Dekompensacja w programie VESC Tool: jak zwiększyć prędkość i jakie są tego konsekwencje
Osłabianie pola magnetycznego, znane również jako "field weakening" w języku angielskim, pozwala silnikowi osiągać wyższe prędkości niż te ograniczone napięciem baterii. Oprogramowanie VESC oferuje tę funkcję od kilku lat, z kilkoma prostymi ustawieniami. Jednak ta zwiększona prędkość ma swoją cenę, a nieprawidłowo skonfigurowane osłabianie pola magnetycznego może uszkodzić kontroler. Ten przewodnik wyjaśnia ustawienia, a następnie przedstawia środki ostrożności.
Najważniejsze
- Demagnetyzacja polega na wprowadzeniu prądu, który osłabia pole magnetyczne, co pozwala ograniczyć maksymalną prędkość.
- Ten prąd nie generuje momentu obrotowego: powoduje jedynie wzrost temperatury i zużycie baterii.
- Aktywuje się tylko w górnej części zakresu prędkości, począwszy od progu, który można ustawić.
- W przypadku nagłego odcięcia zasilania przy dużej prędkości, silnik może generować napięcie wyższe niż napięcie baterii – to jest główne ryzyko.
Krótko mówiąc, zasada jest następująca:
Podczas skręcania, silnik z magnesami trwały generuje napięcie, które wzrasta wraz z prędkością. Gdy to napięcie dorównuje napięciu baterii, kontroler nie może już doprowadzać prądu: prędkość zostaje ograniczona. Zjawisko "osłabiania pola" (defluxage) powoduje przepływ prądu przez oś, który przeciwdziała polu magnetycznemu i zmniejsza to napięcie, co pozwala na dalsze przyspieszenie. Pełne wyjaśnienie tego zjawiska znajduje się w naszym przewodniku na temat osłabiania pola oraz w przewodniku poświęconym sterowaniu wektorowemu.
Ustawienia w programie VESC Tool
Ustawienia znajdują się w konfiguracji FOC silnika, w zakładce poświęconej redukcji momentu elektromagnetycznego.
- Maksymalny prąd osłabiania pola magnetycznego: Maksymalny prąd używany do osłabiania pola magnetycznego. Ustawienie na zero wyłącza funkcję osłabiania pola. Im wyższa wartość, tym większy przyrost prędkości, ale również większe zużycie energii i wzrost temperatury.
- Początek osłabiania pola magnetycznego : ułamek maksymalnego współczynnika wypełnienia, od którego zaczyna się proces osłabiania pola magnetycznego. Działa więc tylko w górnej części zakresu prędkości.
- `Czas narastania osłabiania pola magnetycznego : czas, w którym następuje wzrost prądu osłabiającego pole magnetyczne, co zapobiega gwałtownemu przejściu.`
- `Współczynnik prądu osi Q`: ustawienie, które ogranicza prąd momentu obrotowego podczas odblokowywania silnika, aby całkowity prąd pozostawał w bezpiecznym zakresie.
Oto, ile to kosztuje
- Nagrzewanie się: Prąd przepływający przez uzwojenia i tranzystory nie generuje momentu obrotowego. Silnik i kontroler nagrzewają się bardziej przy wysokich prędkościach. Zobacz nasz przewodnik na temat nagrzewania się silnika elektrycznego.
- Zasięg: ten prąd pochodzi z akumulatora.
- Ryzyko przepięcia: Jeśli kontroler nagle się wyłącza przy dużej prędkości, niezależnie od tego, czy jest to spowodowane ustawieniami domyślnymi, czy awarią zasilania, odcięcie zasilania silnika następuje gwałtownie. Silnik wtedy przekazuje pełne napięcie, wyższe niż napięcie baterii, z powrotem do kontrolera i baterii. Tranzystory, kondensatory i system zarządzania baterią (BMS) mogą nie wytrzymać takiego obciążenia.
Metoda
- Rozpocznij od wyłączenia funkcji "defluxage" i upewnij się, że urządzenie jest prawidłowo skonfigurowane: wykrywanie silnika, ograniczenia prądowe. Zapoznaj się z naszymi poradnikami dotyczącymi wykrywania silnika oraz ograniczeń prądowych.
- Włącz niski prąd odprężania, z wysokim progiem aktywacji.
- Przejedź się, a następnie zanotuj osiągniętą prędkość, temperatury oraz prąd pobierany z akumulatora.
- Zwiększaj parametry stopniowo, o ile odczuwalnie poprawia się prędkość, a temperatury pozostają w rozsądnych granicach.
- Upewnij się, że maksymalne napięcie, które silnik może generować przy osiągniętej prędkości, pozostaje w dopuszczalnym zakresie dla kontrolera i akumulatora w przypadku nagłego odcięcia zasilania.
Czy odtłuszczanie jest odpowiednim rozwiązaniem, czy też istnieje inna opcja?
Defluksowanie zapewnia dodatkowy wzrost prędkości. Aby uzyskać znaczący i trwały wzrost, silnik z szybszym uzwojeniem lub wyższe napięcie baterii są często lepszymi rozwiązaniami. Zapraszamy do zapoznania się z naszymi poradnikami dotyczącymi silników o wysokiej prędkości lub wysokim momencie obrotowym oraz o przejściu na wyższe napięcie. W przypadku silnika z magnesami wewnętrznymi, ustawienie MTPA Algorithm Mode pozwala również wykorzystać moment obrotowy związany z reluktancją: zapraszamy do zapoznania się z naszym poradnikiem dotyczącym silników IPM.
Wskazówka dla warsztatu.
Nigdy nie używaj funkcji "defłuksowania" (desoldering) w celu kompensacji zbyt niskiego napięcia baterii lub nieodpowiednio dobranego silnika. Jest to ustawienie służące do dopracowania, a nie rozwiązanie problemu.
Często zadawane pytania
Ile można zyskać na prędkości?
To zależy od silnika: jego konstrukcja i indukcyjność wpływają na efektywność procesu demagnetyzacji. Silniki z magnesami wewnętrznymi zazwyczaj lepiej nadają się do tego procesu niż silniki z magnesami zewnętrznymi. Tylko pomiar wykonany na konkretnym urządzeniu może dać ostateczną odpowiedź.
Czy proces usuwania osadów jest niebezpieczny?
Problem występuje, gdy kontroler wyłącza się przy dużej prędkości: w takim przypadku silnik generuje napięcie wyższe niż napięcie baterii. Zwiększaj prędkość stopniowo i sprawdzaj to napięcie w odniesieniu do zakresu napięć obsługiwanych przez kontroler i baterię.
Dlaczego mój silnik nagrzewa się bardziej przy wyższych prędkościach?
Prąd obwodowy przepływa przez uzwojenia bez generowania momentu obrotowego. Dodatkowo, powoduje wzrost temperatury, a także zwiększa straty energii w rdzeniu, co z kolei wzrasta wraz z prędkością.
Czy używanie funkcji "defłuksu" zużywa baterię szybciej?
Zużywa energię, co przekłada się na zwiększenie prędkości, ale jednocześnie skraca zasięg, ponieważ zużycie energii wzrasta, gdy system jest aktywny.