узел.. Ему, бедняге, итак нелегко приходится.. А увеличение напряжения ещё больше ухудшает условия коммутации, изнашивая его гораздо быстрее. Как крайний случай- дугу на коллекторе можно получить с соответствующими последствиями..

По поводу что регулирует напряжение, приложенное к двигателю- скорость вращения, но никак не среднюю мощность... Вообще, говоря о эд чаще пользуются понятием момента, а не мощности. Дак вот, величина напряжения ограничивает максимальный момент, который двигатель способен развить, но не регулирует его. При постоянной статической нагрузке момент двигателя на установившихся режмиах вообще будет постоянным, не зависимо от приложенного напряжения ( ну, понятно, начиная с некоторого минимального значения напряжения, при котором двигатель способен будет сдвинуть эту нагрузку), а изменяться момент (и ток якоря, которому момент пропорционален), будет только во время разгонов и торможений при изменениях напряжения.
Если напряжение подаётся ввиде шим, то пульсации тока при одинаковых частотах модуляции с ростом величины напряжения, прикладываемого во время включенного состояния ключей ,конечно будут больше, но при достаточно высокой частоте шим, которую сможет " переварить" конкретный двигатель, разница не будет сильно большой. А вот приложенное напряжение двигателем не фильтруется, если нет внешнего сглаживающего фильтра, поэтому с увеличением его получите повышенный износ коллектора и щёток...
И кроме того, в случае сбоев или по невнимательности всегда можно получить на двигателе не 28 процентов, а все сто.

[Gematogen]

Так каков вердикт по щёточному узлу?
Если 40% времени (скважность ШИМ) к двигателю приложено напряжение в 2,5 раза выше номинального, а остальное время он "отдыхает", щёточный узел сильно сократит свой ресурс?

[gidra]

На сколько- это вопрос на миллион...
Я думаю, каждый тип двигателя по своему, да ещё и от конкретного экземпляра будет зависеть...
 Вообще, вопросы надёжности и вероятности весьма сволочные.
К слову, у электромикровертолётов коллекторные движки вообще, расходный материал.

[Gematogen]

Я думаю, что должно получиться приемлемо как по управлению в цифре, так и по наработке на отказ.

[Gematogen]

Что бы закрыть тему (прежде всего для себя) провёл эксперимент по регистрации температуры при повышенном питании.
Эксперимент не претендует на научность. Нет статистически значимого количества измерений.
Взял один из моторов, закрепил на нём термодатчик от китайского терморегулятора, запитал всё хозяйство от регулируемого БП и гонял при разных напряжениях.
Шаг изменения - 0,5 В. На каждом шаге ждал, пока температура не перестанет расти.
Наблюдал интересный эффект. После достижения максимума температура часто заметно (на 0,4 - 0,8 градуса) снижалась.

В целом результат неожиданный.
Температура быстро начинает расти после 11 градусов литров вольт.
Для себя я принял критическим уровнем температуру 70 градусов и ожидал, что двигатель её достигнет при 8 - 9 вольтах.
Реально он достиг этой температуры примерно при 12,7 В.
Это означает, что двигатель должен выдерживать длительную эксплуатацию при аналоговом питании 12 В.
Второй вопрос - безопасность модели.
Для металла 65 - 70 градусов абсолютно безопасны.
Для пластмассы - скорее всего тоже, но нужны дополнительные испытания что бы точно быть уверенным, что не будет деформаций.
Для смолы - я бы не стал нагревать выше 50.

Касательно ресурса двигателя... На стоимость обычного локомотивного мотора исследуемых моторов с редукторами можно купить тридцать штук. Их можно просто менять. Кроме того, я сомневаюсь, что кто-то реально будет гонять модели при максимальном питании.

Для DCC всё вообще замечательно - можно регулировать максимальную скорость в широких пределах.
Для справки: при 12 В сила тока составила 150 мА.

Результаты эксперимента:

[gidra]

В этом эксперименте у Вас движок нагружен только на редуктор? Если это так, то, несмотря на то, что эксперимент сам по себе интересный, практической пользы от него не много... Редуктор хоть и создаёт некоторую нагрузку, но она в несколько раз меньше,чем та, при которой двигатель будет эксплуатироваться. Как  минимум, он же должен приводить в движение весьма нелёгкий локомотив, а ещё и н-ное количество вагонов. Соответственно, потребляемый ток возрастёт во столько же раз, а теплота пропорционально квадрату тока... И картина, в итоге, будет гораздо иная.
По поводу резкого роста температуры, начиная с некоторой точки- просто двигатель уже не может рассеивать большее количество теплоты в единицу времени и начинается внутренний перегрев. Соответственно, установив двигатель в корпус локомотива, теплосъём может чуть улучшится, если, например, будет хороший контакт с массивной металлической рамой с большой теплоёмкостью, а может и наоборот, ухудшится, ведь воздухом он уже не будет обдуваться, т.к. стоит в замкнутом объёме.
По уменьшению температуры в первое время после пуска тоже объяснимо: во время пуска двигателя в первое время, когда двигатель ещё неподвижен, протекает максимальный при данном приложенном напряжении ток.
Например, напряжение 12 В, а сопротивление обмоток 10 Ом (хота реальное сопротивление, полагаю, для низковольтных движков раза в два-три меньше, померьте, ради интереса) тогда ток равен 1,2 Ампера, т.е. практически на порядок больше того, что Вы меряете в установившемся режиме. По мере разгона ток будет пропорционально уменьшаться до установившегося значения. И хотя время разгона очень маленькое, тем не менее за это время двигатель успевает поднагреться.

[Gematogen]

эксперимент сам по себе интересный, практической пользы от него не много...

Я же сразу сказал, что не претендую на научность эксперимента.
Но вот насчёт пользы не соглашусь. В основном этот эксперимент продолжает рассказ о расплавившемся движке при максимуме скорости на декодере 40%. Я узнал, что этот движок не расплавится и при 100%. А остальные сами для себя про полезность решат.

Как  минимум, он же должен приводить в движение весьма нелёгкий локомотив, а ещё и н-ное количество вагонов.

Не факт. Скорее всего ему надо привести в движение ДГКУ или что-то ещё более мелкое.
А вот ухудшение охлаждения при установке в корпус меня и самого беспокоит.

По уменьшению температуры в первое время после пуска тоже объяснимо: во время пуска двигателя в первое время, когда двигатель ещё неподвижен, протекает максимальный при данном приложенном напряжении ток.

Не так уж и просто.

...гонял при разных напряжениях. Шаг изменения - 0,5 В. На каждом шаге ждал, пока температура не перестанет расти.

Между шагами двигатель не останавливался. Время прогрева достигало несколько минут. Тут о нагреве от пускового импульса речи не идёт.

[ailcat]

Например, напряжение 12 В, а сопротивление обмоток 10 Ом

Типовое сопротивление мелкого мотора 6 вольт - 17...23 Ома,
тигельного на 3,7 вольт - 6...13 Ом.
У "нормального" мотора для модели N - 25-40 Ом (Например, у мотора от BR118 - 29 Ом).
UPD:
О! "фигулька" d4х8 мм вообще отжигает: при провороте якоря сопротивление скачет между 2,3 и 56,2 Ом.
UPD2:
Бугогашечки для - вибротаблетка на 0,8 вольта: сопротивление меряется плохо (вибрировать начинает!!!), но китаеметр таки показывает 0,1...0,3 Ом :-)

[gidra]

Между шагами двигатель не останавливался. Время прогрева достигало несколько минут. Тут о нагреве от пускового импульса речи не идёт.

Я, признаться, думал, что на каждом шаге по напряжению Вы заново двигатель запускали, т.е. установили новое напряжение на бп, потом подали на двигатель... Тогда действительно, всё как то совсем не так..
А при установке нового напряжения на Вашем бп не проскакивает импульс большой амплитуды?
По поводу дрезины, всё равно нагрузка ощутимо больше, чем просто редуктор. А при эксперименте Вы гоняете двигатель в облегченном по току режиме, и нагрев не соответствует нагреву при эксплуатации.

[ailcat]

Gematogen,
нашел я ваш двигатель (точнее, тот, который стоит в мотор-редукторе B-5B - но размеры и фото и мотора, и редуктора с энкодером - бьются).
Типоразхмер - К30.
Длина 19 (по корпусу); диаметр 8, по шлицам 6; вал 0,8 торчит на 8 мм.
Напряжение номинальное - 3 вольта: ток ХХ - 0,03 А при 20000 об/мин; макс.эффективность - ток 0,29 А при 8000 об/мин; ток заторможенного ротора - 0,52 А (?).
Диапазон напряжений - 1...5 вольт. Сопротивление обмотки постоянному току - 17 Ом.  Рассеиваемая мощность - 1,2 Вт. Допустимая температура - 65 градусов.

Так что при питании от "Мультимауса" с его 18 вольтами - таки декодер имеет все шансы перегреть движку...

UPD:
на замену ему можно попробовать мотор J450 - он на напряжение 6 вольт, правда, более шустрый (обороты при 3 вольтах у обоих моторах совпадают, токи близки. Такое впечатление, что это просто вариант предыдущего, только из более термостойкого пластика)...
Типоразмер - К20.
Длина 14 (по корпусу); диамер 8, по шлицам 6; вал, правда, 1 мм и бывает длиной 4 и 6 мм.
Напряжение номинальное - 6 вольт, рабочее 4,5...7,2 вольт. Сопротивление обмотки постоянному току 21 Ом. Рассеиваемая мощность 1,2 Вт, но уже при 80 градусах.
При напряжении 7 вольт (?) параметры: ток ХХ - 0,07А при 34000 об/мин; макс. эффективность 0,36А при 18000 об/мин; ток заторможенного ротора - 0,66А.

UPD2:
Нашел, что в типоразмере К9 (диам. 7, по шлицам 5 мм, при длине 19 мм - возможно, встанет на место штатного в редукторе без заметного перепила) выпускаются моторы и на 9 вольт с рабочим диапазоном 6-18 вольт (сопротивление обмотки 27 Ом, рассеиваемая мощность 1,1 Вт, температура не указана. При 12 вольтах - ток ХХ 0,04А при 28000 об/мин, ток с заторможенным ротором 1,1А). Делает SianJeng corporation. На Али удалось найти только 3-вольтовую версию...


P.S.
Запилите уже нормальную мобильную версию форума!!! Никуда не годится - текст сообщения под микроскопом надо рассматривать, такст в окне ввода ответа - в треть экрана смартфона высотой... Бееееее...

[Gematogen]

На двигатель я давал ссылку.
Китайцы пишут, что диапазон то ли 3 - 5, то ли 3 - 6 В. Я поэтому и удивился.
На движке маркировка BFA1015 056QA71
Фактическая длина 16,2 мм. Вал 0,7 или 0,8, длина около 7 мм.

В параметрах самое важное - рассеиваемая мощность (1,2 Вт) и максимальная температура (65 градусов).
На ХХ такая мощность достигается при 12 В.
Под заметной нагрузкой (которую ДКГУ при всём желании не создаст) такая мощность достигается при 10В (на ХХ при таком напряжении мощность 0,8 Вт).

при эксперименте ... нагрев не соответствует нагреву при эксплуатации.

Безусловно.
Но как минимум, движок не сгорел при 12,5 В.
А я ожидал фатального перегрева при 9 В.
Для меня это существенно.

при питании от "Мультимауса" с его 18 вольтами - таки декодер имеет все шансы перегреть движку...

Я думаю, что при 100% мощности ШИМ даёт как-раз эквивалент 12 В, а не питание минус полтора. Так что - не сгорит. Особенно если для верности ограничить максимум на уровне 70 - 80%%.

[ailcat]

На двигатель я давал ссылку.

Пардон, переклинило. Я почему-то такой мотор-редуктор смотрел.
Так что, может, ваш и с другими параметрами (весьма похоже, что 1015 - это диаметр и длина по корпусу,  а 056 может оказаться типоразмером (в последнем, правда, не уверен).

Про ШИМ:
технически, на декодере LSH micro - на выходе должно быть примерно на 1,4 В меньше, чем на рельсах. Но при большой индуктивности мотора (откуда она при таких габаритах?) - вполне может быть и мьнеше. Но сомневаюсь, что в полтора раза от питания...

[Gematogen]

Моторы скорее всего близки конструктивно.
1015 - типичное обозначение габаритов.

Но сомневаюсь, что в полтора раза от питания...

Имелось в виду минус полтора вольта. Пардон.

Странно, что помалкивают те, кто реально нуждался в таком моторе.

[VeschiiOleg]

Это означает, что двигатель должен выдерживать длительную эксплуатацию при аналоговом питании 12 В.

Абсолютно верно. 6В двигатель имеет 6В номинального напряжения, для которого заявляется определенное кол-во оборотов в минуту. Максимальное же напряжение обычно вдвое больше. Жизнь двигателя ограничивается перегоранием обмотки большим током. Зная толщину провода можно примерно прикинуть максимально допустимый ток.
При ШИМ регулировке напряжение может быть и большим, т.к мощность регулятора это площадь под регулировочными импульсами - чем меньше скважность тем меньше времени воздействует ток на провод и поэтому напряжение может быть большим.