Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1Вниз

Автор Тема: От чайника до двигателя  (Прочитано 642 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Новичек_1

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    0
    0
  • Сообщений: 3
  • Россия, Новосибирск
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
От чайника до двигателя
« : 29 Апр 2016 в 13:30 »
Всем привет!

Я в двигателях и электронике полный 0, но вот загорелся идеей собрать свой мотор.
В идеале нужен вот такой:

В нем все что мне нужно 50-80kw при 2200 оборотах при весе всего 20кг, на напряжение 380V.
Есть аналоги emrax и YASA, так что понимаю что все эти характеристики вполне реальны.
Цена как на сам двигатель так и контроллер конечно впечатляет.
Если уж у Deller ушли годы собрать их двигатель, то понимаю что мой путь будет длинным, но полон оптимизма, дорогу осилит идущий и т.д. :)

Хотелось бы заиметь какую-то книжку или инструкцию для чайников от 0 до двигателя.
Вопросов куча и наверное большинство из них вам покажется дурацкими.

Для начала хотелось бы собрать какую-то небольшую и недорогую модель, которую потом можно масштабировать до нужных мне параметров.
Но даже не знаю как подступиться ко всему этому. Понимаю что начать надо с изучения и проектирования.
Понимаю что мотор должен быть синхронный BLDS и outrunner.
Самому собрать хотелось бы не только мотор, но и контроллер чтобы полностью было понимание происходящего и контролирование.
Пусть сначала самый простой, хочется двигаться постепенно.

Вопросы на текущий момент такие:
1) Каков на ваш взгляд стартовый набор материалов и инструментов?
Пока понимаю что это:
- Электротехническая сталь
- Неодимовые или самариевые магниты
- Обмоточная проволока медь ПЭТВ-2 или ПЭТ-155, или что-то другое?
- платы, контроллеры, программатор и прочая рассыпуха (что именно нужно не знаю) (опыта программирования таких контроллеров нет, но работаю программистом думаю разберусь со временем, а так баловался с ардуино немного)
- какой-то источник энергии умеющий повышать/понижать ток и напряжение для тестирования (думаю тут для начала возможно подойдет какой-то адаптер для телефона/ноутбука и т.д., который на входе переменный, на выходе постоянный - я прав?)
- ... что понадобится еще?

2) Какие калькуляторы посоветуете?
- Нужно как-то рассчитать магниты:
  С одной стороны кажется что чем больше магнит поставишь тем больший момент получишь за тоже количество подаваемого тока - это так?
  Смущает то что так и к вечному двигателю можно прийти.  Значит есть какие-то зависимости между размером магнита (соответственно его силой) и током на катушке. - Интересует какие они?
  У YASA и emrax магнитов не видел, но у deller и rotex они не выглядят массивными. - поможет ли увеличение толщины магнита получить большую мощность/момент при меньшем токе?
- Нужно как-то подсчитать медь и обмотки (какая марка, диаметр сечения, витки катушки)
- Нужно подсчитать электротехническую сталь и сам ротор (диаметр, ширина, где какие вырезы и т.д.).

3) Про обмотки не понятно следующее:
  как коррелируют между собой диаметр проволоки (не понятно как правильно считать с изоляцией или без?), число витков и длина катушки.
  Что лучше длинная катушка или два раза короче, но 2 слоя?
- как мотать вот такие катушки?
  В чем вообще преимущества и недостатки такой (косой) намотки перед простой намоткой вот такой (прямой)?

- Вижу, что кто-то мотает сразу в 4 жилы, в чем преимущества кроме скорости?
- Кто-то между слоями закрепляет лаком (это необходимость, потому что так убираются какие-то помехи или потом ровней матается, или в чем фишка?)
- Понятно, что чем больше требуется витков, тем меньше места для сердечника, поэтому вопрос про толщину сердечника, как он влияет и как рассчитывается.
  С одной стороны, чем тоньше сердечник, тем можно больше намотать, но также читал про такое понятие как насыщение сердечника, когда с ростом тока перестает расти магнитная сила (правильно ли я все понял про насыщение?)
  Правильно ли понимаю, что чем толще сердечник у катушки, тем дольше не будет происходить насыщение? Как понять, что произошло насыщение? Только по тому, что ток поднимаю, а момент или обороты не увеличиваются?
- Лучше ли делать так: определить диметр проволоки, сколько нужно слоев, а остальное под сердечник или сердечник нужно высчитывать?
- зубья статора видел прямые без расширения и с расширением, там где зуб статора расширяется, то он почти касается другого зуба, но зазор между ними есть.
  Вот теперь куча других вопросов про зубья:
схема
  Чем меньше зазор, тем лучше (на схеме область a)? или там тоже есть какая-то рассчитываемая золотая середина?
  Сам этот конец зуба обычно в виде скруглённой шляпки чтобы расстояние между зубом и магнитом было минимальным.
  Имеет ли значение форма зуба внутри катушки?(на схеме специально нарисовал зубья разной формы внутри катушки), какая форма зуба лучше или не имеет значения?
  Имеет ли какое-то значение оставшаяся часть зуба (на схеме область b), та что выходит с обратной стороны катушки. То есть понятно, что эта часть соединяет все катушки между собой, наверное, еще играет какую-то роль в охлаждении. Но влияет ли она как-то на насыщение сердечника? Или она может быть безболезненно заменена на пластик или что-то другое? интересуют все роли, которые играет эта часть для двигателя.
  Точность вырезки статора из электротехнической стали имеет только со стороны зуба к магниту и место посадки на вал или с обратной стороны зуба точность тоже для чего-то нужна?
- Как коррелирует толщина пластин электротехнической стали с показателями мощности? Всегда ли чем тоньше тем лучше? Или высчитывается необходимая середина?
   

4) Про магниты на роторе:
- их скругляют прецизионными станками с охлаждением или заказывают скругленными с завода, или так и оставляют плоскими?
- Наверное, лучше те, что не покрыты хромом (не блестят)?
- чем меньше расстояние между магнитами тем лучше? Или как-то высчитывается золотая середина?
- Страшно если магниты касаются друг друга или наоборот нужно чтобы касались?
- самариевые магниты вроде выдерживают большую температуру, но проигрывают в силе неодимовым - так?
- чем магниты клеят к ротору? Клей или просто на металл своим магнетизмом притягиванием?
- тут не понятно как добиваются минимального зазора между магнитами и зубьями. Если даже заказать/выточить магниты с микронной точностью и вырезать зубья с микронной точностью, то потом приклейка и какой-то мусор на роторе могут все испортить.
- Или процесс такой:
  а) вырезается с микронной точностью статор
  б) Вырезается из дирали ротор, в ротор вкладывается электро тех сталь (не знаю нужна ли тут микронная точность), на эту сталь клеятся магниты
  в) магниты доводятся до нужной толщины и формы с помощью прецизионного станка

  так или проще?

5) про контроллер вообще ничего не знаю, находил статью из каких частей он в принципе состоит, но вот так чтобы делай раз, делай два получится контроллер для такого-то двигателя, а чтобы сделать по другому надо изменить вот это к сожалению не находил.
   Что посоветуете почитать?
   В идеале для расчетного двигателя получить список нужных деталей, какую-то стартовую программку и направление для оптимизаций.


6) Наверное, есть еще множество вопросов, о которых я не догадываюсь. В идеале где-то найти инструкцию по сборке такого мини двигателя с нуля до завершения, чтобы потом можно было масштабировать до нужных мне параметров.
« Последнее редактирование: 29 Апр 2016 в 14:04 от Новичек_1 »

Vichkins

  • Неравнодушный
  • **
  • Репутация:
    +1/-0
  • :
    0
    46
  • Сообщений: 182
  • Россия, Москва
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
От чайника до двигателя
« Ответ #1 : 29 Апр 2016 в 13:41 »
Можете ради интереса помоделировать мотор https://www.emetor.com/. А если по делу, то если вы в электронике ноль то забудьте про самодельный инвертор, деталей напалите на 2 готовых, хотя скорей всего и до этого не дойдёт. А про мотор, я узнавал про статорное железо из китая, для одноразового заказа не выгодно ни разу, только если вы на 100% уверены что это будет работать. Лучше возьмите большой мотор из коробки Toyota Prius и сделайте для него корпус, там какраз киловатт 50 при хорошем охлаждении.

thrush007

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +2/-0
  • :
    22
    4
  • Сообщений: 46
  • Россия, Смоленск
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
От чайника до двигателя
« Ответ #2 : 29 Апр 2016 в 23:09 »
1) Каков на ваш взгляд стартовый набор материалов и инструментов?
Пока понимаю что это:
- Электротехническая сталь
- Неодимовые или самариевые магниты
- Обмоточная проволока медь ПЭТВ-2 или ПЭТ-155, или что-то другое?
- платы, контроллеры, программатор и прочая рассыпуха (что именно нужно не знаю) (опыта программирования таких контроллеров нет, но работаю программистом думаю разберусь со временем, а так баловался с ардуино немного)
- какой-то источник энергии умеющий повышать/понижать ток и напряжение для тестирования (думаю тут для начала возможно подойдет какой-то адаптер для телефона/ноутбука и т.д., который на входе переменный, на выходе постоянный - я прав?)

Разделите задачу на более мелкие. Определитесь, что Вам интересней в данный момент - сделать контроллер или двигатель. Если двигатель, то для начала попробуйте найти асинхронник на приеме металлолома/на помойке/в мастерской по ремонту стиралок/стартеров-генераторов/в объявлениях и т.д. В основном попадаются инраннеры, если нужен аутраннер, то ищите асинхронник с фазным ротором. Разберите, повертите в руках. Посчитайте количество пазов и почитайте по часто используемые соотношения зубов-магнитов. Потом освойте Solidworks, Компас или Autocad, нарисуйте там, как Вы себе все это представляете. Или найдите инженера-конструктора, пусть он рисует. Сталь и расчет геометрии пазов Вам на этом этапе не понадобятся, прикинете число витков и набьете в паз столько провода, сколько влезет.

Контроллер можно сделать на готовой управляющей микросхеме типа MC33035, можно поставить микроконтроллер STM32. Силовую часть без опыта в электронике будет сложно сделать, лучше купите какой-нибудь отладочный комплект типа таких:
http://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-1pcs-BLDC-brushless-motor-controller-Brushless-Motor-Driver-development-board/1871732700.html?spm=2114.10010108.1000014.10.JpQgXf
http://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-1pc-STM32-BLDC-Development-board/1257134654.html?spm=2114.10010108.1000014.4.JpQgXf
Я этими комплектами не пользовался, просто для примера привожу.

Запитывать это дело в начале пути надо только от лабораторного источника питания с ограничением тока. Потом можно будет питать от одного или нескольких аккумуляторов.

questioner

  • Начинающий
  • *
  • Репутация:
    +0/-0
  • :
    1
    2
  • Сообщений: 22
  • Россия, Оренбург
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
От чайника до двигателя
« Ответ #3 : 16 Май 2016 в 00:46 »
Сам озабочен такими моторами. Вот реально работающие и легкие http://www.en.net.ua/diaz/emotor/?var=motor5

Страницы: 1Вверх