Mais informações sobre o alternador
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Alfredo
Dec 22, 2008, 9:42:02 AM12/22/08
to Veiculos-...@googlegroups.com
Alternador como motor elétrico (8 considerações sobre o tema):
1- Quando fizerem um circuito para controlar um motor BLDC ele deverá usar pelo menos 6 transistores.
Cada transistor será responsável por meia fase. Assim a potência total dissipada deverá ser dividida por 6.
Em 750w de potência total cada transistor deve suportar 125w.
Mas por segurança devemos escolher componentes que suportem pelo menos mais 50% nominal por questões de durabilidade.
Assim transistores que suportem 187,5w (190w) seriam suficientes.
Então se você quer controlar um motor de 750w precisa procurar por transistores de 200w apenas.
Um circuito que use PWM não deixará a potência nos motores chegaram a algo entre 3 a 7 vezes maior no momento da partida como ocorre em motores trifásicos sem controle algum. Assim de fato não será preciso superdimensionar os componentes levando em conta a partida. Além disso os componentes suportam um tensão de pico que seria suficiente para a partida do motor.
2- O alternador tem uma bobina estatora com 36 pólos. Os fios são colocados de dentro para fora na bobina, fomando uma senóide que abrange 3 polos e depois de dar a volta na estatora retornam enrolando em sentido contrário (como uma cosenóide) complementado cada bobina. Para resumir: uma fase gera 12 bobinas na mesma polaridade (com 3 polos dos 36 totais cada). A fase seguinte desloca um polo e gera mais 12 bobinas energizadas com a mesma polaridade e assim por diante. Mas a bobina do rotor tem 12 polos. Estes 12 polos se alinham com 3 polos simultâneos da bobina estatora.
3- É preciso que se desligue uma das fases para que se ligue a fase seguinte na mesma polaridade fazendo o campo se deslocar naquele sentido. Por atração a bobina do rotor com seus 12 polos tende a acompanhar esta mudança. Por isto temos sempre 2 fases ligadas e uma desligada no circuito controlador.
4- O formato cônico dos polos do rotor favorece a formação de uma onda senoidal quando funcionando como alternador. Assim uma forma de onda senoidal (mesmo que seja modificada e não senoidal pura) seria a forma mais adequada de onda para este motor.
5- No circuito de controle proposto aqui pelo grupo, o MC33039 é usado para se reduzir custos pois ele dispensa o uso de um caro tacômetro para se saber a velocidade do rotor. Usando apenas os sesores Hall já usados pelo MC33033 no controle de posição do rotor. Para partidas e revesões de motores espera-se altas correntes o que justifica o uso de PWM. Sem o MC33039 ficamos com o circuito em loop aberto controlando-se apenas as posições do rotor com o MC33033 e os sensores.
6- O uso de acelerador Hall não é necessário neste circuito que pode ser controlado por um portenciômetro comum. O controle de aceleração em um veículo não é algo muito preciso, afinal tem acelerador acionado pelo pé (pedal de acelerador). Assim um acelerador funcionaria bem neste circuito com potênciômetro como indicado no circuito da figura 38:
7- O único detalhe é não usar potênciômetros de carvão e sim de fio (mais reistentes). Quanto ao curso estes não precisam ser lineares como proposto aqui. Basta usar um valor bem maior do que o especificado.Exemplo. Ao invéz de um de 10k se usar um de 20k ele atinge os 10k na metade do curso. Pode proceder assim até obter um potenciômetro com curso total na faixa de acionamento, de poucos graus. Feito isto com potenciômetros baratos de carvão, substitua-os por potenciômetro de fio.
8- Podemos usar usar uma ponte trifásica com Power Mosfet para acionar o motor. Isto simplifica o circuito. Um exemplo de ponte usada neste circuito para até 60 volts e 10 Amperes é a MPM3003.
Abraços
Alfredo
1- Quando fizerem um circuito para controlar um motor BLDC ele deverá usar pelo menos 6 transistores.
Cada transistor será responsável por meia fase. Assim a potência total dissipada deverá ser dividida por 6.
Em 750w de potência total cada transistor deve suportar 125w.
Mas por segurança devemos escolher componentes que suportem pelo menos mais 50% nominal por questões de durabilidade.
Assim transistores que suportem 187,5w (190w) seriam suficientes.
Então se você quer controlar um motor de 750w precisa procurar por transistores de 200w apenas.
Um circuito que use PWM não deixará a potência nos motores chegaram a algo entre 3 a 7 vezes maior no momento da partida como ocorre em motores trifásicos sem controle algum. Assim de fato não será preciso superdimensionar os componentes levando em conta a partida. Além disso os componentes suportam um tensão de pico que seria suficiente para a partida do motor.
2- O alternador tem uma bobina estatora com 36 pólos. Os fios são colocados de dentro para fora na bobina, fomando uma senóide que abrange 3 polos e depois de dar a volta na estatora retornam enrolando em sentido contrário (como uma cosenóide) complementado cada bobina. Para resumir: uma fase gera 12 bobinas na mesma polaridade (com 3 polos dos 36 totais cada). A fase seguinte desloca um polo e gera mais 12 bobinas energizadas com a mesma polaridade e assim por diante. Mas a bobina do rotor tem 12 polos. Estes 12 polos se alinham com 3 polos simultâneos da bobina estatora.
3- É preciso que se desligue uma das fases para que se ligue a fase seguinte na mesma polaridade fazendo o campo se deslocar naquele sentido. Por atração a bobina do rotor com seus 12 polos tende a acompanhar esta mudança. Por isto temos sempre 2 fases ligadas e uma desligada no circuito controlador.
4- O formato cônico dos polos do rotor favorece a formação de uma onda senoidal quando funcionando como alternador. Assim uma forma de onda senoidal (mesmo que seja modificada e não senoidal pura) seria a forma mais adequada de onda para este motor.
5- No circuito de controle proposto aqui pelo grupo, o MC33039 é usado para se reduzir custos pois ele dispensa o uso de um caro tacômetro para se saber a velocidade do rotor. Usando apenas os sesores Hall já usados pelo MC33033 no controle de posição do rotor. Para partidas e revesões de motores espera-se altas correntes o que justifica o uso de PWM. Sem o MC33039 ficamos com o circuito em loop aberto controlando-se apenas as posições do rotor com o MC33033 e os sensores.
6- O uso de acelerador Hall não é necessário neste circuito que pode ser controlado por um portenciômetro comum. O controle de aceleração em um veículo não é algo muito preciso, afinal tem acelerador acionado pelo pé (pedal de acelerador). Assim um acelerador funcionaria bem neste circuito com potênciômetro como indicado no circuito da figura 38:
7- O único detalhe é não usar potênciômetros de carvão e sim de fio (mais reistentes). Quanto ao curso estes não precisam ser lineares como proposto aqui. Basta usar um valor bem maior do que o especificado.Exemplo. Ao invéz de um de 10k se usar um de 20k ele atinge os 10k na metade do curso. Pode proceder assim até obter um potenciômetro com curso total na faixa de acionamento, de poucos graus. Feito isto com potenciômetros baratos de carvão, substitua-os por potenciômetro de fio.
8- Podemos usar usar uma ponte trifásica com Power Mosfet para acionar o motor. Isto simplifica o circuito. Um exemplo de ponte usada neste circuito para até 60 volts e 10 Amperes é a MPM3003.
Abraços
Alfredo
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Tipoalgo
Dec 22, 2008, 6:44:40 PM12/22/08
to Veiculos-...@googlegroups.com
Olá a todos.
Tipoalgo
Disponibilizei a foto abaixo, com o diagrama de ligação do alternomotor com
chaves, no álbum de fotos Tipoalgo (http://picasaweb.google.com.br/tipoalgo/Diversos#5282742910801457442).
Vendo o vídeo (http://www.youtube.com/watch?v=ZM6KJw5dtik) e a foto com o
diagrama talvez fique mais fácil entender o que fiz.
Espero que seja útil.
Bolei um outro coletor/chaveador fixo ao eixo rotor do alternomotor, assim
que tiver tempo vou testá-lo na prática (não sei ainda como). Depois
disponibilizo os esquemas, se for o caso.
Tipoalgo
Alfredo
Dec 22, 2008, 9:38:02 PM12/22/08
to Veiculos-...@googlegroups.com
Tipoalgo,
Relate-nos a sua experiência com alternadores. Vi pelo vídeo que você
para o eixo com a mão.
Sei que não usou sensores de posição. Seu circuito parece que foi criado
para motores de indução que dispensam o controle de posição.
Mas me lembro de você falar em ter usado o rotor energizado e em curto
(para funcionar por indução).
Para funcionar por indução e ter bom torque na partida a bobina do rotor
deve grande resistência e esta resistência deve diminuir com o aumento
da velocidade para diminuir o deslizamento do motor.
Abraços
Alfredo
Tipoalgo escreveu:
> ------------------------------------------------------------------------
>
>
Relate-nos a sua experiência com alternadores. Vi pelo vídeo que você
para o eixo com a mão.
Sei que não usou sensores de posição. Seu circuito parece que foi criado
para motores de indução que dispensam o controle de posição.
Mas me lembro de você falar em ter usado o rotor energizado e em curto
(para funcionar por indução).
Para funcionar por indução e ter bom torque na partida a bobina do rotor
deve grande resistência e esta resistência deve diminuir com o aumento
da velocidade para diminuir o deslizamento do motor.
Abraços
Alfredo
Tipoalgo escreveu:
>
>
cassio_vicosa
Dec 23, 2008, 7:32:36 AM12/23/08
to Veículos Elétricos
Amigos, passei o dia inteiro ontem sem conexão. A cidade toda foi
afetada por aqui, até os movimentos bancários. Não sei o que
aconteceu, apenas deu pra sentir como estamos dependentes de
tecnologia. Mandei agora os desenhos da PCI para o Renato. Em breve
teremos testes; não vejo a hora de poder utilizar o alternomotor.
Abraços
> > ------------------------------------------------------------------------- Ocultar texto entre aspas -
>
> - Mostrar texto entre aspas -
afetada por aqui, até os movimentos bancários. Não sei o que
aconteceu, apenas deu pra sentir como estamos dependentes de
tecnologia. Mandei agora os desenhos da PCI para o Renato. Em breve
teremos testes; não vejo a hora de poder utilizar o alternomotor.
Abraços
>
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Tipoalgo
Dec 23, 2008, 12:15:34 PM12/23/08
to Veículos Elétricos
Olá Alfredo e todos.
Eu consigo parar o alternomotor com a mão porque limitei a corrente
usando resistores de fios de 1 ohm (esqueci de desenhar estes
resistores no esquema, vou oportunamente fazer essa correção).
Fiz isso para não danificar as chaves e para usar apenas uma fonte de
PC alimentando as bobinas do estator.
Este circuito com chaves de 1 polo por 2 posições é autosincronizado,
ou seja, como os ressaltos estão fixos ao rotor não há como perder o
sincronismo, é semelhante ao motor DC com escovas.
O ITM é realmente para motores assíncronos, pois não recebe nenhuma
informação quanto a posição do rotor.
O alternador funcionando como motor assíncrono não deu muito certo. O
núcleo não é laminado, as perdas são muito grande. Girar até gira, mas
com pouquíssimo torque.
A vocação do alternador se for usado como motor (alternomotor) é como
motor síncrono, ou seja, com campo próprio no rotor, seja com bobina
ou com ímãs permanentes.
O novo comutador eletromecânico para o alternomotor já está projetado,
vou passar à fase de implementação. A dificuldade maior é que estou
com dois projetos em andamento; o outro é uma bomba dágua feita a
partir de um cubo de roda de moto, para ser usada no sistema de
utilização de água da chuva. Este está na frente da fila de
prioridades, porque começou antes.
Sempre leio os e-mails do grupo, as vezes não escrevo nada por pura
falta de tempo (escrever leva mais tempo que ler!).
Aproveito para agradecer ao Cassio pelo comentário positivo que ele
teceu a mim, muito obrigado.
Abraços
Tipoalgo
Eu consigo parar o alternomotor com a mão porque limitei a corrente
usando resistores de fios de 1 ohm (esqueci de desenhar estes
resistores no esquema, vou oportunamente fazer essa correção).
Fiz isso para não danificar as chaves e para usar apenas uma fonte de
PC alimentando as bobinas do estator.
Este circuito com chaves de 1 polo por 2 posições é autosincronizado,
ou seja, como os ressaltos estão fixos ao rotor não há como perder o
sincronismo, é semelhante ao motor DC com escovas.
O ITM é realmente para motores assíncronos, pois não recebe nenhuma
informação quanto a posição do rotor.
O alternador funcionando como motor assíncrono não deu muito certo. O
núcleo não é laminado, as perdas são muito grande. Girar até gira, mas
com pouquíssimo torque.
A vocação do alternador se for usado como motor (alternomotor) é como
motor síncrono, ou seja, com campo próprio no rotor, seja com bobina
ou com ímãs permanentes.
O novo comutador eletromecânico para o alternomotor já está projetado,
vou passar à fase de implementação. A dificuldade maior é que estou
com dois projetos em andamento; o outro é uma bomba dágua feita a
partir de um cubo de roda de moto, para ser usada no sistema de
utilização de água da chuva. Este está na frente da fila de
prioridades, porque começou antes.
Sempre leio os e-mails do grupo, as vezes não escrevo nada por pura
falta de tempo (escrever leva mais tempo que ler!).
Aproveito para agradecer ao Cassio pelo comentário positivo que ele
teceu a mim, muito obrigado.
Abraços
Tipoalgo
Alfredo
Dec 23, 2008, 7:22:21 PM12/23/08
to Veiculos-...@googlegroups.com
Obrigado Tipoalgo, por sua colaboração.
Ela é muito importante para o grupo, principalmente neste momento em que
se volta a falar do alternador como opção de motor.
Você foi um dos poineiros nas pesquisas do uso do alternador como motor
aqui no grupo.
Sempre encontrando soluções criativas e nunca desistindo diante de uma
dificuldade, tem sido um exemplo que serve de estímulo a todos nós.
Que continue assim, sempre criativo e competente!
Um grande abraço
Alfredo
Tipoalgo escreveu:
Ela é muito importante para o grupo, principalmente neste momento em que
se volta a falar do alternador como opção de motor.
Você foi um dos poineiros nas pesquisas do uso do alternador como motor
aqui no grupo.
Sempre encontrando soluções criativas e nunca desistindo diante de uma
dificuldade, tem sido um exemplo que serve de estímulo a todos nós.
Que continue assim, sempre criativo e competente!
Um grande abraço
Alfredo
Tipoalgo escreveu:
Tipoalgo
Dec 23, 2008, 8:49:26 PM12/23/08
to Veículos Elétricos
Olá Alfredo.
Bondade sua.
Você sim, é incansável, e obrigado também pelas mais variadas dicas
que você sempre nos brinda. Valeu!
Abraços
Tipoalgo
Bondade sua.
Você sim, é incansável, e obrigado também pelas mais variadas dicas
que você sempre nos brinda. Valeu!
Abraços
Tipoalgo
cassio_vicosa
Dec 25, 2008, 11:58:11 AM12/25/08
to Veículos Elétricos
Amigos, as PCI estão montadas em parte, só esperando o CI que só
poderá ser comprado a partir do dia 5 por motivo de férias. O Renato
as montou e providenciará alguns testes em breve.
sobre sensores hall, achei uma discussão que parece interessante
(ainda não li). o cara coloca 6 sensores num motor brushless.
http://www.motoredbikes.com/showthread.php?t=4186
> > - Mostrar texto entre aspas -- Ocultar texto entre aspas -
poderá ser comprado a partir do dia 5 por motivo de férias. O Renato
as montou e providenciará alguns testes em breve.
sobre sensores hall, achei uma discussão que parece interessante
(ainda não li). o cara coloca 6 sensores num motor brushless.
http://www.motoredbikes.com/showthread.php?t=4186
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