Silnik DC vs BLDC

Dział dotyczący napędów z silnikiem umieszczonym w piastach kół.
ODPOWIEDZ
Awatar użytkownika
Tsport
Forumowicz
Posty: 135
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:53
Lokalizacja: Warszawa-Ursus

Silnik DC vs BLDC

Post autor: Tsport »

Hej, zastanawia mnie fakt dlaczego silniki BLDC tak zdominowały konstrukcje rowerowe?
Co jest takiego w silnikach DC, że te są tak mało popularne w takich konstrukcjach?
Widzę, że silniki DC można jeszcze spotkać w hulajnogach ale w rowerach to rzadkość.
Awatar użytkownika
Artu
Forumowicz
Posty: 160
Rejestracja: 19 lut 2018, 7:33
Lokalizacja: Winnica k/Pułtuska

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Artu »

Większa sprawność :roll: Możliwość budowy "płaskiego" silnika :roll:
( ͡° ͜ʖ ͡°) Pozdrawiam, Artur
Awatar użytkownika
Tsport
Forumowicz
Posty: 135
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:53
Lokalizacja: Warszawa-Ursus

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Tsport »

Czy silnik DC w rowerze, to zazwyczaj silnik szczotkowy?
Awatar użytkownika
Rysiekkk
Forumowicz
Posty: 172
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:55
Lokalizacja: Krk

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Rysiekkk »

Obrazek

DC (Brush DC) - szczotkowy
BLDC (Brushless DC) - bezszczotkowy
wwojciech
Forumowicz
Posty: 266
Rejestracja: 20 lut 2018, 7:03

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: wwojciech »

Obydwa są silnikami prądu stałego. jeden ma komutacje elektroniczna a drugi mechaniczna. W bldc użytkownik może zmienić sterowanie (120%), a przy klasycznym szczotmowym już tego nie osiągniemy. W bldc o ile nie przegrzejmy uzwojen/magnesow to wystarczy wymieniać łożyska i robić dziesiątki tysięcy kilometrow. Można sterować go również bez czujników halla.
Awatar użytkownika
Tsport
Forumowicz
Posty: 135
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:53
Lokalizacja: Warszawa-Ursus

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Tsport »

Dzięki za odpowiedzi.
Rysiekkk pisze:
23 lut 2018, 12:15
Obrazek

DC (Brush DC) - szczotkowy
BLDC (Brushless DC) - bezszczotkowy
Dokładne tłumaczenie akronimów:
BLDC - BrushLess Direct-Current motor
DC - Direct Current motor

Więcej na temat silnika DC udało mi się znaleźć:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr ... a%C5%82ego
wit
Forumowicz
Posty: 460
Rejestracja: 19 lut 2018, 11:42
Lokalizacja: Skierniewice

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: wit »

kolejno.
wady dc
-komutator i szczotki.
-zużywają się
-więc i eksploatacja jest bardziej kłopotliwa.
Szczotki można wymienić -komutatora już praktycznie nie.
-silnik DC się grzeje -wiec musi być większy żeby to ciepło odprowadzić
-wąski zakres dobrej sprawnośći tylko na około 50-70% mocy silnik pracuje zadowalająco. Powód -oczywiście komutator i szczotki.
żeby szczotki przeniosły duży prąd potrzebny przy max mocy -muszą być solidne i mieć dobry styk z komutatorem -a więc spory nacisk.
Oznacza to ze potrzeba konktetna moc ,zeby pokonać opór -tarcie na szczotkach.

jeśli silnik DC / szczotkowy ma użyteczne np 250W -to około 10-20% tej mocy potrzeba żeby pokonać tarcie szczotek.

jedziemy wolniutko na małych obrotach. Silnik generuje około 20W mocy żeby się toczyć. -ale dodatkowo pożera jeszcze 50W na pokonanie tarcia szczotek. + jeszcze inne straty. sprawność napędu około 25%

jedziemy na max mocy -szybko i pod górę... silnik bierze duży prąd -komutator i szczotki nie dają rady -grzeją się i występuje spadek napięcia na przejściu szczotki -komutator. spadek napięcia i grzanie się to strata mocy i mniejsza max prędkość -dodatkowo ciągle część mocy idzie na pokonanie tarcia (które tez podgrzewa komutator) -efekt silnik pobiera około 500W żeby dać 250 -sprawność na pełnej mocy około 50%.

Oczywiście możemy poprawić styk szczotek z komutatorem -żeby była mniejsza oporność przejścia i mniejsza strata napięcia i lepsza sprawność przy dużej mocy -ale to oznacza większy docisk szczotek i jeszcze gorszą sprawność przy małej mocy.

Odwrotnie -żeby mniej tracić na małej mocy przy wolnej jeździe -psujemy właściwości przy mocy dużej.
Kompromis -dobrze jest tylko w dość wąskim zakresie mocy -zazwyczaj silniki rowerowe DC są optymalizowane około 70% max mocy.

wykres sprawności w zależności od mocy czy prądu jest stromy -szpilkowy.

w silniku BLDC -w ogóle nie ma strat związanych ze szczotkami i komutatorem (choć są ale dużo mniejsze straty komutacji elektronicznej) -więc wykres sprawności jest płaski i silnik bldc zachowuje się dobrze/optymalnie od około 40 do 95% mocy direct i od około 10-do 90% mocy przekładniowy.

także mniej rzeczy się może zepsuć -a konstrukcja silnika bldc jest tańsza szczotki i komutator kosztują. Dobre szczotki kosztują dużo.

Zostaje kwestia rozmiarów -komutator i szczotki zajmują około 20% wielkości silnika DC -więc silnik bldc jest mniejszy i tańszy .
Przy podobnej mocy może być nawet dużo mniejszy -bo mniej się grzeje i mniej ciepła musi gubić do otoczenia.
Mechano
Nowicjusz
Posty: 8
Rejestracja: 24 lut 2018, 16:17

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Mechano »

Grzeją się oba typy silników, wszystko zależy od sprawności. Komutator elektroniczny (popularnie przez nas nazywany "sterownikiem") również się grzeje, czasami mocno. A jak widać tutaj:
http://www.ebikes.ca/tools/simulator.ht ... =C40&hp=50
Wykres sprawności silnika bldc (zielona linia) nie jest płaski, co więcej w tej konfiguracji sprawność rzędu 90% mamy ledwie w jednym punkcie i to przy prędkości około 60km/h.
Ogólnie to dla zwykłego zjadacza chleba główne różnice między tymi silnikami to dwa przewody w DC, trzy przewody w BLDC, obecność szczotek i potrzeba ich wymiany w DC, droższy i większy sterownik do BLDC.
wit
Forumowicz
Posty: 460
Rejestracja: 19 lut 2018, 11:42
Lokalizacja: Skierniewice

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: wit »

Oczywiście, że grzeją się oba typy silników -i że to zależy od sprawności -tylko, że ta sprawność zazwyczaj jest dużo lepsza dla bldc - i bldc przy podobnej mocy i wielkości grzeje się DUŻO mniej niż silnik szczotkowy.
Silnik to kompromis pomiędzy wielkością (wagą), mocą , sprawnością, trwałością i ceną wykonania -i w tym kompromisie bldc wypada lepiej

Podany 2 posty wyżej wykres przykładowy jest dość płaski (co nie oznacza linii poziomej)-względem silnika szczotkowego nawet mocno płaski -i to mimo, że przedstawia silnik bldc raczej o kiepskim przebiegu sprawności...
robbo2k
Nowicjusz
Posty: 13
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:17

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: robbo2k »

BLDC jest wbudowany w koło ponieważ obraca się obudowa silnika. Silnik DC jest poza kołem i napędza łańcuchami ponieważ się obraca os silnika.
To jest główny powód wyboru konkretnego rozwiązania.
robbo2k
Nowicjusz
Posty: 13
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:17

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: robbo2k »

To jest własnie absurdalne w silniku DC obraca się wirnik i do tego przyspawana obudowa. Mamy dwie wirujące masy dookoła rotora (wirnik w środku i obudowę na zewnątrz.

No i najważniejsze silnik BLDC może być okręgiem pustym w środku czyli kiedys tam może przybrać kształt opony (bez felgi)

i mozna robic takie pojazdy jak ten

Obrazek
wit
Forumowicz
Posty: 460
Rejestracja: 19 lut 2018, 11:42
Lokalizacja: Skierniewice

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: wit »

to czy wirnik jest w środku silnika (tzw inrunner) czy na zewnątrz i i obraca się obudowa (tzw autrunner) nie zależy od tego czy to DC czy BLDC -obydwa rodzaje silników mogą być zbudowane w obu wersjach.

wersje autrunner częściej spotykamy w BLDC -bo łatwo to wykonać -w silnikach DC jest to trudniejsze konstrukcyjnie a i sens łączenia nowoczesnej i starej technologi jest wątpliwy.

wersja autrunner -z wirującą obudową przy podobnych rozmiarach i mocy silnika może mieć większy moment i mniejsze obroty -więc do pojazdów jest często korzystniejsza -nie wymaga lub ma mniejsze wymagania co do przekładni.

Wersja innruner klasyczna -ma zazwyczaj zbyt mały moment żeby napędzać jakiś pojazd bezpośrednio -więc wymaga przekładni -często z dość dużym przełożeniem.

Zalety budowy typu autrunner szerzej odkryto stosunkowo niedawno -i weszły do masowej produkcji w nowych silnikach -więc w BLDC.

Silniki DC starsze konstrukcyjnie budowano klasycznie -i nowe rozwiązanie typu autrunner w nich się nie przyjęło -jeśli producentowi zależy na dużym momencie obrotowym silnika i projektuje nowoczesny autrunner -to wykorzystuje też nowoczesną technologię BLDC która dodatkowo poprawia osiągi przy stosunkowo mniejszych rozmiarach i wadze.

generalnie spoko można zbudować DC z wirującą obudową o dużej średnicy -np. w feldze -tylko prościej robi się to w BLDC. wykonanie komutatora i szczotek -to komplikacja -dodatkowy koszt i pogorszenie osiągów.

-silniki mniejszych mocy nadal często taniej jest zrobić jako DC -nie wymagają skomplikowanego i drogiego sterownika.

-przy większej mocy ( zarówno po prostu większej -jak i większej w stosunku do rozmiarów) taniej w produkcji wypada BLDC. Ta granica opłacalności przesuwa się do coraz mniejszych mocy tanieją sterowniki -więc zestaw silnik BLDC + sterownik też tanieje.
Szczotki i komutatory -to ciągle dodatkowy koszt w produkcji -a i materiały drożeją -nowsza technologia BLDC pomału wypiera starą szczotkową DC
robbo2k
Nowicjusz
Posty: 13
Rejestracja: 19 lut 2018, 13:17

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: robbo2k »

Razor i SXT Scooters to hulajnogi do niedawna tylko z silnikami DC z łańcuchem. Mam zarowno E300 jak i SXT Turbo 500W ECC
Dzisiaj praktycznie hulajnogi z silnikami DC sa na wymarciu. Wszystko to BLDC outrunner bo prosciej.

Ciekawostką sa silniki w deskorolkach (takich prawdziwych) to sa chyba BLDC ale napędzane paskiem np Boosted Board ale tutaj przyczyna jest oczywiste. zewnętrzny napęd osi pozwala zastosować "sportowe" koła z tradycyjnych longboardów.

Inna rzecz iz mamy miniaturyzacje wyskoich lotów skoro w monocyklach mamy 3,2kW w hulajnogach mamy po 2,7kW a
w deskorolkach mijamy własnie 1000W per koło (a przecież można napędzać tam 4 koła zamiast dwóch)
Pykacz
Forumowicz
Posty: 39
Rejestracja: 22 lut 2018, 10:59

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Pykacz »

Czy wasze wywody (sprawność silników DC/ BLDC) tyczą się również silników DC z magnesami trwałymi np MPDC ?
Awatar użytkownika
EV-Maniak
Forumowicz
Posty: 3031
Rejestracja: 21 lut 2018, 9:45
Lokalizacja: Lublin

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: EV-Maniak »

Pytanie:

Czy istniej silnik BLDC ale o małej średnicy, a za to szeroki? Coś podobnego do DC z gabarytów, ale pracującego na zasadzie BLDC. Wydaje się, że taki silnik byłby idealny do MIDA. A w MIDZIE wiadomo - odchodzi nieamortyzowany element napędowy - czyli silnik w tylnym kole.
Awatar użytkownika
tatar
Forumowicz
Posty: 2556
Rejestracja: 19 lut 2018, 12:42
Lokalizacja: Warszawa

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: tatar »

MID/middrive/ z silnikiem w tylnym kole ? Nobel za pomysł ;)
Sietas
Forumowicz
Posty: 408
Rejestracja: 20 lut 2018, 0:11

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Sietas »

Ano są takie silniki

Obrazek
Passat_EQ
Forumowicz
Posty: 120
Rejestracja: 21 lut 2018, 13:16

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Passat_EQ »

Roznica lezy w budowie uzwojen. Stad bierze sie sprawnosc i grzanie.
Silniki blcd maja zdecydowanie mniejsza rezystancje uzwojen niz DC. Przez to w bldc sa mniejsze spadki napiecia na uzwojeniu wiec j mniensze spadki mocy.
A o sile silnika decyduja tzw amperozwoje.
Sietas
Forumowicz
Posty: 408
Rejestracja: 20 lut 2018, 0:11

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Sietas »

Amperozwoje?
Sietas
Forumowicz
Posty: 408
Rejestracja: 20 lut 2018, 0:11

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Sietas »

Moja umi korzystać z googla

Chodzi mi o praktyczne znaczenie tej jednostki w przypadku silników. Np ile ma 9C, ile mxus 45H, da się to wyliczyć, z czego to wynika itd
Awatar użytkownika
Umbur
Moderator
Posty: 1346
Rejestracja: 27 kwie 2017, 11:02
Lokalizacja: Bielsko-Biała

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Umbur »

F = Φ * R

Gdzie:
F - siła magnetomotoryczna wyrażana w amperozwojach
Φ - strumień magnetyczny
R - reluktancja obwodu magnetycznego

<WIKIPEDIA>

Jak policzysz coś, podziel się wynikami. :)
Passat_EQ
Forumowicz
Posty: 120
Rejestracja: 21 lut 2018, 13:16

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Passat_EQ »

Mam dluzsza chwile to rozwine z amperozwojami. Silniki DC maja komutacje mechaniczna i przezcaly okres pracy danej sekcji uzwojen plynie przez niego prad. Gdy silnik stoi to prad taki jak wynika z rezystancji, gdy sie obraca prad spada bo rosnie impedancja. Gdy sie obraca z oporem (np powietrza) impedancja spada ale w teorii nie spada ponizej wartosci rezystancji. Czyli znajac R uzwojen mozna policzyc ze przy jakims pradzie na samych drutach odlozy sie jakas ilosc watow nawet jesli z silnika wyjmiemy magnesy, niemal jak na zarowce.
Druga sprawa z amperozwojami. Mozna zrobic silnik o nawoju 100zwojow i puscic przez niego 1Amper i uzyskamy ta sama moc co przez silnik o jednym zwoju puscimy 100A albo przez silnik o 4zwojach (mxus 16x4) puscimy 25A.
Badz kolejna kombinacja czyli mozna przez silnik bldc o 100zwojach puscic 2ampery ale sygnalem pwm o wypelnieniu 50%, i analogicznie 50A przez ten 4zwoje z wypelnieniem 50%, albo 250A z wypelnieniem 10%.
Dla tych co nie kąsaja sygnalu pwm, w wkrocie powien ze ,wyglada na wykresie jak grzebien. Tak jakby ogrzewac chate dynamitem, odpalajac laske jedna po drugien co pol godziny, a sygnal ciagly to jakby normalnie palic bez przerwy w piecu ;)))
Tu stajemy przed kompromisen bo 100zwojow grubego jak palec drutu nie wejdzie, wiec drut musi miec stosownie mala srednice a wiec i duza rezystancje wiec znow duze straty
Ewentualnie gruby drut ale malo zwojow.
To rozwiazanie ma mega mala rezystancje uzwojen i liczac z pradu stalego to juz przy 1v wychodzi kilkadziesiat watow mocy odlozonej na silniku. Wiec musi on byc zasilany sygnalem szybkozmiennym. Podobnie jak transformator sieciowy. Uzwojenie wejsciowe to drut, ktory dla napiecia stalego moze stanowic realne obciazenie, natomiast dla 50hz juz niemal zerowe. Wiadomo ze trafo halogenowe nie ciagnie pradu poki zarowek nie podlaczymy, podbnie tutaj. Tu wlasnie furtka otworzyla sie w momencie rozkminienia sygnalu pwm czyli mikro impulsach wpuszczanych w silnik z relatywnie dlugimi pauzami, ale mega czesto na sekunde na poziokie impuls-pauza np. 18tys razy ba sekunde. Problemem tez byla technologia tranzystorow. Olbrzymie prady wymagaly odpowiednich tranzystorow o takze malej rezystancji. Jesli tranzystor mialby rezystancje rowna rezystancji uzwojenia, ktore juz mialo mala rezystancje jak na owczesny stan techniki polprzewodnikowej, to ilosc ciepla odlozona na silniku bylaby rowna tej odlozonej na tranzystorze. Tu z pomoca przyszly tranzystory polowe nazywane potocznie mosfetami. Jeden taki mozemiec rezystancje po otwarciu kanalu na poziomie 0,005ohm a ich rownolegle polaczenie stosownie mniej.
Z gory mowie ze to nie jest nawet 5% zagadnienia bldc bo sprobowalem opisac zasilanie uzwojenia a dochodza jeszcze kwestie kombinacji sygnalow z 3faz, wektorowe itd.
Chcialem jedynie wykazac roznice w budowie dc i bldc
Passat_EQ
Forumowicz
Posty: 120
Rejestracja: 21 lut 2018, 13:16

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Passat_EQ »

Mam jeszcze wolna chwile to napisze posta pod postem w odpowiedzi na glowne pytanie.
Silniki bldc nie zdominowaly dc w rowerach ale wszedzie. Sa w pralkach, odtwarzaczach dvd, nawet we wkretarkach.
Ich glowna zaleta to duzo wieksza kontrola nad momentem i predkoscia obrotowa czyli moca ktora jest iloczynem tych dwoch wartosci.
W prawdzie w silnikach DC bardzo latwo operuje sie moca, bo wystarczy kontrolowac napiecie badz prad, ale w przypadku zmiany obciazenia ich obroty zmieniaja sie mimo braku zmiany warunkow zasilania. Z drugiej strony zmiana warunkow zasilania tez wplywa na obroty. Moze ktos jeszcze pamieta walkmeny ktore zamulaly pod koniec pradu w bateriach.
W przypadku bldc potrzebny jest mikrokontroler, ktory wiele lat temu nie byl tak powszechny jak dzisiaj. Nie byl tez tak tani. Dodatkowo algorytm sterowania byl mega skomplikowany. Dzis podejrzewam, ze znajdziemy gimnazjaliste co sobie go napisal na komorce na przerwie obiadowej. Sytuacja jest analogiczna do rozwoju silnika diesla. Kiedys paliwo kapalo. Im wiecej paliwa tym wiecej mocy. Dzisian mamy listwy wtryskowe po 1000barow, piezo wtryski, ktore juz nie kapia tylko jedna "kropelke" dawkuja na 5 razy w roznych odstepach i roznej ilosci. Zmienia sie tez cisnienie w listwie wtryskowej zaleznie jak trzeba. Wszystko bardzo skomplikowane , ale efekty zauwazalne.
Awatar użytkownika
EV-Maniak
Forumowicz
Posty: 3031
Rejestracja: 21 lut 2018, 9:45
Lokalizacja: Lublin

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: EV-Maniak »

henio-DS pisze:
23 mar 2018, 10:51
Pytanie:

Czy istniej silnik BLDC ale o małej średnicy, a za to szeroki? Coś podobnego do DC z gabarytów, ale pracującego na zasadzie BLDC. Wydaje się, że taki silnik byłby idealny do MIDA. A w MIDZIE wiadomo - odchodzi nieamortyzowany element napędowy - czyli silnik w tylnym kole.
Sietas pisze:
29 kwie 2018, 7:35
Ano są takie silniki

Obrazek
Dzięki Sietas ;)
tatar pisze:
17 kwie 2018, 18:27
MID/middrive/ z silnikiem w tylnym kole ? Nobel za pomysł ;)
@ tatar,
Nie o to mi chodziło.
Myślałem o tym by taki ślinik ( BLDC ) dać do MIDA ale na środku w ramie, a napęd przenieść na mega mocnym łańcuchu.
Jakby taki ślinik miał jeszcze dobre, nie awaryjne przełożenie ( choćby tylko 2 biegi ) to by było mistrzostwo - fuzja tego co najlepsze od HUBA w MIDZIE.
Sietas
Forumowicz
Posty: 408
Rejestracja: 20 lut 2018, 0:11

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: Sietas »

Takie konstrukcje już były, ale robili to ludzie którzy mają sprzęt i kilka ebikeów na koncie. Zapewniam, że w tym midzie co pokazałem nie są potrzebne żadne biegi
QVEJT
Nowicjusz
Posty: 16
Rejestracja: 09 cze 2019, 17:24

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: QVEJT »

Witajcie
Kupiłem sobie rower trójkołowy na tzw alufelgach
Myślę nad tym żeby mu zamontować silnik jak w linku https://allegro.pl/oferta/zestaw-konwer ... 8109984905 czy to dobry pomysł? Czy odradzanie? Zamierzam również zamontować migacze LED i postojowymi z stopem czyli też 3 lub 4w 1. Jaki do tego akumulator kupić? Jeśli macie jakieś inne propozycje śmiało poczytam po oglądam
Pozdrawiam
QVEJT
automoto95
Forumowicz
Posty: 55
Rejestracja: 03 maja 2020, 21:01

Re: Silnik DC vs BLDC

Post autor: automoto95 »

Sietas pisze:
30 kwie 2018, 14:02
Takie konstrukcje już były, ale robili to ludzie którzy mają sprzęt i kilka ebikeów na koncie. Zapewniam, że w tym midzie co pokazałem nie są potrzebne żadne biegi
Niestety to jest właśnie błąd bo biegi nadal są potrzebne przynajmniej 2 i to jest głupotą producentów silników mid że nie dają do żadnych silników przekładni dwubiegowej dzięki temu można bardzo dobrze wykorzystać silnik osiągając dużo większe prędkości a na 1 biegu w terenie nie grzać silnika i pokonywać jednocześnie strome podjazdy szkoda się nie można nigdzie kupic takiego silnika .
ODPOWIEDZ