Эдуард, хочу поблагодарить за развернутый ответ. К сожалению, с каждым десятилетием у нас все меньше людей которые могут дать развернутый профессиональный ответ с настолько полезной информацией без воды и посторонних тем
Тут на форумах много людей, действительно хорошо и практически разбирающихся в цифре. А мои объяснения черпаются из книг 1960-1980 г.г. по основам электромеханики, и из интуитивных представлений, - и вообще я гуманитарий)))), - поэтому на некоторые Ваши вопросы по цифре у меня нет ответов, а есть только общие теоретические представления.
*ИМХО вы рискуете постановкой непосильной задачи, ради которой нужно писать как минимум курсовую или дипломную работу, делать лабораторные работы, снимать семейства графиков на испытательных стендах, и выводить статистические результаты. На практике у Вас "простор для блужданий" ограничен простыми практическими факторами: а) бюджетом на новый двигатель, б) доступностью разных артикулов двигателей (новые максоны/фаульхаберы стоят иррациональных денег, а те, которые доступны по деньгам, не всегда попадают в желаемую размерность или параметры, в) свободным местом, имеющимся внутри модели для двигателя и маховика, г) уже существующим редуктором, д) существующей массой модели, которую не получится нарастить для увеличения инерции, тяги, и улучшения контакта с рельсами, е) временем, которые Вы (и окружающие) готовы потратить на исследование вопроса и воплощение проекта.
Ток мотора-«чемпиона» для декодера и остального оборудования не слишком большой?
Да, это фактор, требующий проверки. В Вашей таблице двигателей нужно смотреть на строку "номинальный (макс.длительный) ток". И сравнивать с предельными параметрами декодеров. Вроде бы даже скромные базовые декодеры должны (на бумаге) выдерживать токи до 1 А. В самой правой колонке двигатель-чемпион показывает 1,28 А. Ну, значит, нужно искать подходящий декодер.
В табличке двигатели с разницей в 2 раза, разве это не компенсирует провал по ним 24 вольтовых моторов как таковых?
Не очень понял этот вопрос.
Какое количество оборотов должно быть у стандартных модельных локомотивов, в частности данного, учитывая максимальную скорость прототипа в 45 км/ч?
Ну, батенька, на тонкий лед ступаете ))) До такой степень откатываться к ликбезу опасно, ибо многабукаф... Вот тут была тема:
viewtopic.php?f=11&t=472
Почему слабая тяга на всех режимах, у нас же вилка до 22 вольт, разве нет?
Не путайте: мое объяснение касалось 12-вольтового стенда постоянного тока. Естественно, что 24-вольтовый двигатель при 12-вольтовом питании работает вполсилы, поэтому я и написал, что у такого двигателя на стенде будет тяга слабая (в диапазоне от 0 до 12 В).
А какое напряжение должно быть? Разве режимы на двигателях из таблички не отличаются друг от друга? В чем будет проблема, даже если будет большее напряжение для старта чем у 12 вольтового?
На такие вопросы мне отвечать затруднительно, ибо они непонятно сформулированы. Постараюсь догадаться. Удостоверьтесь, что Вы понимаете, что такое ШИМ (широтно-импульсная модуляция) управления двигателем, и что такое ее амплитуда, скважность импульсов, и что такое среднее эффективное значение выходного напряжения при ШИМ. А также - что такое магнитный поток в катушке индуктивности (в роторе двигателя), и как он связан с величиной тока, протекающего по катушке. И как величина тока через катушку связана с напряжением на ее выводах - в неподвижной катушке и в катушке, движущейся в магнитном поле.
Вам нужен ползучий режим малого хода. Значит, ваш декодер в таком режиме будет выдавать не "напряжение", а импульсы ШИМ с очень малой скважностью. На осциллограмме это выглядит как один узкий столбик импульса (амплитудой 22 В), а потом длинная пауза (нулевое напряжение). Допустим, 10 миллисекунд импульс, и потом 90 миллисекунд пауза. Потом снова импульс - пауза - импульс - пауза... Это называется "скважность импульса 0,1" (или удобнее пользоваться выражением "коэффициент заполнения импульса 10%"). Можно ли сказать, что на клеммах двигателя будет 22 вольта ? Ответ "
да, именно таково будет мгновенное значение напряжения на клеммах, но только в течение 10% времени". Остальные 90% времени питание на двигатель НЕ подается, и он в эти моменты либо стоит, либо крутится по инерции. Электродвигатель (особенно с маховиком), как инерционная система, будет "усреднять" такое питание, и будет вращаться со скоростью 10% (пишу так для простоты, на самом деле на это влияют много факторов) от той скорости, с которой он бы вращался при с скважности ШИМ = 1. Иными словами, наш двигатель вращается так, как если бы его питали постоянным напряжением 10% от 22 вольт, то есть 2,2 В. То есть будет вращаться медленно. Если декодер еще снизит скважность (допустим 5% вместо 10%), то можно считать, что двигатель работает на 22 х 5% = 1,1-вольтовом питании. На постоянном токе «хороший» двигатель (5-полюсный, 7-полюсный, фаульхабер) на таком напряжении уже будет вращаться при таком напряжении на клеммах. А «плохой» (например, дешевый трехполюсный двигатель) либо еще не начнет вращаться (потому что сила электромагнитной индукции еще не превысит в нем силу постоянных магнитов, удерживающих полюса ротора вдоль своих силовых линий, а также под действием сил сопротивления/трения), либо будет вращаться неуверенно, и останавливаясь про малейшем подтормаживании внешними силами.
По сравнению с постоянным током, на цифровом управлении и ШИМ происходят более сложные процессы, учитывающие противо-ЭДС, и поэтому можно заставить тронуться и медленно крутиться даже плохой двигатель, чего невозможно достичь на постоянке.
В общем, все эти объяснения нужны для того, чтобы показать, что при малой скважности питающих импульсов можно говорить только об «усредненном» напряжении на клеммах двигателя, и чем на меньшем напряжении Ваш двигатель способен тронуться с места на постоянном токе, тем увереннее он будет трогать поезд на маневровом режиме (как на DC, так и на DCC). Соответственно, 12-вольтовый двигатель будет трогаться увереннее, чем 24-вольтовый.
Не очень прояснил для себя эту тему, тем более что редуктор менять не хотелось бы, а Вы сами написали, что на клеммах двигателя выдается порядка 22 вольт. Он же не должен разгоняться до скорого поезда.
Редуктор мы договорились не менять. 22 вольта - это амплитуда цифрового сигнала на рельсах. Если такой сигнал выпрямить мостовым выпрямителем или мостовой транзисторной схемой, то да - на клеммах двигателя будет примерно 20-22 В. Но эта ситуация будет иметь место только если скважность импульсов ШИМ будет около 1 (коэфф.заполнения 100%) - что соответствует полному ходу на пульте цифрового управления). Как раз «скорый поезд»… Но в Вашем проекте этот режим не сильно интересует, т.к. мы на перегон не выезжаем, и Ваш локомотив просто должен уметь выдержать аварийную (ошибочную) кратковременную подачу полного напряжения на 10-20 секунд и не задымиться.
Меня, по сути, 24 вольтовые двигатели интересуют как раз с точки зрения запаса мощности и соответственно плавности-выносливости на старте, чтобы они скользили, а не катились крошечными шажками. Разве это не дает рычаг запаса плавности на малых скоростях? Просто хочу увидеть идеал 12 в своими глазами, но пока не видел.
Все это понятно, комментировать не будем. Я тоже живу такой мечтой ))))
под действием центробежной силы витки обмотки стремятся сползти с ротора. Это то, что указывается в таблице как максимальные обороты? То есть предел после которого мотор разрушается?
В общем случае — это обороты, при которых разработчик гарантирует безотказную работу в течение некого назначенного им срока. Это еще не «разрушение». На практике есть много дополнительных факторов: если двигатель создавался для авиации/космоса/военки, то он обычно способен выдерживать чуть ли не 3-кратную кратковременную перегрузку и не разрушиться. Если таких запасов прочности разработчик не закладывал в конструкцию (например, двигатель для зубной щетки или кассетного плеера, то двигатель может выйти из строя уже и при 20-30% превышении режима, - тупо из-за перегрева и сползания размякшей обмотки. Я слышал, что бывают двигатели, которые запрещено включать на номинал без механической нагрузки, потому что они на холостом ходу раскручиваются до опасных величин. Но видимо это касается каких-то крупных двигателей, где центробежные силы действительно могут стать чрезмерными для данного типа ротора и обмотки.
Задача создать локомотив максимально приближенный по динамике к прототипу с идеально плавным стартом от 0 км/ч, образец плавности и бесшумности тот, что на видео с 24в максоном. Пока что альтернативы игрушечные. А для меня поезд это прежде всего его ощущение в жизни, когда движение еще не чувствуется, но уже есть.
Ответил выше в первом параграфе со звездочкой )))). Но если вместо сердца – пламенный мотор, - то надо стремиться к цели)))
