Field weakening u VESC Tool: dobivanje na brzini i cijena toga
Field weakening omogućuje motoru da se vrti brže od granice postavljene naponom baterije. Firmware VESC to nudi već nekoliko godina, uz nekoliko jednostavnih postavki. Ali ovaj dobitak u brzini ima svoju cijenu, a loše podešen field weakening može oštetiti kontroler. Ovaj vodič objašnjava postavke, a zatim i mjere opreza.
Osnove
- Field weakening ubrizgava struju koja slabi polje magneta kako bi se pomaknula maksimalna brzina.
- Ova struja ne proizvodi okretni moment: dodaje toplinu i troši bateriju.
- Aktivira se samo na vrhu raspona brzine, od podesivog praga.
- U slučaju prekida pri velikoj brzini, motor može vratiti napon veći od napona baterije: to je glavni rizik.
Princip, ukratko
Tijekom okretanja, motor s magnetima proizvodi napon koji raste s brzinom. Kada dosegne napon baterije, kontroler više ne može dovoditi struju: brzina doseže maksimum. Field weakening propušta struju na d-osi koja se suprotstavlja polju magneta i smanjuje taj napon, što ostavlja prostora za daljnje ubrzanje. Cijeli princip objašnjen je u našem vodiču o field weakeningu i u onom o vektorskom upravljanju.
Postavke u VESC Tool
Postavke se nalaze u FOC konfiguraciji motora, na kartici posvećenoj field weakeningu.
- Field Weakening Current Max: maksimalna struja field weakeninga. Na nuli je field weakening deaktiviran. Što je viša, to je veći dobitak u brzini, ali se povećavaju toplina i potrošnja.
- Field Weakening Duty Start: dio maksimalnog radnog ciklusa (duty cycle) od kojeg počinje field weakening. Dakle, aktivira se samo na vrhu raspona brzine.
- Field Weakening Ramp Time: vrijeme porasta struje field weakeninga, koje izbjegava nagli prijelaz.
- Q Axis Current Factor: postavka koja ograničava struju okretnog momenta tijekom field weakeninga, kako bi ukupna struja ostala pod kontrolom.
Cijena toga
- Toplina: struja field weakeninga prolazi kroz namote i tranzistore bez stvaranja okretnog momenta. Motor i kontroler se više zagrijavaju pri velikim brzinama. Pogledajte naš vodič o zagrijavanju motora.
- Autonomija: ova struja dolazi iz baterije.
- Rizik od prenapona: ako se kontroler naglo isključi pri velikoj brzini, zbog greške ili gubitka napajanja, field weakening se odmah zaustavlja. Motor tada vraća svoj puni napon, veći od napona baterije, prema kontroleru i bateriji. Tranzistori, kondenzatori i BMS to možda neće izdržati.
Metoda
- Započnite s deaktiviranim field weakeningom i dobro podešenim strojem: detekcija motora, ograničenja struje. Pogledajte naše vodiče o detekciji i ograničenjima struje.
- Aktivirajte malu struju field weakeninga, s visokim pragom pokretanja.
- Vozite, zatim zabilježite postignutu brzinu, temperature i struju baterije.
- Povećavajte u malim koracima, sve dok je dobitak u brzini stvaran i dok temperature ostaju razumne.
- Provjerite je li maksimalni napon koji motor može vratiti pri postignutoj brzini podnošljiv za kontroler i bateriju u slučaju prekida.
Field weakening ili drugo rješenje?
Field weakening daje dodatnu brzinu. Za značajan i trajan dobitak, motor s bržim namotima ili veći napon baterije često su bolja rješenja. Pogledajte naše vodiče High Speed ili High Torque i o prijelazu na viši napon. Na motoru s unutarnjim magnetima, postavka MTPA Algorithm Mode također omogućuje iskorištavanje reluktantnog momenta: pogledajte naš vodič o IPM motorima.
Savjet iz radionice
Nikada nemojte koristiti field weakening za kompenzaciju preniske napona baterije ili loše odabranog motora. To je postavka za fino podešavanje, a ne temeljno rješenje.
Česta pitanja
Koliko se brzine može dobiti?
To ovisi o motoru: njegova konstrukcija i induktivitet određuju učinkovitost field weakeninga. Motori s unutarnjim magnetima općenito su prikladniji od motora s površinskim magnetima. Samo mjerenje na vašem stroju daje odgovor.
Je li field weakening opasan?
Opasan je ako se kontroler isključi pri velikoj brzini: motor tada vraća napon veći od napona baterije. Povećavajte postupno i provjerite taj napon u odnosu na ono što kontroler i baterija mogu podnijeti.
Zašto se moj motor više zagrijava pri velikoj brzini?
Struja field weakeninga prolazi kroz namote bez stvaranja okretnog momenta. Dodaje toplinu, uz gubitke u željezu koji već rastu s brzinom.
Troši li field weakening bateriju brže?
Troši energiju za dobitak u brzini: autonomija se smanjuje kada vozite u zoni gdje je aktivan.