Максимизация тяги на низких оборотах

[zap]

В наличии имеется два авиамодельных моторчика TURNIGY 50-65D 270kv Outrunner.
Моторчики, как можно заметить, небольшие - диаметр 5см, длина корпуса 6.5см, 14 полюсов, 11 магнитов (вроде, щас не помню точно).
Оптимальные обороты, как у всех авиадвигателей, очень высокие - в районе 6000.

Вопрос - можно ли как-то соптимизировать параметры обмотки с тем, чтобы получить приличный КПД и высокую тягу на относительно низких оборотах? Под низкими я имею в виду ну хотя бы 1000-1500 оборотов в минуту. Получать с них при этом хочется хотя бы ватт 200-300, можно больше

Или обмоткой тут ничего изменить нельзя, это всё конструктивные ограничения и с каким статором/ротором мотор родился, с такими параметрами ему и жить?

[nikvic]

""Оставь надежду всяк, сюда входящий

Всё, что можно сделать перемоткой,  можно сделать и напряжением.

На диаграмме  момент\обороты область приличных КПД - "облако" вокруг прямой М=а*обороты - М0.

Иными словами, уменьшив обороты в 6 раз и желая сохранить КПД , должно в 6 раз уменьшить ток - и в 36раз мощность.

[zap]

Ага, я где-то читал, что у этих двигателей мощность порядка 3 кВт, значит ~100 ватт на 1000 об/мин из них всë-таки можно вытянуть.

Не фонтан, да. Придëтся максимизировать коэффициент редуктора.

[aleks17121960]

Судя по даташиту,моторчик 2кВт при 9000об/мин.(если КПД за 80% принять)

[zap]

А где Вы даташит на него нашли? Я тоже хочу!

Что меня в его конструкции напрягает, так это то, что между магнитами у него довольно-таки значительное расстояние, в отличие от М-К, где магниты наклеены впритык. Видать, экономят магниты за счёт эффективности. Можно было бы наклеить магнитов в полтора-два раза больше.

P.S. Отвечу сам на свой вопрос: в каментах была ссылка на оригинал, с которого данный мотор передран:
http://www.scorpionsystem.com/catalog/motors/s40/s-4035-250KV/
Там же есть и даташит.

Stator Diameter	40.0 mm (1.575 in)
Stator Thickness	35.0 mm (1.024 in)
No. of Stator Arms	12
Magnet Poles	14
Motor Wind	15 Turn Delta
Motor Wire	19-Strand 0.25mm
Motor Kv	250 RPM / Volt
No-Load Current (Io) @ 10 v	0.69 Amps
Motor Resistance (Rm)	0.037 Ohms
Max Continuous Current	65 Amps
Max Continuous Power	2700 Watts
Weight	465 Grams (16.40 oz)
Outside Diameter	48.9 mm (1.925 in)
Shaft Diameter	7.98 mm (0.30 in)
Body Length	63.3 mm (2.44 in)
Overall Shaft Length	94.5 mm (3.65 in)
Max Lipo Cell	12s
Motor Timing	5deg
Drive Frequency	8kHz

[tony16]

В наличии имеется два авиамодельных моторчика TURNIGY 50-65D 270kv Outrunner.
Моторчики, как можно заметить, небольшие - диаметр 5см, длина корпуса 6.5см, 14 полюсов, 11 магнитов (вроде, щас не помню точно).
Оптимальные обороты, как у всех авиадвигателей, очень высокие - в районе 6000.

Вопрос - можно ли как-то соптимизировать параметры обмотки с тем, чтобы получить приличный КПД и высокую тягу на относительно низких оборотах? Под низкими я имею в виду ну хотя бы 1000-1500 оборотов в минуту. Получать с них при этом хочется хотя бы ватт 200-300, можно больше

Или обмоткой тут ничего изменить нельзя, это всё конструктивные ограничения и с каким статором/ротором мотор родился, с такими параметрами ему и жить?

Давайте начнем с того что вероятнее всего эти движки как и все аутранеры изначально соединены в треугольник и простым переключением в звезду снижаем ток в 1.73 раза и его 270 kV вероятнее всего на такое же значение а то и вовсе в 2 раза.

О точно последнее сообщение не полностью прочитал
Motor Wind   15 Turn Delta

[aleks17121960]

Хитрые китаицы в даташите пишут мощность потребления,реально:-КПД.Можно пересчитать обмотки на в 7 раз большее индуктивное сопротивление,обороты упадут примерно в 2.6 раза при около 300Вт мощности,КПД возрастет немного(ток меньше)

[zap]

Обмотка сделана крайне халтурно, так что меня подмывает перемотать мотор хотя бы ради того, чтобы уложить витки более аккуратно.

Обмотка выполнена жгутом из 19 проводов диаметром 0.29мм (~1.25 мм^2), мне кажется, если взять провод потолще, например жгут из 4-х проводов диаметром 0.65мм (1.33 мм^2) получится, во-первых, аккуратнее всё уложить и, во-вторых, снизить сопротивление обмотки. И вообще, учитывая что мне надо максимум 3000 об/мин при питании 8S (29V), лучше увеличить количество витков до 40 на зубец (100 kV), а диаметр провода - уж сколько влезет.

Почему авиадвигатели мотают таким тонким проводом? Из-за высокой частоты вращения скин-эффект становится более выраженным? По идее, раз у меня обороты ниже, то ничего страшного в увеличении диаметра провода нет?

Кому интересно, ниже фотографии магнитов и статора, пока что через прорезь прицела Обратите внимание на расстояние между магнитами а также между зубцами статора. Не является ли это причиной снижения максимальной мощности двигателя, относительно его размера и веса?

И ещё непонятный вопрос, почему основная масса провода намотана ближе к центру двигателя, зубцы статора с обмоткой из-за этого даже имеют "грушеобразную" форму. Как мне кажется, наоборот надо основную массу провода располагать ближе к магнитам, именно там формируется поле, которое взаимодействует с магнитами.

[TRO]

Намотано тонким, чтобы в толстом на малых радиусах изгиба лак не трескался.
А намотка не толще к центру (это кажется), а одинаково распределена по катушке.
Если мотать на краю больше, то на торцах медь подымется, и может начать чиркать об чашку( с окнами которая).

[nikvic]

Обмотка должна рассеивать приличное тепло - отсюда и  одинаковая толщина. При переходе на мЕньшую мощность вполне можно занять почти всю площадь окна.
Распределение витков вдоль радиуса практического влияния на поле не оказывает.

[zap]

Намотано тонким, чтобы в толстом на малых радиусах изгиба лак не трескался.

Хм, возможно. Но я надеюсь, при аккуратной ручной намотке и лак толстого провода не потрескается. В М-К же мотают таким проводом, и ничего вроде. Я, правда, не смотрел ещё внутренности - может там углы скруглены, хотя вряд ли, там же пластинчатый статор.

А намотка не толще к центру (это кажется), а одинаково распределена по катушке.

Не, это у меня на фотках плохо видно, на самом деле есть пару зубцов наоборот намотанных, но в основном у всех "груша" сориентирована "пупком" к центру, есть и такие которые более-менее нормально распределены.
Во всяком случае, за счёт наружних проёмов явно можно больше меди в окно впихнуть.

Если мотать на краю больше, то на торцах медь подымется, и может начать чиркать об чашку( с окнами которая).

Не, там места до чашки почти сантиметр. Это из-за вспышки снимок таким плоским выглядит.

[zap]

В общем, интуитивно я начал догадываться почему электромотор выдаёт не больше определённой мощности при данных оборотах. Я попробую изложить простыми, лоховскими понятиями, а вы поправьте если что.

Мощность это момент помноженный на угловую скорость (т.е. частоту вращения). Так как мне требуется максимизировать мощность на определённых оборотах, параметр угловой скорости фиксированный, значит остаётся варьировать только момент.

Момент в двигателе создаётся за счёт притягивания/отталкивания магнитов ротора и электромагнитов статора. Единственное, чем мы можем варьировать момент - это сила тока в обмотке. Представим, что мы заблокировали вал в положении, в котором протекающий по обмотке ток даёт максимальный момент силы. Начинаем увеличивать ток в обмотке, увеличиваем, статический момент растёт...

К сожалению, увеличивать ток до бесконечности мы не можем. При увеличении тока, начиная с какой-то точки железо статора начинает входить в насыщение, таким образом ток увеличивается, а момент уже не растёт. И, соответственно, КПД с этого момента начинает падать.

То есть, момент, создаваемый двигателем, конструктивно ограничен массой железа статора. И никакими обмотками тут ничего не поделаешь.

Я угадал?

P.S. Хмм... подумалось, а какой вклад в магнитную индукцию создаваемого поля вносит масса меди обмотки? Может за счёт увеличения массы меди можно на сколько-то там процентов увеличить максимальный момент?

[nikvic]

К сожалению, увеличивать ток до бесконечности мы не можем. При увеличении тока, начиная с какой-то точки железо статора начинает входить в насыщение, таким образом ток увеличивается, а момент уже не растёт. И, соответственно, КПД с этого момента начинает падать.

Момент продолжает расти, но медленнее. И КПД связан не столько с близостью к насыщению, сколько с квадратичной зависимостью тепловых потерь от тока. Ну а полезная мощность при данной скорости и не слишком близко к насыщению пропорциональна току...

[Babylon4]

Почему авиадвигатели мотают таким тонким проводом?

Не мотают авиамоделисты, мотают китайци, а тонкий провод по тому что проще с ним работать.

Кому интересно, ниже фотографии магнитов и статора, пока что через прорезь прицела Обратите внимание на расстояние между магнитами а также между зубцами статора. Не является ли это причиной снижения максимальной мощности двигателя, относительно его размера и веса?

Магниты в конкретном примере расположены нормально, нет смысла лепить их один к одному как это сделано в МК,Железо можно немного доработать, обмотку если есть большая потребность можно и перемотать.

И ещё непонятный вопрос, почему основная масса провода намотана ближе к центру двигателя.

   А вы попробуйте намотать по быстрому!!! что будет? Можно предположить что моторчики мотают в ручную, и те кто мотает врядли будет забивать голову мыслями по этому поводу.

   В общем, интуитивно я начал догадываться почему электромотор выдаёт не больше определённой мощности при данных оборотах
  Мощность это момент помноженный на угловую скорость

Вы совершенно правы, для конкретного конструктива, момент не сильно зависит от оборотов, но мощность являясь их произведением сильно страдает...

   В отношению КПД, хочу привести показательный пример, немци сделали двигатель для парлана 10Квт KV 47 утверждают что КПД равно 93% ... Но если по приведённому имиже графику пощитать мощность на валу при 1000об/мин составляет 2300вт а потребляемая 5000вт Какой КПД?. Даю ссылку на ПДФку и ролик
   http://www.geigerengineering.de/fileadmin/templates/PDF/Motordaten_HPD10.pdf http://www.youtube.com/watch?v=PXI5d0Aws0Y&feature=player_embedded

[av-master]

немогу найти удельный момент для такого типа движков (bldc) , кто нить знает ?

[zap]

Магниты в конкретном примере расположены нормально, нет смысла лепить их один к одному как это сделано в МК,Железо можно немного доработать, обмотку если есть большая потребность можно и перемотать.

Почему же нет смысла, смысл как раз есть - чем ближе магниты, тем меньше пульсации момента, тем выше средний момент и, соответственно, мощность.

В отношению КПД, хочу привести показательный пример, немци сделали двигатель для парлана 10Квт KV 47 утверждают что КПД равно 93% ... Но если по приведённому имиже графику пощитать мощность на валу при 1000об/мин составляет 2300вт а потребляемая 5000вт Какой КПД?. Даю ссылку на ПДФку и ролик

Я поначалу тоже неверно посчитал и у меня КПД получилось 45% Но дело в том, что обороты - это синий график, а он до 1000 нигде не падает Так что при 21.9 Н*м скорость вращения примерно 2125 об/мин, значит КПД = 5000/(21.9*(2125*2*pi/60)) = 102.6%. Скромненько так...

[ShurikenA]

Кому интересно, ниже фотографии магнитов и статора, пока что через прорезь прицела Обратите внимание на расстояние между магнитами а также между зубцами статора. Не является ли это причиной снижения максимальной мощности двигателя, относительно его размера и веса?

Вдоволь наигравшись в программе моделирования БК-моторов могу сказать следующее, что момент повышается при:
- уменьшении зазора между магнитами, однако при этом нужно корректно подбирать ширину "шляпки" зуба статора;
- уменьшении воздушного зазора, но меньше 0,1 мм делать смысла практически нет;
- увеличении толщины магнитов, для неодимовых оптимально 4-5 мм;
- увеличении толщины зуба статора;
- увеличении толщины железа ротора (куда клеятся магниты), оптимально должно быть равно толщине магнитов;
- уменьшении толщины пластин статора и изоляции между пластинами, правильный подбор материала статора;
- увеличении магнитной индукции (N48H дадут больше, чем N35SH)
- количество полюсов ротора должно быть больше количества полюсов статора (+1/+2 и кратно двум).
Увеличение количества полюсов не ведет к увеличению момента в двигателе того же объема (при той же массе железа, меди, магнитов).
Если грамотно спроектировать и культурно собрать мотор, то с того же объема можно получить примерно в 1,5 раза больший момент при том же КПД, чем у обычных авиамодельных аутраннеров.

[ShurikenA]

Я поначалу тоже неверно посчитал и у меня КПД получилось 45% Но дело в том, что обороты - это синий график, а он до 1000 нигде не падает Так что при 21.9 Н*м скорость вращения примерно 2125 об/мин, значит КПД = 5000/(21.9*(2125*2*pi/60)) = 102.6%. Скромненько так...

Ну все правильно. Там график левой ногой нарисован, вот у вас и погрешность вышла. Это вы отдаваемую мощность посчитали, а потребляемая будет 5000/КПД.

[nikvic]

Вдоволь наигравшись в программе моделирования БК-моторов могу сказать следующее, что момент повышается при:
- увеличении толщины магнитов, для неодимовых оптимально 4-5 мм;

Увеличение количества полюсов не ведет к увеличению момента в двигателе того же объема (при той же массе железа, меди, магнитов).

Оставил то, что не понравилось.
- Оптимальной толщины  магнитов нет, есть оптимальное отношение толщины к ширине.
Именно с этой позиции надлежит говорить о количестве магнитов. Иначе получим странное - берём всего два магнита.

[ShurikenA]

Оставил то, что не понравилось.
- Оптимальной толщины  магнитов нет, есть оптимальное отношение толщины к ширине.
Именно с этой позиции надлежит говорить о количестве магнитов. Иначе получим странное - берём всего два магнита.

А что не понравилось? Если взять моторы диаметром, скажем, 80 мм и 240 мм, то на большем вы по-любому будете делать число полюсов в 3 раза больше, соответственно размеры зуба и магнита останутся практически прежними. Я плохо представляю мотор диаметром 240 мм с 12 зубцами статора. Я моделировал движки диаметром от 36 до 120 мм - магниты толщиной больше 5 мм ставить смысла нет.
Увеличение числа полюсов статора/ротора, например с 12/14 до 36/38 приведет к более равномерному крутящему моменту и некоторому его падению (1-2%), т.к. частота переключения фаз увеличивается.

[zap]

Если грамотно спроектировать и культурно собрать мотор, то с того же объема можно получить примерно в 1,5 раза больший момент при том же КПД, чем у обычных авиамодельных аутраннеров.

То есть производители заведомо гонят в полтора раза менее мощные (= в полтора раза более тяжëлые)  двигатели авиамоделистам, у которых каждый грам типа на счету? Хм, теория заговора какая-то.

Ещë меня смущает такая вещь. Авиадвигатель разгоняют до 6000 об/мин, это для данного двигателя 14*6000 электрических об/мин, 84000 переключений обмоток в секунду. При этом частота ШИМ контроллера равна 8кГц. Как оно вообще может работать?

[zap]

Я поначалу тоже неверно посчитал и у меня КПД получилось 45% Но дело в том, что обороты - это синий график, а он до 1000 нигде не падает Так что при 21.9 Н*м скорость вращения примерно 2125 об/мин, значит КПД = 5000/(21.9*(2125*2*pi/60)) = 102.6%. Скромненько так...

Ну все правильно. Там график левой ногой нарисован, вот у вас и погрешность вышла. Это вы отдаваемую мощность посчитали, а потребляемая будет 5000/КПД.

Нет, я просто посчитал КПД неправильно Надо было не 5000Вт(потребляемую мощность) делить на мех. мощность, а наоборот. То есть не 102%, а (21.9*2125*2*пи/60)/5000 = 97.4%..

Вообще, по размерам этот двигатель похож на М-К. Если снимать с него не 2000 оборотов, а 400 (в 5 раз меньше) (45 км/ч для 26" колеса), мех. мощность уменьшится в 25 раз (если верить [b-b]nikvic[/b-b]), т.е. 400 Вт. Интересно, останется ли у него КПД на уровне 95%?

Отсюда вопрос, а чем обусловлены таки высокие потери в М-К?

[ShurikenA]

То есть производители заведомо гонят в полтора раза менее мощные (= в полтора раза более тяжëлые)  двигатели авиамоделистам, у которых каждый грам типа на счету? Хм, теория заговора какая-то.
Ещë меня смущает такая вещь. Авиадвигатель разгоняют до 6000 об/мин, это для данного двигателя 14*6000 электрических об/мин, 84000 переключений обмоток в секунду. При этом частота ШИМ контроллера равна 8кГц. Как оно вообще может работать?

Ну так вы посмотрите какие вообще двигатели есть на рынке. Одно дело Turnigy (подделка под снятые с производства Axi), а другое дело вот такие моторы - разницу в цене видите?
Частота ШИМ и частота переключения фаз - разные вещи. 84000/60 = 1400 в секунду.

[aleks17121960]

Я поначалу тоже неверно посчитал и у меня КПД получилось 45% Но дело в том, что обороты - это синий график, а он до 1000 нигде не падает Так что при 21.9 Н*м скорость вращения примерно 2125 об/мин, значит КПД = 5000/(21.9*(2125*2*pi/60)) = 102.6%. Скромненько так...

Ну все правильно. Там график левой ногой нарисован, вот у вас и погрешность вышла. Это вы отдаваемую мощность посчитали, а потребляемая будет 5000/КПД.

Нет, я просто посчитал КПД неправильно Надо было не 5000Вт(потребляемую мощность) делить на мех. мощность, а наоборот. То есть не 102%, а (21.9*2125*2*пи/60)/5000 = 97.4%..

Вообще, по размерам этот двигатель похож на М-К. Если снимать с него не 2000 оборотов, а 400 (в 5 раз меньше) (45 км/ч для 26" колеса), мех. мощность уменьшится в 25 раз (если верить [b-b]nikvic[/b-b]), т.е. 400 Вт. Интересно, останется ли у него КПД на уровне 95%?

Отсюда вопрос, а чем обусловлены таки высокие потери в М-К?

Опять чето не так!2500Вт:25=100Вт,а не 400Вт.Так будет без перемотки.Если же перемотать под теже 36В(да хоть и под 48В) на мощность 400Вт,за счет возросшего в несколько раз индуктивного сопротивления обмоток обороты упадут без потери КПД.

[nikvic]

Если же перемотать под те же 36В(да хоть и под 48В) на мощность 400Вт,за счет возросшего в несколько раз индуктивного сопротивления обмоток обороты упадут без потери КПД.

Индуктивное сопротивление играет очень маленькую роль во всех наших моторах.
Для весьма точной модели "железа" вполне хватает всего двух характеристик, r0 и M0. Именно, плотно намотав n витков, получим мотор с моторным коэффициентом М=М0*n, r=r0*n^2.

[ZxV]

То есть производители заведомо гонят в полтора раза менее мощные (= в полтора раза более тяжëлые)  двигатели авиамоделистам, у которых каждый грам типа на счету? Хм, теория заговора какая-то.

в полтора раза менее мощные зато в три раза более дешовые
и пипл хавает именно более дешевое
никакого заговора нет
все по обоюдному согласию

[ShurikenA]

Кстати, намотка по схеме LRK (через зуб) предпочтительнее. Во-первых, можно больше намотать, во-вторых, момент увеличивается на 3-5% при том сопротивлении мотора, что со стандартной намоткой.

[nikvic]

Ещë меня смущает такая вещь. Авиадвигатель разгоняют до 6000 об/мин, это 1/для данного двигателя 14*6000 электрических об/мин, 84000 переключений обмоток в секунду. При этом частота ШИМ контроллера равна 8кГц. Как оно вообще может работать?

1/ Не 14, а 7  в качестве множителя (число пар полюсов).
И 7*6000 электрических об/мин=700гц. Так что вполне хватает.

Авиамодельщикам ШИМ нужен только в начале разгона, на весьма малых оборотах -  чтобы не сжечь мотор сразу. Потом - только полный газ

[nikvic]

Кстати, намотка по схеме LRK (через зуб) предпочтительнее. Во-первых, можно больше намотать, во-вторых, момент увеличивается на 3-5% при том сопротивлении мотора, что со стандартной намоткой.

Не путаете ли Вы тип мотора? Витки в таких моторах относят  к разным фазам, да ещё и направление выбирают с помощью специальных расчётов.

[ShurikenA]

Не путаете ли Вы тип мотора? Витки в таких моторах относят  к разным фазам, да ещё и направление выбирают с помощью специальных расчётов.

Нет, не путаю. Для схемы LRK количество зубов статора должно быть кратно 12. Вот документация от немецкого производителя моторов, как мотать. Там как раз по LRK.
Я может не так выразился - каждый второй зуб без обмотки, имелось ввиду.

[nikvic]

Не путаете ли Вы тип мотора? Витки в таких моторах относят  к разным фазам, да ещё и направление выбирают с помощью специальных расчётов.

Нет, не путаю. Для схемы LRK количество зубов статора должно быть кратно 12. Вот документация от немецкого производителя моторов, как мотать. Там как раз по LRK.
Я может не так выразился - каждый второй зуб без обмотки, имелось ввиду.

Пожалуй,  так годится.

[Babylon4]

Я поначалу тоже неверно посчитал и у меня КПД получилось 45% Но дело в том, что обороты - это синий график, а он до 1000 нигде не падает

   Точно, это я напутал, но 97% тоже многовато, явно график строился не со стенда.

ShurikenA  а как влияет уменьшения числа полюсов ротора,на момент(с оборотами ясно) например с 12/14 до 12/10, тип намотки у них одинаков. 

Кстати, намотка по схеме LRK (через зуб) предпочтительнее. Во-первых, можно больше намотать, во-вторых, момент увеличивается на 3-5% при том сопротивлении мотора, что со стандартной намоткой.

О намотке через зуб, говорят что она проще в исполнении, о увеличении момента негде не встречал скорее наоборот, а вот разное количество витков на спареных зубья это да.

[ShurikenA]

ShurikenA  а как влияет уменьшения числа полюсов ротора,на момент(с оборотами ясно) например с 12/14 до 12/10, тип намотки у них одинаков. 

Обороты увеличатся, момент уменьшится в среднем на 25%, КПД упадет на 2-3% (за счет потерь на более высокие обороты, я так думаю)

О намотке через зуб, говорят что она проще в исполнении, о увеличении момента негде не встречал скорее наоборот...

Я думаю что некоторое увеличение присутствует за счет уменьшения частоты переключения фаз.

...а вот разное количество витков на спареных зубья это да.

А как это, где такое посмотреть можно?

[zap]

Хм, эта LRK намотка годится для моего мотора тоже, как раз 14/12.
Но ведь, получается, промежуточные зубцы статора "не работают"? То есть удельный момент уменьшается, КПД-то может и увеличивается - понятно, меди больше влезает, частота переключения уменьшается... но мне надо момент максимизировать, а не КПД (понятно, что он тоже не помешает, но не в ущерб).

[ShurikenA]

Хм, эта LRK намотка годится для моего мотора тоже, как раз 14/12.
Но ведь, получается, промежуточные зубцы статора "не работают"? То есть удельный момент уменьшается, КПД-то может и увеличивается - понятно, меди больше влезает, частота переключения уменьшается... но мне надо момент максимизировать, а не КПД (понятно, что он тоже не помешает, но не в ущерб).

Момент меньше не будет.

[Babylon4]

Обороты увеличатся, момент уменьшится в среднем на 25%, КПД упадет на 2-3% (за счет потерь на более высокие обороты, я так думаю)

Из моего опыта, могу сказать, что увеличение оборотов вариантов 12/14 и 12/10 будет больше 25% вероиятно  это связано меньшим заполнением магнитами ротора, А вот КПД как раз выростает, насколько точно определить сложно, но при одинаковой потребляемой мощности вариант 12/10 греется меньше. 

А как это, где такое посмотреть можно?

Вот например но видел ещё где то быстро найти не удалось.http://www.powercroco.de/12N10P3520speedscorpion.html

или так 4+3http://www.powercroco.de/12N10P4535.html

   Кстати вот вариант 12/10Х3 http://www.powercroco.de/36N30P130-40.html

[zap]

Что меня смущает в этой LRK обмотке.

Во-первых, её изобрели аж в 2000м году, и до сих пор китайцы не клепают аутранеров с такой обмоткой. Почему? Меньше зубцов мотать, выше производительность намотщика.
Во-вторых, ни в каких википедиях нет ничего про эту LRK обмотку. Её удел до сих пор - форумы rc моделистов, где она в звании городской легенды, насколько я могу судить.
В-третьих, кто-нибудь пробовал моделировать один и тот же двигатель в варианте с 12ю обмотками, и в варианте с 6ю обмотками по схеме LRK? Очень хотелось бы понять, в чём разница. Кстати, подскажите несложную программу для моделирования движков. Я смотрел femm, но не понял как там рисовать.
В-четвёртых, смущает большой объём неработающей стали в статоре.

[ShurikenA]

Из моего опыта, могу сказать, что увеличение оборотов вариантов 12/14 и 12/10 будет больше 25% вероиятно  это связано меньшим заполнением магнитами ротора, А вот КПД как раз выростает, насколько точно определить сложно, но при одинаковой потребляемой мощности вариант 12/10 греется меньше.

25-30% в зависимости от нагрузки. Я считал с радиальными магнитами, расстояние между магнитами - 0 мм в обоих случаях. Я же не знаю, как в ваших моторах с этим дело обстоит.
По поводу нагрева - тайминг крутить не пробовали? Большие значения приводят к нагреву. Больше полюсов - меньше тайминг. Я при расчете задавал 0.

С разным количеством витков на зуб в одном случае - понятно, у него не лезло и получалось не красиво, а во втором я не понял немецкой логики.

[ShurikenA]

Во-первых, её изобрели аж в 2000м году, и до сих пор китайцы не клепают аутранеров с такой обмоткой. Почему? Меньше зубцов мотать, выше производительность намотщика.

А это потому что китайцы разработкой не занимаются, а копируют хорошо зарекомендовавшие себя изделия. Изменят обмотку - изменятся характеристики. Это им надо?

В-третьих, кто-нибудь пробовал моделировать один и тот же двигатель в варианте с 12ю обмотками, и в варианте с 6ю обмотками по схеме LRK? Очень хотелось бы понять, в чём разница. Кстати, подскажите несложную программу для

Я же вам написал, в чем разница.
Прогу вот эту использую https://electrotransport.ru/index.php/topic,8472.msg126438.html#msg126438

[zap]

Почитал-почитал про этот LRK, нашёл даже теоретическую работу, из которой этот LRK вырос:

http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/Paper_from%20_Wroclaw.html

Идея, насколько я понял, в том, что при такой намотке количество электрических полюсов "усемеряется". То есть, при 1000 об/мин контроллер "думает" что в действительности там 7000 об/мин. То есть минус данного способа в повышенных потерях на переключение обмоток. Но учитывая, что моя цель как раз в том, чтобы сделать "редуктор", идея подходит как нельзя лучше - вместо "родных" и для мотора, и для контроллера 7000 об/мин я в реальности получу свои 1000.

Момент возрастает за счёт того, что из всей "синусоиды", когда зуб пролетает мимо магнита (-60...+60 градусов) используется только самая "мякотка" - узкий угол относительно "нулевой" позиции (-8.57...+8.57 градусов), где индуктивность магнитного поля максимальна и притяжение максимально.

Есть ещё вот такая картинка:


Но в этой картинке меня смущает то, что в каждый момент времени активна лишь одна фаза, а обычные контроллеры включают по две фазы разом. Возможно, это сознательное упрощение картинки для облегчения понимания, и при включении двух фаз происходит примерно то же самое, надо ещё подумать.

Также смущает то, что на этой картинке не вижу работы отталкивания. Возможно, когда будут включаться по две фазы, оно и будет задействовано.

[zap]

Нашёл ещё одну полезную страницу: http://www.southernsoaringclub.org.za/a-BM-motors-3.html
Там есть диаграммы токов при двух из трёх активных фазах для LRK намотки.
Помимо этого, есть ещё dLRK намотка (distributed LRK), по сути то же самое только вместо того чтобы мотать через зубец, два парных рядом стоящих зубца наматываются в противоположную сторону одной и той же фазой. Пишут что вроде один хрен. Мне LRK как-то больше нравится, мне кажется я смогу больше меди набить между зубцами, хотя, возможно, я ошибаюсь..

В общем, LRK очень хорошее решение - фактически имеем электромагнитную редукцию, что мне и требовалось.
Буду перематывать, как только разберусь с текущими делами.

Кстати, в наличии имеется авиаконтроллер на 60-70 ампер (18 мосфетов, между прочим!), у него управление обязательно ШИМом с периодом 2мс и скважностью 50-100%? Или можно туда просто подключить потенциометр ведь, как я понимаю, там всё равно RC цепочка стоит?

[av-master]

то что у меня есть надо сразу подать импульс 1500мкс. типа 0. он инитит мотор и проходит тест. потом 50 раз в сек надо подавать 1500 или больше. чтоб регулировать скорость...

[Babylon4]

Кстати, в наличии имеется авиаконтроллер на 60-70 ампер (18 мосфетов, между прочим!), у него управление обязательно ШИМом с периодом 2мс и скважностью 50-100%? Или можно туда просто подключить потенциометр ведь, как я понимаю, там всё равно RC цепочка стоит?

 В модельных контролерах, для управление используется импульс положительной полярности 1.1-2.0мс с периодом повторения 18-24мс(период повторения не имеет значения для управления). если нет приборов, что бы выставить пределы, лучше использовать серво тестер( внутри там как раз стоит потенциометр) http://rc-master.com.ua/product_info.php?products_id=613такой можно или такойhttp://igva.od.ua/prd/sv_tst/sv_tst1/servo_tst.htm.

Помимо этого, есть ещё dLRK намотка (distributed LRK), по сути то же самое только вместо того чтобы мотать через зубец, два парных рядом стоящих зубца наматываются в противоположную сторону одной и той же фазой.

distributed  Это назначит распределённая, это  один и тот же вид обмотки, поэтому и позволяет на парные выступы мотать разное количество витков, о чём писалось выше.

[ShurikenA]

В общем, LRK очень хорошее решение - фактически имеем электромагнитную редукцию, что мне и требовалось.
Буду перематывать, как только разберусь с текущими делами.

Кстати, в наличии имеется авиаконтроллер на 60-70 ампер (18 мосфетов, между прочим!), у него управление обязательно ШИМом с периодом 2мс и скважностью 50-100%? Или можно туда просто подключить потенциометр ведь, как я понимаю, там всё равно RC цепочка стоит?

Обороты сильно не упадут, я писал об этом выше, электромагнитная редукция - не есть механическая.
Для управления контроллером можно использовать сервотестер, например, вот такой, и контроллер, и серва управляются одинаково.

[Abos]

Нашёл ещё одну полезную страницу: http://www.southernsoaringclub.org.za/a-BM-motors-3.html
Там есть диаграммы токов при двух из трёх активных фазах для LRK намотки.
Помимо этого, есть ещё dLRK намотка (distributed LRK), по сути то же самое только вместо того чтобы мотать через зубец, два парных рядом стоящих зубца наматываются в противоположную сторону одной и той же фазой. Пишут что вроде один хрен. Мне LRK как-то больше нравится, мне кажется я смогу больше меди набить между зубцами, хотя, возможно, я ошибаюсь..

В общем, LRK очень хорошее решение - фактически имеем электромагнитную редукцию, что мне и требовалось.
Буду перематывать, как только разберусь с текущими делами.

Из опыта - обмотка LRK хуже, чем (distributed LRK).

[zap]

Из опыта - обмотка LRK хуже, чем (distributed LRK).

Уболтали, тогда буду пробовать dLRK

[Abos]

Уболтали, тогда буду пробовать dLRK

Если будут проблемы со схемой обмотки (она там "вывернутая"), черкните - нарисую.

[Babylon4]

Если будут проблемы со схемой обмотки (она там "вывернутая"), черкните - нарисую.

http://forumrc.alexba.eu/nutpol_e.htm

[zap]

Если будут проблемы со схемой обмотки (она там "вывернутая"), черкните - нарисую.

http://forumrc.alexba.eu/nutpol_e.htm

Странная тут схема, по-моему это не dLRK:

LRK: A-b-C-a-B-c
???: AacCBbaACcbB

Насколько я понимаю, dLRK должен выглядеть как:

AabBCcaABbcC

Хотя, если подумать, это одно и то же (?), просто переобозвать фазы C и B.

[Abos]

Насколько я понимаю, dLRK должен выглядеть как:

AabBCcaABbcC

Верно. Только нужно еще учесть, что начало фазы "А" лежит в первом пазу, начало фазы "В" лежит в девятом пазу, а начало фазы "С" лежит в пятом пазу. Иначе все - "летальный исход" - ничего не выйдет.

[nikvic]

Насколько я понимаю, dLRK должен выглядеть как:
AabBCcaABbcC

Верно. Только нужно еще учесть, что начало фазы "А" лежит в первом пазу, начало фазы "В" лежит в девятом пазу, а начало фазы "С" лежит в пятом пазу. Иначе все - "летальный исход" - ничего не выйдет.

Что считать первым пазом?
Насколько я понимаю, сдвиги начал друг относительно друга выбираются из простых соображений минимизации длины провода - чтобы удобно было и центр звезды паять, и подводку делать покороче.

[Abos]

Что считать первым пазом?
Насколько я понимаю, сдвиги начал друг относительно друга выбираются из простых соображений минимизации длины провода - чтобы удобно было и центр звезды паять, и подводку делать покороче.

Кто мотает обмотки - знает, что считать первым пазом.
Далее рассуждения не верны. Сдвиги начал фаз относительно друг друга выбираются исходя из диаграммы распределения МДС (магнитодвижущих сил) обмотки якоря.
Я же написал - обмотка "вывернута". На 12 полюсах якоря начала фаз должны быть расположены именно так. Если поменяете фазу "В" и фазу "С" местами - изменится только направление вращения ротора. Но сдвиг между фазами останется прежним.

[zap]

Если я правильно понимаю, "концы" обмотки можно менять местами при условии что меняется направление намотки у всех зубцов обмотки на противоположное.
То есть,
AabBCcaABbcC с выводами от зуба A-1, B-9, C-5, либо, к примеру, реверсируем обмотку B:
AaBbCcaAbBcC с выводом от зуба A-1, B-3, C-5 (что удобнее для соединения "звездой")
да?

[nikvic]

Кто мотает обмотки - знает, что считать первым пазом.
Далее рассуждения не верны. Сдвиги начал фаз относительно друг друга выбираются исходя из диаграммы распределения МДС (магнитодвижущих сил) обмотки якоря.

Что-то Вы путаете: """У кольца нет конца :ax:

Далее. Порядок, в котором электроны проходят обмотки, помеченные буквами А и а абсолютно несущественен для  самых МДС - важен лишь правильный  "буравчик", один из двух.

[av-master]

https://electrotransport.ru/index.php/topic,7635.0.html - здесь уже спорили про начала и концы...
вроде с этого сообщения https://electrotransport.ru/index.php/topic,7527.msg108187.html#msg108187

[nikvic]

https://electrotransport.ru/index.php/topic,7635.0.html - здесь уже спорили про начала и концы...
вроде с этого сообщения https://electrotransport.ru/index.php/topic,7527.msg108187.html#msg108187

Ну, мало ли что где написано.... Само слово AabBCcaABbcC можно повторить надцать раз и взять из результата любой кусок длины 12.

[Abos]

Если я правильно понимаю, "концы" обмотки можно менять местами при условии что меняется направление намотки у всех зубцов обмотки на противоположное.
То есть,
AabBCcaABbcC с выводами от зуба A-1, B-9, C-5, либо, к примеру, реверсируем обмотку B:
AaBbCcaAbBcC с выводом от зуба A-1, B-3, C-5 (что удобнее для соединения "звездой")
да?

Нарисовал две схемы обмотки с вращением ротора влево и вправо (реверс), но выложить пока не получается, может быть после выложу.
Правильно так:
AabBCcaABbcC - вращение влево;
AacCBbaACcbB - вращение вправо (реверс).

[Abos]

Попробую еще раз выложить чертежи. Здесь: числами показаны пазы статора. Стрелками показаны направления токов в катушках обмотки якоря, соответствующие моменту времени, при котором показано геометрическое положение векторов токов фаз на векторной диаграмме токов (вверху чертежа). Внизу на диаграмме МДС показано пространственное распределение МДС полюсов якоря, соответствующее тому же моменту времени. N и S - это намагниченность полюсов якоря в этот же момент времени.

[Abos]

Теперь попробую кинуть схему обмотки для реверса.

[Abos]

https://electrotransport.ru/index.php/topic,7635.0.html - здесь уже спорили про начала и концы...
вроде с этого сообщения https://electrotransport.ru/index.php/topic,7527.msg108187.html#msg108187

Ну, мало ли что где написано.... Само слово AabBCcaABbcC можно повторить надцать раз и взять из результата любой кусок длины 12.

Да, [b-b]av-master[/b-b], это уже было, спасибо за ссылку.
[b-b]nikvic![/b-b] Я уважаю Вас и Ваши знания, но Вы рассуждаете как физик в разделе "Электродинамика", а я - как электромеханик.

[zap]

Теперь попробую кинуть схему обмотки для реверса.

На форуме глюк - не работают имена файлов с русскими буквами в имени.

Не будете так добры объяснить как читать Вашу диаграмму? Как получен нижний график (и что он означает)?

P.S. Не вижу смысла разводить флуд где начало у кольца, надеюсь всем присутствующим это и так ясно

[Abos]

На форуме глюк - не работают имена файлов с русскими буквами в имени.

Не будете так добры объяснить как читать Вашу диаграмму? Как получен нижний график (и что он означает)?

Нижний график показывает пространственное распределение магнитодвижущих сил (МДС) полюсов статора по окружности вдоль расточки статора. Это, если бы Вы разрезали статор по первому пазу и развернули бы его в линию. Длина линии составила бы 360 градусов геометрических. Каждый прямоугольник на этой диаграмме показывает в масштабе величину намагниченности каждого полюса статора в данный момент времени. Те прямоугольники, которые находятся выше оси "х" имеют намагниченность "S" - южные полюса, которые ниже соответственно "N" - северные полюса. Высота прямоугольника равна проекции соответствующего тока на ось "у" на векторной диаграмме токов (рис. вверху). Диаграмма (если заметили) выполнена строго под схемой обмотки. На схеме обмотки намагниченность полюсов определяется направлением токов в катушках. Ну, как-то так.

[zap]

Ага, я обо всём догадался кроме того, что означает высота прямоугольника на графике.
Теперь самый главный вопрос - что этот график даёт? Нарисовать под ним в ряд 14 магнитов и смотреть, как 12 обмоток на него ложатся?
Парные обмотки (a и A, b и B) всегда имеют одинаковую амплитуду, так?

[Abos]

Ага, я обо всём догадался кроме того, что означает высота прямоугольника на графике.
Теперь самый главный вопрос - что этот график даёт? Нарисовать под ним в ряд 14 магнитов и смотреть, как 12 обмоток на него ложатся?
Парные обмотки (a и A, b и B) всегда имеют одинаковую амплитуду, так?

Можно и так. Только магниты нужно сдвинуть на 90 электрических градусов относительно полюса с фазой "А". И увидите взаимодействие магнитов статора с магнитами ротора. Тангенциальные силы взаимодействия магнитов должны быть направлены в одну сторону.
Парные обмотки (a и A, b и B) всегда имеют одинаковую амплитуду, это так.

[tony16]

Zap а можно полюбопытствовать где планируете использовать данные движки. неужто будет полноприводный велосамалет.

[zap]

Планирую нечто типа сапогов-самоходов, но это пока "мечтательный" проект, не уверен что время на него найду.

[tony16]

Планирую нечто типа сапогов-самоходов, но это пока "мечтательный" проект, не уверен что время на него найду.

Круто. Но для меня слишком сложно. Вскользь задумался о системе управления двигателями.
К примеру даем газ ставим ногу на землю и нога уезжает с бешеной скоростью и садимся на шпагат. 

По мне так для таких двигателей более подходящий проект это полноприводные скейт. Если удасться снизить обороты то и редуктор не понадобится.

[aviator79]

ShurikenA  а как влияет уменьшения числа полюсов ротора,на момент(с оборотами ясно) например с 12/14 до 12/10, тип намотки у них одинаков. 

Обороты увеличатся, момент уменьшится в среднем на 25%, КПД упадет на 2-3% (за счет потерь на более высокие обороты, я так думаю)

А какие особенности получим при использовании 16 магнитов по сравнению с 10 и14? С соответствующей намоткой?

[Abos]

А какие особенности получим при использовании 16 магнитов по сравнению с 10 и14? С соответствующей намоткой?

Несколько улучшится виброакустика и упадут момент и мощность при одинаковой частоте питающего напряжения.

[aviator79]

За счет чего момент упадет?
Почему то не попадались моторы с 15 обмотками. С таким количеством что то не срастается? На многих мотоциклах применяются именно такие статоры. На роторе 20 неодимовых магнита, диам. ок. 150мм. Как двигатель обязан работать.

[aviator79]

Я имел ввиду генераторы стоят.На 3т.об. выдают ватт 400-600. Но так, как стабилизация напряж. осуществляется замыканием обмоток, то выдаваемый ток ограничивают при помощи увеличенного зазора 1-1,5мм.

[aviator79]

Кто нибудь заказывал статорное железо типа такого  http://www.gobrushless.com/shop/index.php?app=ccp0&ns=prodshow&ref=SC+65mmstator  для изготовления самодельного мотора? Поделитесь опытом.Может удобнее еще где заказать можно?

[tony16]

нарыл еще статью по изготовлению мотора с обмоткой LRK
http://www.etotheipiplusone.net/?p=883
http://translate.google.com/translate?sl=en&tl=ru&js=n&prev=_t&hl=ru&ie=UTF-8&layout=2&eotf=1&u=http%3A%2F%2Fwww.etotheipiplusone.net%2F%3Fp%3D883&act=url



может будет интересно.

[zap]

Попытался просимулировать LRK и dLRK обмотки на основе данных своего Turnigy 50-65D в MotorSolve.
Результаты ожидаемые, но неожиданные
LRK проигрывает практически вдвое по всем параметрам.
То ли я какие-то данные задал неверно, то ли симулятор глюкнул с нестандартной LRK обмоткой, хотя вроде особо сильно об колено гнуть его не пришлось.

Собственно, заводская намотка двигателя совпадает с dLRK.
Так что китайцы тоже не дураки. Кстати, вообще бывают китайские готовые движки с LRK обмоткой? Что-то меня сомневает.

На фотке товарищ мотает статор красиво, но беспонтово. Ему бы количество меди в пазу максимизировать, а он за красотой погнался - строгие ровные линии, имперский стиль

[tony16]

а может ну его нафиг эти китайские МК, может будущее за аксиальными моторами.
Заполнение медью 100%, нет железа в статоре - нет лишнего веса.

неужели у него из-за отсутствия железа в статоре момент падает в разы..
тема на форуме уже всплывала пару раз

[zap]

В какой-то теме писали про подобный мотор имени какого-то немецкого дяденьки.
Только там магниты расставлялись неким квадратно-гнездовым способом.
Не очень понятно, что это даёт, по сравнению с обычным радиальным способом расстановки.

Вот мне интересно, если сделать ротор плоским, в него нафаршировать плоских магнитов по кругу (как изюм в булку), а вокруг с обеих сторон повесить обмотки - увеличится ли момент вдвое, по сравнению с односторонней обмоткой? То бишь, удастся ли удвоить удельный момент двигателя на каждую единицу веса магнита за счёт того, что с одним магнитом будут взаимодействовать две обмотки с разных сторон (одна с "юга", другая с "севера").

[tony16]

Все правильно только с двух сторон нужно ставить магниты а не обмотки, а то получится что мы половиним ток или напругу.
У магнитов ведь поле бесплатное.
счас придут спецы и скажут, что все не так...

https://www.google.com/search?hl=ru&safe=off&client=opera&rls=ru&channel=suggest&biw=1589&bih=865&tbm=isch&sa=1&q=axial+flux+motor&oq=axial+flux+motor&aq=f&aqi=g-L1&aql=&gs_l=img.3..0i19.783270l792504l0l792905l23l21l0l7l7l1l303l1232l0j6j1j1l9l0.frgbld.
или так

[zap]

Магниты дороже меди, поэтому лучше сделать в середине магниты, а по бокам две обмотки.
Проблема электромагнитов без сердечников в крайне малой интенсивности создаваемой ими магнитного поля.
Например, если намотать катушку проводом диаметром 0.51мм, то интенсивность магнитного поля будет равна:
, где n - число витков на метр.
Предположим, диаметр провода вместе с изоляцией составляет 0.55мм, тогда n = 1/0.00055 = 1818 витков на метр.
Тогда, предположив что ток через соленоид равен 50 амперам, получим B = 4*pi*1E-7 * (1/0.00055) * 20 = 0.045696 тесла.
Это ничтожно малое магнитное поле, в зазоре мотор-колеса B ~= 1 тесла.

[tony16]

Магниты дороже меди, поэтому лучше сделать в середине магниты, а по бокам две обмотки.

так вроде суть не в цене а получении более лучшего двигателя т.е КПД+момент+мощность при меньшем весе.

, где n - число витков на метр.

ну все после этой формулы у меня раскололся мозг и  я пошел спать. все умные мысли спрячу до завтра.