Комментарии 256
Очень интересно, спасибо.
Если все получается успешно, рынок для вашей системы большой? Или придется долго и упорно биться?
В детстве бабушка с дедушкой жили недалеко от карьера, поэтому часто приходилось видеть БелАЗы. Правда, не знаю, какой массы, вряд ли на 450 т, но все равно размеры очень впечатляли.
Сложно представить, как на таком авто чинят пробитое колесо, например.
Так все же на них есть механические тормоза?
#geekporn кстати
Тут же упрощённо даётся тяга в другую сторону.
ipaat.livejournal.com/363825.html#cutid1
Поэтому, не могли бы вы уточнить, что «конкретное» в этом случае, а что «off-the-shelf» хоть и не Ашановской.
Самолетные и ракетные двигатели тоже в Ашане не продаются, но часто под конкретный типоразмер интегрируют подходящий двигатель.
Запасать энергию можно не только в аккумуляторы.
Например в маховик с двигателем-генератором.
PS. Простите!
P.S. — понимаю размеры этого эпического «одеяла» будут огромные, но все таки как теоретический вариант?
Интересные расчёты с литиевыми батарейками. Получается, что батареи 85кВт*ч от "Теслы" хватит на 1 рейс 90-тонника (на том "небольшом" карьере, естественно), и даже без рекуперации.
Интересно, можно ли решить вопрос быстрой зарядки сменой батарей?
(на глубоких карьерах вопрос электротранспорта актуален ещё и потому, что они плохо проветриваются, а CO2 оседает вниз)
Если станция по замене батарей будет стационарной, то это не вариант, а если мобильной… то это прям неведомую вундервафлю надо проектировать, переводить целый парк машин на батарейки, чтобы было экономически выгодно, и строить около карьера подстанцию на десятки МВт для зарядки стопки батарей. В общем, вопрос в теории интересный, но на практике едва ли кроме Илона Маска за такое взялся бы.
Станцию (стационарную, естественно) по замене батарей можно размещать где-то около пути между карьером и отвалами. Сейчас же размещают хранилища топлива на территории предприятий.
Но эту всю логистику, конечно, нужно считать для конкретных случаев.
Хранилища топлива есть — но с топливом легче: используют топливозаправщики — очень мобильно.
А то и как вон в комментах пишут — на длинных стабильных участках дороги машинка едет как троллейбус, подзаряжая батарейку, а снизу/сверху — на батарейках последние десятки метров.
Сейчас конечно это кажется фантастикой, но я уверен, что через 10 лет будет как-то так.
Батарейки очень тяжелые и для самосвала нужна будет ну очень тяжелая батарейка, а значит самосвал будет терять грузоподъемность. делайте выводы дальше сами. Нужно более интересное решение по зарядке (ну не знаю — троллейбус, хотя пытались такое замутить) или «легкую» батарею.
Это не куча.
Почему-то массу батареек посчитали, а вот массу дизеля, генератора и бензобака вычесть забыли.
Может кто более знающий проходить будет мимо- напишите ориентировочные объемы топливных баков таких машин.
Не представляю, как была реализована подача питания при подъезде к экскаватору — последние метров 30. Экскаватор-то постоянно перемещается (но за ним всё же таскают его кабель питания). Отключать от воздушных проводов и подключать к розетке что ли? Выглядит медленно и небезопасно..
Статья просто шикарнейшая!
Почти мегаваттный генератор в автомобиле — шик!
9-фазные движки и управление ними — это же просто сказка! ;)))
Дорогие друзья!
Обратите, пожалуйста, особое внимание: решение, описанное в статье, минимум в 4-5 раз сложнее того, что применяется в любом серийном электромобиле.
По сути — отличная вводная статья в структуру мощных электроприводов и вообще, во всё такое.
Автору — огромнейшее спасибо!
P.S. Интересно будет узнать, как вы на подъём с грузом на низких оборотах трогались — как себя авто при первых пусках "чувствовало". :)
Дорогие друзья!
Обратите, пожалуйста, особое внимание: решение, описанное в статье, минимум в 4-5 раз сложнее того, что применяется в любом серийном электромобиле.
Я думаю, что везде свои сложности. В автомобиле мотор 350 кВт имеет раз в десять меньшие размеры, а преобразователь к нему — размером с ладонь. Понятно, что эта мощность — пиковая, но вопросы компоновки элементов такой мощности в кузове легкового автомобиля решены далеко не всеми автопроизводителями.
батарейка на плате 2032 — тоже
конденсаторы электролитические не lowesr
транзисторы плате можно было корпусом к металлу корпуса, для рассеивания тепла или радиаторы наверх
у бош рексрота подобный контроллер в алюминии, новая модель ещё и меньше в размерах
Батарейка нужна для журнала аварий, на основной функционал не влияет.
Конденсаторы lowesr при большой температуре имеют низкий срок службы, есть планы переходить на керамику.
Все приборные питания и интерфесы связи у нас гальванически развязаны, от сварки ни разу ничего не горело, только если от неверного монтажа.
По передачи тепла транзисторов на корпус — это усложняет сборку изделия, по нашему тепловому расчету в данной конструкции этого не требуется.
Но в инженерном плане всегда есть куда развиваться. Бошевские контроллеры тоже в руках крутим и учимся, но до них пока далеко, как и до такой массовости производства.
Скажите, винты с прямым шлицом, это требование, или просто любовь к теплым ламповым прямошлицевым винтам с хреновым исполнением этого самого шлица?
При этом, что дополнительно удивляет- наличие рядом прогрессивных винтов со шлицом типа «внутренний шестигранник».
А еще конденсаторы циллиндрические, смонтированные с примененим проволочной стяжки, это потому, что при стандартном монтаже может оторвать при ударном ускорении, или как и в случае с прямошлицевыми винтами?
ЗЫ: Я дико впечатлен прочитанным, люто аплодирую, рад, что в закромах родины есть такие люди и такие организации!!!..
Для всех плат и преобразователей разработана методика тестирования, ведется база данных для каждого контроллера со всей его историей по изготовлению, тестированию, установке в изделие и ремонтам. Но вообще да, в плане производственной бюрократии нам есть ещё куда расти.
Водителей конечно больше потребуется, но и требования к ним пониже — попробуй найти водителя белаза, а водителей грузовиков — полно.
Зато можно делать дороги меньше, отказ одной машины не критичен.
Но зачем-то же были придуманы ВУ для самоходов в которые засунули трактористов, комбайнеров, водителей внедорожников и прочих самоходок не предназначенных к передвижению по дорогам общего пользования (исключив военных и прочих армейцев).
Что-то тут неспроста думаю.
Белаз при всем желании далеко не уедет…
Вообще, если за руль такого монстра посадить неумёху, так он и в карьере делов наделает, а в/у — хоть какое-то подтверждение водительских навыков.
Карьерные самосвалы грузоподъемностью 320-360 тонн предназначены для перевозки горной массы в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
БелАЗ-75710 — самый большой в мире самосвал грузоподъёмностью 450 тонн.
Тот, что на моих снимках – это вторая машина. Ее уже второй год тестируют и совершенствуют по результатам работы первого БелАЗа-75710. Работа идет постоянно, так что второй экземпляр – это уже несколько другая модель. Модернизированная. Кстати, мы как раз застали момент очередных испытаний – в кабину полез водитель, как раз когда проходила фотосессия у того самого большого в мире колеса, т.е. у этого, диаметром 4 метра:
ipaat.livejournal.com/363602.html
В подмосковье много карьеров — там бывает, что маршруты белазов пересекают обычные дроги.
Больше единиц транспорта — больше геммора.
habr.com/company/croc/blog/318184
Pillerы
xn--90afm3a.xn--p1ai/products/dynamic
А здесь даже не грузовой, а карьерный, сверхтяжи. Им такой маховик не заметить при всём желании. Скорости черепашьи, массы — сотни тонн.
Так что именно для карьерных — это удачная идея.
А на взгляд обывателя — вертикально располагать маховик малореально — опорные подшипники (и верхний и нижний) при езде по подъемам/спускам долго не проживут, а при горизонтальном расположении тряска по вертикали с учетом массы маховика может дать серьезные нагрузки на несущие элементы.
Достаточно поставить 2 маховика, вращающиеся в противоположные стороны.
Так что именно для карьерных — это удачная идея.
Вряд ли. В карьере постоянные перепады уклона поверхности, повороты, специфическое покрытие дорог (булыжники), при погрузке машину очень сильно шатает, несмотря на предосторожности экскаваторщика. И эти колебания в трёх осях. Подвес маховика будет сложным. КПД небольшим.
В случае аварии маховик может перелететь через берму и улететь вниз, не только неся с собой накопленную энергию, но и набирая её при падении. Просто самосвалу перелететь через берму сложнее.
Даже X1 стоит в двое дороже самой дорогой лады.
Не говоря уж о том, что моторы N42,N43 и другие четверки малолитражные у BMW ненадежный мусор, который в среднем ходит меньше 150 000. В тоже время ВАЗовские стандартные моторы, особенно те, что до приоры очень и очень надежные, спокойно живущие по 300-400 000.
Это я всё к чему пишу: не надо метафор и примеров. В 99% случаев они не упрощают мысль, а лишь искажают.
Я говорил про не корректное использование метафор.
А вы привели сравнение на уровне «бизнес класс круче бюджетных машин». ЧТо не отражает вашу изначальную мысль вообще никак.
Поэтому для ускорения сроков разработки и для унификации с другим производимым оборудованием было принято использовать такие, избыточные, но проверенные временем контроллеры.
Вроде говорите про унификацию, но тем не менее используете 3 разных контроллера (TMS320F2810, TMS320F28335, К1921ВК01Т)
А то можно так сказать, что у меня трансмиссия тянется от генератора на электростанции до моторчика на моем HDD, что не есть правильно.
А то можно так сказать, что у меня трансмиссия тянется от генератора на электростанции до моторчика на моем HDD, что не есть правильно.
Сказать-то можно, только вот КПД этой трансмиссии будет около-нулевым, большая часть выработанной энергии не дойдет до вашего моторчика. А тут — доходит, и с неплохим кпд.
Труъ трансмиссия безусловно включает в себя преобразователи. В случае механики это коробка передач, главная передача, бортовые (колёсные) передачи.
Технически дизель глушить проблемы нет, но усложнение машины для обеспечения работы гидравлики несравнимо с экономией от глушеного дизеля. Кроме того, ресурс дищеля если не глушить будет выше, как с точки зрения старт-стопов, так и термоциклирования. На этих машинах дизеля вообще не глушат, пока что-то не сломается. Всегда работают.
В статье написано про ионисторы. Про затраты, риск и экономию.
Сейчас машина прошла около 20 000км и продолжает эксплуатироватьсяЧисто из интереса: вам заплатили? Контракт на поставки заключили? Или все абяцанками кормят?
Вы так спрашиваете, как будто электрическая трансмиссия — какая-то инновация, за которую разработчик платит. Но это довольно старая, проверенная технология. Весьма надёжная, с хорошим КПД. На водяных мельницах электрическую трансмиссию ещё полтора века (!) назад ставили.
Описываемая разработка — очередная из сотен (может быть, десятков) подобных. Таких БелАЗ'ов и CAT'ов тысячи ездят.
Но вот подобных статей на эту тематику я раньше не встречал)
Так что было бы очень интересно почитать о новых БелАЗах гибридных, которые можно было бы продавать экономным европейцам, получая заодно бонусы от зелёных.
мелких манёвров
Манёвры сведены к минимуму. Есть несколько типовых схем подъезда к экскаватору для загрузки (пара поворотов — секунд 20-40, субъективно), очередь на загрузку короткая за счёт отлаженности "конвейера". Это не в пробках стоять. А как загрузили — сразу полная мощность на подъём идёт. Вряд ли что-то существенное можно сэкономить.
Да и контроллеры выглядят дорогими, может быть можно какую-нибудь распберри с переходником влепить?
А так, статья интересная, но можно было бы конечно писать больше технических подробностей — например, почему именно механические трансмиссии плохо работают на таких нагрузках. Тут все таки аудитория, которая знакома с физикой и математикой.
По механике. Я могу написать где и как электротрансмиссия работает, но по механике… увы, не специалист. В следующих статьях будут подробости по электрике.
может быть можно какую-нибудь распберри с переходником влепить?
Разве только как плеер, чтобы кино водителю показывать в перерыв.
Linux (тем более тот, который стоит в таких изделиях) не относится к RTOS, не говоря уже о том, что его код никто не тестировал на соответствие MISRA (и скорее всего он таки не соответствует этому стандарту). Кроме того, такие громадные ОС избыточно сложны. Ошибки в них — обычное дело. Исправить их все — нереально, при этом, разумеется, никто не может гарантировать, что в какой-то момент они не сложатся так, что подвесят систему. При этом зависание такой системы неизбежно выльется в самый настоящий, физический бабах на сотни тысяч рублей.
Так что нет. Ну и не говоря уже о том, что сам по себе процессор одноплатника не подходит для таких задач по причине отсутствия нужной периферии в нужном количестве.
Далее. Важна даже не столько скорость реакции, сколько предсказуемость времени отклика; это ключевое требование, предъявляемое к RTOS. Такая предсказуемость позволяет верно спроектировать аппаратную защиту в расчете на самый худший случай. Пускай система реагирует за 1 мс, но она должна всегда реагировать за 1 мс, а не так, как десктопный Linux — если повезет, за 100 мкс, а если не повезет — за две секунды.
Ну и конечно, надежность. Причем начиная с уровня плат. Там кто-то выше писал про сварку — нет никакой гарантии, что как раз таки дешевый одноплатник, ориентированный на потребительский рынок, не начнет сбоить в условиях промышленных помех. Там упор на технологичность и удешевление в условиях массового производства, а здесь требуется прежде всего надежность и долговечность.
Есть и еще масса причин — одноплатники строятся на основе печатных плат с большим количеством слоев (в Raspberry Pi — не меньше шести слоев), а чем больше слоев в плате, тем у нее хуже дела с устойчивостью к термоциклированию и вибрациям; в потребительской электронике часто не выполняют помехоустойчивую трассировку линий тактирования и т.п.
А не кажется ли вам интересной мысль запилить самоходный БЕЛАЗ? На сколько я помню логистику одного из карьеров в Осколе, это не должно быть слишком трудно. Особого траффика там нет, развести машины в карьере не должно вызывать трудностей. По факту идеальные условия для роботезированной техники. Ну и батарейка всегда «в кармане».
я понимаю, что копейки. Не понимаю только зачем это на данном, несовершенном технологическим уровне
На самом деле уровень для таких машин уже самый подходящий. Это не плохо освещенная улица со старушками на велосипедах. Это предприятие, где самосвалы ходят по четким маршрутам, а работники карьера придерживаются жестких правил безопасности.
В статье есть ссылка на историю про полностью электрический самосвал, там на фото прототип автономного каматцу.
А вот опытный образец уже работает на кръере. www.youtube.com/watch?v=wmCSRg5p7-E
Думаю если Rio Tinto начали активное тестирование, значит смысл есть.
Ни и вообще
Покинем музей, выйдем из здания заводоуправления и направимся на «выставочную» площадку около него. Ту самую, куда пригоняют на всеобщее обозрение разную технику и которую можно увидеть из-за забора. Тут кому как повезет – можно увидеть и две-три машины, а можно и десяток – зависит от того, сколько видов продукции ожидает в настоящий момент времени отгрузки заказчику.
Посчитаем оптимистично — каждый день без праздников и выходных готово к отправке и сразу отправляется 10 единиц техники (10*365). Учтем что часть не поддается автоматизации вообще, но учитывать не будем.
Вы уж простите — но 3500 в год — это не то что не серия, это даже не мелкая серия.
И в таком масштабе говорить «размажется по серии»… гхммм… смешно как минимум.
Хотя, конечно, огромное количество разработки просто потеряются в цене одной машины и будут болтаться где-то в статье расходников — это да.
Сейчас с конвейера и стапелей завода сходит почти 60 машин в месяц – 700 штук в год. До лучших показателей советских времен — нескольких тысяч машин в год, конечно, далеко, но и 700 штук по нынешним временам, когда кризис подорвал горнодобывающую отрасль по всему миру, это немало. А если учесть, что некоторые из и без того немногих западных и восточных конкурентов БелАЗа вовсе остановили производство,
Т.е. получается, весь мировой рынок — это несколько тысяч единиц в год.
Это я все про «размажется по серии» размышляю… ;)
Другое дело, что вместо водителей по первой понадобится штат пусконаладчиков и пастухов для таких самосвалов… Но и это утонет в серии из тысячи машин.
Вроде бы даже я видел статьи про автономные образцы у каких-то производителей.
Вспомнился TerraMax от Oshkosh Corporation, проскакивал в TopGear и передачах по Discovery.
Да ещё когда рассказывают как у него внутри всё устроено
Эх, хоть в виртуале поездить на таком, в Giant Machines
всегда интересовало, что ощутит водитель белаза, если наедет случайно на жигуль
Разве что лёгкое чувство вины.
Неотвратимость втыка от начальства.
А ведь и правда, очень интересный вопрос!
Я так понимаю у вашего двигателя обмотка возбуждения на роторе? Если так, то у вас появляются контактные кольца, верно?
На ВИД НВ обмотка находится между двумя половинками ротора, но крепится к статору и не вращается, колец нет.
Кстати каков запас по транзисторам в %? Я так понимаю они параллельно стоят, не вылетают некоторые от того, что включаются на доли секунды раньше других?
И интересно про тестирование и отладку услышать. Спасибо
Так подробно в силовую часть в следующих статьях не планировалось вдаваться, но кое-что будет, да, про тестирование и отладку.
ориентировались по заявленным в даташите данным производителя
А какие там данные касательно срока службы?
так как делать какие-то расчеты в чужом и закрытом в конструкторском плане изделии
Нет, нет, я совсем не это имел ввиду. Обычно производитель IGBT предоставляет кривую термоциклов (график, показывающий сколько раз модуль может выдержать нагрев-охлаждение, прежде чем у него «поплывут» тепловые параметры. Чем больше перепад температур, тем меньшее кол-во циклов потребуется). Далее производитель соотносит эти данные с профилем нагрузки привода, оценив температуру радиатора, и рассчитывает ориентировочный срок службы инвертора до момента выхода IGBT из строя. Так вот AlSiC модули выдерживают на порядок большее кол-во этих циклов по сравнению с медью, именно поэтому крупные производители типа Liebherr используют исключительно керамику.
Я ведь не из праздного интереса заостряю внимание на этом моменте, некоторые производители имеют сейчас серьезные проблемы с описанной выше ситуацией. Модули «летят» уже через 2-3 года из-за высокого температурного износа.
Cпокойно заряжаются от -30 до +50 градусов, держат заряд 1-6С имеют 20000-30000 циклов.
НА карьерах его полно, на заводах его сжигают.
Вроде как более экологичен.
Даже для автобусов метан пока не везде оправдан, а для такой специфической техники, как мне кажется, и подавно.
Собрать и использовать его — задачка, которую даже прижимистые японцы не осилили.
Экскурсоводы тоже супер!
Прекрасная статья и комментарии!
Добрый день! Несколько вопросов:
1)А можно управлять этим двигателем используя классический foc(используя ПО от pmsm, добавив возбуждение)?
2)А не напишите какие драйверы используете на ключах
3)Управление с датчиком или бездатчиковое(есть ли решения для бездатчикового регулирования)
4)Вы приглашает в магистратуру, а какие зарплаты в данном направлении? сфера эта(программирование привода) не востребованна на рынке труда; какая у Вас зарплата, если не секрет?
1. Да, так и управляем, обычным векторным управлением с добавленным возбуждением.
2. Я программист, точно не помню, но с большой вероятностью концептовские.
3. Сейчас датчиковое, но уже испытываем в лаборатории бездатчиковое (включая нулевую скорость).
4. Ну у хороших специалистов больше 100 т.р.
1)А Перед запуском СУ двигатель нужно выставлять в нулевую позицию, как СД? Или Вы ее определяете по разности индуктивности
2)А на каком принципе безатчиковое строится: по противоЭДС или инжекция высокочастотная
3)Я смотрел на хх и не нашел ни одной вакансии по программированию привода, поэтому и спрашиваю после магистратуры куда идти, к Вам реально устроится?
4)Раскажите, пожалуйста, почему двигатели типа srm так не популярны за рубежом и в России?
5)На Ваш взгляд ВИД в тяговом исполнении перспективней АД?
2. Если говорить о бездатчиковой, то на низких скоростях делается по высокочастотной инжекции, на высокой по противоЭДС.
3. Фирм много, на многих заводах есть отделы электропривода, надо искать в интернете интересующие предприятия, звонить в отдел кадров.
4. Потому что для классического SRM нужен специализированный преобразователь для формирования импульсов постоянного тока. Его неудобно делать, текущая элементная база заточена под «стойки», и часть транзисторов получается неиспользуемой. Ну и к тому же все боятся пульсаций момента классического SRM, ни в какой задаче пульсаций не хотят.
5. Кто что научился делать, тот то и делает. У каждого двигателя свои достоинства и недостатки, каких у кого больше — спекулятивный вопрос.
Все же интересно знать Ваше мнение по поводу сравнения АД на ВИД в плане тяговых характеристик и надежности
Что касается работы на низких скоростях, я почитал теорию и 1)нужна разность индуктивностей по оси d и q...2) У ВиДа индуктивности равны, поэтому вопрос как применять инжекцию, плюс нужен момент на околонулевых скоростях… 3)Или Вы закладываете разность индуктивностей в конструкцию ротора...4) Плюс еще потери от инжекции
А в контроллере верхнего уровня стоит доругащая traco power, это необходимость в таком запасе мощности? или копейки для единицы выпускаемой продукции? Есть хорошие (дешевле) решения на TPSXXX. Но да, traco очень надежный dc/dc.
Проблем с TMS320F28335 в плане где достать на горизонте не наблюдается?
Ещё большая масса уже однозначно за электрикой, а более мелкие машины пока за механикой (гидравликой).
Это не совсем так. Есть гидромеханический Caterpillar 797F грузоподъёмностью 400 тон. Но кроме Катерпиллара больше никто так не делает.
Как мы делали БелАЗ. Часть 1 – Железо