Конструирование высокооборотного мотора аутраннера для скутера

[Alex75]

Судя по этой картинке:

зазоры в больших модельных движках, таки да, близки к 1,5мм! Может быть, их проектируют таким образом на разные обороты?

[YTW200]

Редукцию менять может и не придётся. Просто вариатор и дальнейший редуктор с маленьким колесом и сами адекватно справятся. К тому же потом не обязательно крутить газулю до упора, да и под нагрузкой обороты прилично ниже будут.

[Combatos]

[user]YTW200[/user],  хочется уточнить один момент. Что изменилось в характеристиках мотора после установки полюсных наконечников? У меня то аутраннер и наименьший зазор как раз по центру магнита, а у вас по краям..

[YTW200]

Почему же по краям? Полюсные наконечники как раз и дали наименьший зазор по центру магнита. Железо = проводник магнитных полей. Воздух же делает это очень плохо. Так что и тяги добавилось и кV понизился (противоЭДС выросла)
Вполне возможно, что и форма сигнала изменилась и убралась рваная ступенька в моменты прохождения магнита без наконечника вдоль зубьев.

[Combatos]

Почему же по краям? Полюсные наконечники как раз и дали наименьший зазор по центру магнита.

Я имел ввиду зазор до установки полюсных наконечников. В моем случае возможна установка "межполюсных" вставок для увеличения равномерности зазора, но чувствую, что толка будет мало.

[Alex75]

Можно попробовать сошлифовать статор на 1-2 мм по диаметру, а образовавшийся зазор заполнить тонкостенной железной гильзой, которую можно впритирку вставить вовнутрь колокола, подперев магниты. Но в вашем случае - это будет накладно.
К стати, эту идею хотел реализовать давно и сравнить два одинаковых по параметрам двигателя, но один с гильзой из ферромагнитного материала, а другой без.  И тут же пришла мысля, что у меня уже есть два одинаковых движка, и можно провести эксперимент. Только у меня нет осцилографа, чтобы проверить хотя бы форму фазных сигналов.
Есть движки от ЭУР Тойоты. В них на роторе на магниты установлены гильзы из немагнитной нержавейки с толщиной стенки 0,25мм. Думаю, что если бы ферромагнитная гильза, что-нибудь дала, то она бы там стояла. Но всё же стоит попробовать.

[YTW200]

Не. Не стоит пробовать. В эуровских движках это лишь бандаж, они ведь инраннеры. Есть у меня такой. На ветряк потопал )
Статор вообще точить низя - пластины позамыкаются. Но я думаю, Алекс имел ввиду ротор.
Магниты не следует трогать. Их форма и влияние на процессы в обмотках адекватные в случае аутраннера (пример - любое мотор колесо)
Понятно, что широковаты магниты но это не критично. Будет идеально если ширина магнита будет = расстоянию от центра до центра соседних сердечников статорных катушек. При чём не математически равной, а по радиусам лучам от центра. Ведь они (магниты) не лежат на статоре а по окружности дальше находятся. В том месте и смотреть по двум лучам.
Добавлено 10 Окт. 2016 в 20:37
И полюсные наконечн-ки в случае аутраннера не требуются. Тут важно чтоб минимальные зазоры были не более 1.5 мм (в центре магнита над центром зубца)

[Alex75]

Какой же это бандаж, если он легко снимается и даже слегка болтается?

Эта гильза из нержавейки(немагнитной), по всей видимости, работает как фильтр от высокочастотной составляющей тока. А речь идёт о гильзе из ферромагнетика. Так как магниты здесь дугообразные, распределение поля вдоль полюса монотонное, то и смысла в такой гильзе нет. Вот и интересует принципиальный вопрос: какие ещё свойства в работе двигателя придаёт железная(ферромагнитная) оболочка над магнитом, помимо формирования магнитного поля необходимой формы(как в двигателях IPMSM)?
Железо обладает свойством легко перемагничиваться. Т.е. являясь оболочкой мощного магнита, имеющего очень "жёсткое" магнитное поле, железо работает как пограничная буферная зона с возможностью локального изменения магнитного поля(уменьшение, увеличение, даже изменение полярности), эдакая "мягкая сила" или резиновая оболочка между двумя сталкивающимися стальными шарами. Что это даст полезного в работе двигателя? Может подавление гармоник высшего порядка и, как следствие, увеличение КПД?

[YTW200]

Если эта обойма железная, она во первых замкнёт на себя часть магнитных полей (от законов физики не убежать) тем самым ослабив магнитные силы. Тот же эффект будет и при увеличении зазора.
Ваши моторчики отличаются от моего. Мой сделан как полноценный айпиэмэсэм и имеет в составе сквт как и у взрослых приусов и прочих гибридов. Да и обойма на моём из нержавейки - не магнитится.
В любом случае в обсуждаемом моторе топик стартера нет смысла в железной обойме, она ослабит силу и тягу равняясь аналогом применения более слабых магнитов или увеличению зазора.
Вижу единственным правильным выходом перемотку на маловитковость с максимально большим сечением для уменьшения сопротивления и тем самым уменьшения потерь.

[TRO]

.....
Вижу единственным правильным выходом перемотку на маловитковость с максимально большим сечением для уменьшения сопротивления и тем самым уменьшения потерь.

Не заблуждайтесь, физику не обманешь, итоговая плотность тока будет та же, а с ней теми же останутся и потери.

Мотор должен быть намотан на расчетное нагрузке KV.
Намотаете витков больше, не достигнете нужных оборотов.
Намотаете меньше, потеряете в КПД из за дополнительных потерь от увеличившихся (фазных) токов ШИМ (пульсации на сопротивлении проводов, ключи, конденсаторы, батарея).

[Combatos]

После нескольких месяцев перерыва продолжим общение..  Возвращаясь к вопросу о внешних датчиках Холла хочу сказать, что ошибался в этом посте:

Добавлено 07 Окт. 2016 в 22:05
Попробовал датчики ss41, печалька, снаружи ротора через 3 мм железа на магниты не реагируют 

А если за каждым датчиком расположить кусочки железа, как концентраторы магнитного поля?...

Идея не работает, кольцо ротора полностью гасит магнитное поле. Ну да ладно, придется разместить датчики как-то так:

А обмотку в три-четыре витка, как у YTW200 хочу попробовать. Есть провод диам. 1.6 мм, думаю мотать в три жилы - получится 6 кв. мм. Есть еще провод 0,6 мм, но в 20 жил чего-то мотать не хочется.

Когда одел ротор на статор, внешние датчики очень даже хорошо срабатывают. Видимо статор усиливает магнитное поле.. короче говоря, переделал я таки мотор под внешние датчики:

[Combatos]

Еще прошлифовал статор, сейчас зазор статор-ротор 1.5 мм, но после установки спалил 4 ключа IRFP4110 в контроллере  . Оказалось, что при шлифовке замкнуло одну из обмоток на массу. Поэтому не могу сказать, на сколько поднялись обороты мотора с той же обмоткой после шлифовки. Перемотал мотор на 5 витков в 2 жилы диам. 1,6мм, звезда. Обороты сейчас 7500 на ХХ, но момент по ощущениям стал гораздо меньше, правда ездил в квартире по ковру Жду весны.. По идее, скорость желаемая будет достигнута, а с моментом еще будем воевать. Батарея слабая, 19S LiFePO4 13Ah 5C, надо хотя бы 30Ah, а лучше 40Ah, чтобы ток поднять до 200A. Контроллер тоже буду переделывать, хочу перейти на более тяжелые ключи IRFP4468. Так что сейчас вопрос в накоплении финансов.. Еще сделал спидометр с индикацией температуры (датчик DS18B20 в статоре) мотора. Для датчика скорости и пройденного пути использовал тормозной диск, установив на него щелевую оптопару.
Небольшой фотоотчет:
Аккумуляторы, у меня их 2. Второй 3S6P из б/у ноутбучных элементов 18650 для питания слаботочки контроллера, спидометра и ксеноновой фары.

Контроллер:

Панель приборов:




Датчик спидометра:

[Combatos]

Вопрос к знатокам:  как защитить ключи IRFP4468 от перенапряжения сток-исток ? При больших токах имеют место большие выбросы напряжения от индуктивной нагрузки. Может есть у кого схема силовой части мощных контроллеров Kelly к примеру?

[YTW200]

Защита - диод между силовыми выводами. Обычно он встроен.
Другое дело, что у выбранных транзисторов сравнительно большое сопротивление открытого канала. Я б их не использовал. Лучше в обычном (таком как ранее использовали) корпусе транзисторы возьмите. Они есть таки на 100 вольт и 180 ампер.

IRLB4030PBF, Транзистор N-канал 100В 180А [TO-220AB]
Такие будут гораздо круче.

[on4ip]

Имеется ввиду не замыкание реактивного тока через freewheel диод, а индуктивный выброс на транзисторе при закрытии. Защита либо рассчитанные по энергии снабберы либо правильный дизайн силовой шины, либо запас по напряжению.

[saska]

Я тоже использую данный регуль с 12-ю 4368. Вы сами прошивку правите? Автор выложил обновленную с uart. Имея 4 разных китайских контроллера, этот работает экономнее и крутит быстрее за счет опережения. У меня всего 16s lifepo4, но с разными движками ни разу ничего не вылетело.
Чем же IRLB4030PBF лучше? 4mΩ против 4468 2mΩ.

[Combatos]

[user]YTW200[/user], таки IRFP4468, которые я буду ставить лучше почти по всем параметрам, чем предложенные вами IRLB4030.
IRFP4468:  100V; 2,0mOhm; 195A; 520W.
IRLB4030:  100V; 3,4mOhm; 180A; 370W.
У IRLB4030 лучше только одно: затвор не такой тяжелый - 87nC против 360nC у IRFP4468. Но думаю драйвера IR2110 справятся с тремя IRFP4468 в параллель с резисторами по 5Ом на затворах, что скажете, [user]on4ip[/user]?

[Combatos]

[user]saska[/user], да, прошивку я правил под мою батарею 19S LiFe, убрал русский язык (мой китайский индикатор не поддерживает) и еще что-то, не помню уже, короче адаптировал контроллер под свои нужды. Переписывался с автором (Павел), он очень помог, молодчина, отлично разбирается в ассемблере (Algorithm Builder). Про дисплейный модуль по UART знаю, но у меня проводное соединение, предыдущая прошивка. Была борьба с помехами на индикатор, показывал черти-что из-за длинных проводов, но я победил, причем решение оказалось очень простым. Рад, что вы тоже, [user]saska[/user],  собрали этот контроллер, будет с кем пообщаться. А по поводу вылета транзюков, было 2 раза. В первый раз ограничение тока стояло 200А (максимум), причем контроллер был неправильно откалиброван, занижал показания тока, во второй раз было замыкание в моторе на массу. Ключи были в обоих случаях IRFP4110.