Defluksacija (field weakening): hitreje, kot dopušča napetost

Vsak motor s trajnimi magneti ima »naravno« najvišjo hitrost, ki jo določa napetost baterije. Defluksacija, pogosto imenovana z angleškim izrazom field weakening, omogoča, da to hitrost presežete brez menjave baterije ali motorja. To je zmogljiva nastavitev, cenjena na dirkah, vendar ima svojo ceno in tveganja, ki jih morate poznati.

Bistvo

  • Motor s trajnimi magneti med vrtenjem proizvaja napetost, ki sčasoma izenači napetost baterije: hitrost se ustali.
  • Defluksacija vbrizga tok, ki oslabi učinek magnetov, kar premakne to mejo.
  • Ta tok pri motorju s površinskimi magneti ne proizvaja navora: segreva motor in krmilnik ter hitreje prazni baterijo.
  • V primeru prekinitve pri visoki hitrosti med defluksacijo lahko napetost, ki jo proizvaja motor, preseže tisto, ki jo krmilnik prenese.

Zakaj se hitrost motorja ustali

Motor s trajnimi magneti je tudi dinamo: med vrtenjem proizvaja napetost, protielektromotorno silo, ki je sorazmerna z njegovo hitrostjo. Da bi v motor dovedli tok, mu mora krmilnik dovajati napetost, ki je višja od tiste, ki jo motor proizvaja.

Ko se hitrost poveča, se napetost, ki jo proizvaja motor, približa napetosti baterije. Krmilnik ne more več potiskati toka in s tem navora: hitrost se ustali. Ta meja se izračuna na podlagi konstante hitrosti motorja, Kv, in napetosti baterije. Oglejte si naš vodnik o Kv, Kt in polih.

Načelo defluksacije

Pri vektorskem krmiljenju se tok motorja razdeli na dva dela: tok q, ki proizvaja navor, in tok d, ki je poravnan z magneti. Običajno se tok d ohranja na ničli.

Za defluksacijo krmilnik vbrizga negativen tok d. Ustvari polje, nasprotno polju magnetov, kar zmanjša napetost, ki jo motor proizvaja pri enaki hitrosti. Krmilnik lahko ponovno dovaja tok q, torej navor, in motor preseže svojo prejšnjo mejo.

Izraz je zavajajoč: magneti niso oslabljeni. Kompenziran je njihov učinek, kot ga vidijo navitja, dokler teče tok d.

Kakšna je cena

  • Tok brez navora: pri motorju s površinskimi magneti tok d ne potiska. Dodaja se k skupnemu toku, torej k segrevanju motorja in krmilnika.
  • Izkoristek: pri visoki hitrosti med defluksacijo se vse večji del energije pretvori v toploto. Avtonomija se zmanjša.
  • Skupna omejitev toka: skupni tok motorja ostaja omejen. Več toka kot porabimo za defluksacijo, manj ga ostane za navor.

Motorji z notranjimi magneti (IPM) bolje prenašajo defluksacijo, ker tok d tam prispeva tudi k navoru. To je eden od razlogov za njihov uspeh v avtomobilski industriji: oglejte si naš vodnik motorji IPM in SPM.

Glavno tveganje: prekinitev pri visoki hitrosti

Pri defluksaciji se motor vrti hitreje od svoje naravne hitrosti: napetost, ki bi jo proizvedel brez toka d, preseže napetost baterije. Če krmilnik nenadoma prekine (napaka, zaščita, izguba napajanja), tok d izgine in ta napetost se nenadoma pojavi na njegovih sponkah.

Motor se takrat obnaša kot generator, ki pošilja tok nazaj v baterijo skozi mostiček krmilnika, pri čemer lahko pride do nenadnega zaviranja in napetosti, ki lahko preseže tisto, kar prenesejo tranzistorji ali baterija. Zato ohranjamo napetostno rezervo in zato se defluksacija nastavlja previdno.

Nasvet iz delavnice

Defluksacija se nastavlja po majhnih korakih, ob spremljanju temperatur motorja in krmilnika ter napetosti baterije. In rezervirana je za dirkališče: izguba oprijema ali nenadno zaviranje pri visoki hitrosti ne odpuščata.

Defluksacija ali višja napetost?

Za večjo hitrost imamo dve možnosti: defluksacijo ali povečanje napetosti baterije. Višja napetost dvigne mejo brez dodatnega toka, torej brez segrevanja ali izgube izkoristka, vendar zahteva združljivo baterijo, krmilnik in pogosto BMS. Defluksacija zahteva le nastavitev, vendar se plača s toploto in avtonomijo. Na dirkalnem stroju pogosto kombiniramo oboje. Za baterije si oglejte naše baterije za skiroje.

Pogosta vprašanja

Za koliko defluksacija poveča hitrost?

To je odvisno od motorja, napetosti in toka, ki ga smo pripravljeni nameniti. Pridobitev je resnična, vendar se hitro plača s toploto; meri se na stroju, ob spremljanju temperatur, namesto da bi jo obljubljali vnaprej.

Ali defluksacija poškoduje magnete?

V razumnih mejah ne: nasprotno polje je začasno. Vendar lahko zelo močan tok d na že zelo vročem motorju prispeva k razmagnetenju magnetov. Zato je pomembno spremljati temperaturo motorja.

Ali vsi krmilniki znajo izvajati defluksacijo?

Ne. Potrebno je vektorsko krmiljenje in funkcija, ki je za to predvidena. Nastavljivi krmilniki, kot je VESC, jo ponujajo, z nastavitvijo največjega toka defluksacije.