Модернизация типовых мотор-колес на Emetor

[Denis.Korobitsyn]

[user]inetchik[/user], контора изготавливает магниты и под заказ и с любыми тепловыми и магнитными параметрами. Но вопрос цены..
Когда то узнавал про изготовление магнитов: NdFeB N 42SH, 50x6x2
Вот что ответили:
При заказе 10 шт.  Стоимость 538 руб./шт.

При заказе 50 шт.  Стоимость 195 руб./шт.

Срок поставки до 45- ти рабочих дней.

Именно по причине высокой цены я пока и рассматриваю для тестов покупку готовых магнитов, которые есть в наличии.
Уже покупал у них несколько типов магнитов. Вполне хорошего качества, я всем доволен.

Прошу прощения, только сейчас заметил, что в сообщении небыло ссылки. Вот она :http://magnet-prof.ru/index.php/Segment-/-Sektor/Magnit-N40H-R29.5xr24.5x78x36-dia/flypage.tpl.html

(может администрация удалила)

[Denis.Korobitsyn]

[user]Abos[/user], хотел бы спросить вашего совета. Интересует расчёт мотора на секторах магнитах.
Хочется сделать мотор с нуля, включая вырубку пластин для статор и что бы такой мотор был повторяемый для всех желающих. Из плюсов, магниты производят в СПб и характеристики их будут укладываться в нормы, в отличие от китайских, которые могут подсунуть что угодно. Ну и именно этих магнитов много в наличии.

Сейчас как пробный мотор переделываю асинхронный электродвигатель аир 56 (0.18кВт) на пластинчатых магнитах, но хотелось бы сделать что то более интересное в плане характеристик и повторяемости.

Как Вы думаете, получится ли что то хорошее из таких магнитов? Какое железо (0.35 или 0.5мм), сколько полюсов будет оптимально? Да и какой формы полюса статора лучше. Можно же железо сделать сегментным и мотать его будет проще для концентрической обмотки.

Еще вопрос, что может статор лучше делать со скосом, что бы залипания не было. Как на Vectrix VX-1 Maxi Scooter (хотя у них разные моторы были, некоторые и без скоса)

1. [user]Denis.Korobitsyn[/user], если хочется сделать мотор с нуля на секторах магнитах (как понял - дугообразных сегментах) и Вам позволяет Ваше материальное положение, то нужно делать.

2. На пластинчатых магнитах можно также сделать эл. двигатель с интересными характеристиками. Вас какие именно из них интересуют?

3. Я думаю, что из таких магнитов может получится что-то хорошее. Толщина железа 0,5 мм; 0,35 мм; даже 0,25 мм зависит от того, сколько полюсов Вы планируете в своем народном двигателе и какую максимальную скорость вращения вала Вы хотите получить. Количество полюсов эл. двигателя выбирается из тех параметров (частота вращения ротора, момент на валу, мощность), которые Вы хотите получить. Форма полюсов статора принимается стандартная для BLDC. Можно применить и прямоугольный полюс (открытый паз), но он не лучше. Железо можно сделать сегментным, чтобы увеличить коэффициент заполнения паза медью, снизив тем самым плотность тока в обмотках и улучшив теплоотдачу, а также автоматизировать намотку сосредоточенных катушек на секторах. Пример смотрите здесь: https://www.youtube.com/watch?v=wEH6ExlOacQ

4. Магнитопровод статора можно делать и без скоса, и со скосом. В первом случае магнитное залипание действительно больше. Во втором случае оно меньше, меньше также и вибрация, и шум за счет подавления высших гармонических в МДС статора. Но, при этом будет наблюдаться некоторое снижение максимального момента эл. двигателя.

Надеюсь, что ответил на все интересующие Вас вопросы.

Какой то обобщенный ответ
Интересует как раз более глубокие теоретические и практические аспекты. Как рассчитать форму зубцов статора например.
Как не искал, но книг с теорией расчётов и изготовлением блдс не нашёл. Может конечно часть теории и от асинхронных двигателей подойдёт. Или в программах методом тыка добиваться более хороших параметров?

Ссылку на магниты не предоставил (или удалили). Ну вот их параметры  N40H R29.5xr24.5x78x36гр
(http://magnet-prof.ru/index.php/Segment-/-Sektor/Magnit-N40H-R29.5xr24.5x78x36-dia/flypage.tpl.html) получаем 10 полюсов для ротора типа инраннер.
Будем рассуждать дальше. Оптимальным количество полюсов мне видится 15 (меньше гармоник, хорошее соотношение)
Если мотор хочется сделать доступным и повторяемым, то стоит вопрос о том, чем его крутить и на каком напряжении.
Из доступных мне видится напряжение до 80В (батарею из лиион можно собрать за 10-20тр). Контроллеры до 80В то же более бюджетные, чем на 100+В.
Ну а про kv (обороты на вольт), тут уже каждый сам решает как и чем мотать.

Про железо же, если брать 0.5мм, то лучше заполняемость, но сильнее нагрев на высоких частотах, если 0.25, то чуть хуже имеем заполняемость (суммарная толщина изоляционного лака больше), но более высокие частоты с меньшим нагревом. Тут все же лучше взять 0.3мм для оптимизации. Сегментные зубцы более оптимальны при намотке (лучше заполняемость) и при штамповка меньше отходов.

Так что пока вижу не решенным вопрос про статор. Форму зуба, ширину и тд. Делать скос или нет.

Если в чем то ошибаюсь, поправьте пожалуйста.

[iseman]

Хочется сделать мотор с нуля, включая вырубку пластин для статор и что бы такой мотор был повторяемый для всех желающих.

А не могли бы привести экономический расчет, сколько будет стоить такой двигатель на 5-6 квт конечному потребителю.

По пунктам: резка пластин статора, ротора, изготовление корпуса, крышек мотора, вытачивание ротора, установка магнитов, намотка обмоток, подшипники, охлаждение, и, наконец, - итоговую стоимость мотора, изготовленного в единственном экземпляре. Я так полагаю, чтобы получить конкурентноспособную цену, все это нужно затевать при выпуске партии, скажем, от 100 двигателей.

[Denis.Korobitsyn]

[user]iseman[/user], хочу сразу сказать, что я не собираюсь вот прямо здесь и сейчас уже собирать такой или аналогичный двигатель в массу или даже для себя. Возможно из этого даже ничего и не выйдет. Я же ещё не переделал свой асинхронный двигатель, который начал (времени не хватает). И пока что свои результаты по переделке не выкладываю в тему об асинхронных двигателях на магнитах, по той причине, что не хочу закинуть туда начало и на этом все заглохнет (как у некоторых в той теме) . Когда все сделаю, то постараюсь свой опыт там изложить. Но уже на тот маленький мотор потрачено на одни магниты 2+ тр. А ещё затраты на медь и токарные, фрезерные работы. Но последний пункт мне обходится по дружбе бесплатно пока что

Так что пока что чисто теоретически хочу с вами обсудить реальность такой идеи, характеристики, актуальность. Может в будущем кому то она поможет.
Ну а если хотите цифры с потолка, то давайте произведём примерный расчёт для единичных экземпляров. Магниты + доставка до другого города (не СПб) это уже 4тр.
Формы для вырубки можно опять же постараться сделать на эрозии по связям чуть дешевле чем где то. Ну и металл для форм так же пока не беру в расчёт.
Медь: ну пусть это будет пару кг проволоки. Это ещё + несколько тысяч (возьмем 2.5 например)
Корпус: болванка алюминия или болванку самим отлить и обточить. Тоже пока в расчёт не беру.
Вот где достать листовой металл для статора 0.35 и уже покрытый лаком я ещё не нашёл и цену не знаю.
Но грубо говоря, если бы начал уже сейчас делать что то подобное для себя, то 10тр на 1 двигатель бы точно потратил.
Но это все финансовая теория для личного использования. Если бы это ставит на поток, то цифры совсем другие опять же чисто теоретически при большом спросе цена может быть 10-20тр. Возможно аналоги за такую цену на 5+кВт есть, но честно, не встречал.

Немного отвлекусь от электротротранспорта. Кому может быть интересны такие двигатели ещё? По сути с хорошей электроникой это сервомотор. Например вот один из проектов: https://youtu.be/WT4E5nb3KtY

Но тема тут совсем другая. Так что хотелось бы поговорить о расчётах именно двигателей.

[iseman]

Оптимистично. Я уже себе сосчитал, что мне затраты по изготовлению с нуля двигателя похожего типа

https://www.aliexpress.com/item/60V3000W-4600RPM-permanent-magnet-brushless-DC-motor-differential-speed-electric-vehicles-machine-tools-DIY-Accessories-motor/32727489280.html

обойдутся по цене вдвое дороже, чем могут китайцы прислать за 300долларов. Поэтому просто рассматриваю покупку готового из того, что есть на рынке с последующей доводкой.

[alexpv]

Оптимистично. Я уже себе сосчитал, что мне затраты по изготовлению с нуля двигателя похожего типа

https://www.aliexpress.com/item/60V3000W-4600RPM-permanent-magnet-brushless-DC-motor-differential-speed-electric-vehicles-machine-tools-DIY-Accessories-motor/32727489280.html

обойдутся по цене вдвое дороже, чем могут китайцы прислать за 300долларов. Поэтому просто рассматриваю покупку готового из того, что есть на рынке с последующей доводкой.

Поддерживаю, материалы в количествах необходимых для индивидуального строительства дороги. Пакет из 230шт 0,35мм пластин статора диаметром ~ 200мм,  мне обошелся в 24тр. За эти деньги можно взять двигатель в сборе.

[Denis.Korobitsyn]

[user]alexpv[/user], резали на лазере наверно, где стоимость зависит от длинны реза?
И мотор с железом 200мм на 80мм это уже тянет на пару десятков кВт в кратковременных пиках.
Суммарные затраты на мотор были порядка 40-60тр?
Как статор рассчитывали? Какая сталь (2411?), с покрытием или без?

[alexpv]

[user]alexpv[/user], резали на лазере наверно, где стоимость зависит от длинны реза?
И мотор с железом 200мм на 80мм это уже тянет на пару десятков кВт в кратковременных пиках.
Суммарные затраты на мотор были порядка 40-60тр?
Как статор рассчитывали? Какая сталь (2411?), с покрытием или без?

Дак в соседней же теме   https://electrotransport.ru/index.php?topic=36341.0

Сталь 2412 0,35мм с покрытием.

[iseman]

Проверил потенциал генератора от автобуса ПАЗ - который рассмотрен в теме:
https://electrotransport.ru/index.php?msg=877344
Результат очень интересный - даже задумался над собственной перемоткой:


Данные для загрузки и полный отчет

[Abos]

Проверил потенциал генератора от автобуса ПАЗ - который рассмотрен в теме:
https://electrotransport.ru/index.php?msg=877344
Результат очень интересный - даже задумался над собственной перемоткой:

[user]iseman[/user], Вы же видите, что в расчете индукция в спинке статора получается 1,8 Тл. А это уже много. А в полюсных выступах она 2,5 Тл, что совсем недопустимо. Поэтому КПД в 97% вызывает серьезные сомнения. Может быть Вы чего-то не учитываете?

[iseman]

Не стоит бездумно брать данные расчета по пазику за основу. В данном расчете подставлены примерные данные по пазам, железу и магнитам. Которые приблизительно взяты с фотографии. Следовало бы точно обмерить статор, знать точные марки магнитов и стали, чтобы примерно попасть в расчетные данные. Не исключается, что сняв реальные размеры с ротора, статора, обмоток результаты получатся значительно хуже.

Допустим с геометрией статора мы ничего сделать не можем, но, во всяком случае, с помощью Еметор можно итеративно подобрать
геометрию ротора, число, расположение магнитов, намотку обмоток. Это чтобы избежать откровенных ошибок в намотке, как я видел, к примеру, 30 магнитов на жигулевском генераторе, что давало, совершенно безумные цифры рабочих частот, естественно железо мигом разогревалось. Тема и была создана с целью - приобщить коллег к теоретическим расчетам. Чтобы потом сравнить данные  расчетов и реальные физическими данные, дабы избежать пустых затрат труда по переделке двигателей коллегами.

[iseman]

Сильно разочарован данными по возможной переделке генератора от BMW
http://www.svstarter.com.ua/generatory-bosch/43462/
Маркирован он 140А, а проводочки в статор идут общей площадью в 5квадратов. По логике туда больше 50 ампер вливать нельзя. Итого - с него нельзя более 3000ватт долговременно снять.
Железо в нем толстое - пластины статора по 1мм, набор 34мм толщиной.
Прикладываю настройки и результаты на максимальном долговременном режиме: 

[Denis.Korobitsyn]

Добрый день!  Может кто подскажет такую ситуацию, Emetor при расчётах двигателя с магнитами, что я раньше упоминал (10p15s) предлагает мотать только в 2 слоя (number of winding layers = 2). Что может где то и встречается при концентрической намотке, но как то сложно осуществить. При других параметрах, например 10p12s или 10p18s намотка возможна как в один слой так и в два.
Суть вопроса: 10p15s вообще не будет нормально работать с концентрической обмоткой в один слой?

[alexpv]

Как вам такой генератор от Bmw



Диаметр ротора 110мм, 16 полюсных наконечников, статор высота 35мм, 96 зубов, железо 0,25мм

[iseman]

Как вам такой генератор от Bmw
Диаметр ротора 110мм, 16 полюсных наконечников, статор высота 35мм, 96 зубов, железо 0,25мм

Данный генератор возможно выдаст 5квт на 4000 оборотах.  Видится очень затрудненная обмотка в такое число пазов.
Ну и для расчета нужна точная геомертия паза.

Теоретически пара таких сердечников дадут набор в 70мм, а это уже 10кватт мощности - что более чем серьезно.
Можно рассмотреть двигатель из двух таких генераторов, потребуется точить длинный вал под магниты, с корпусом есть надежда обойтись штатными крышками,  надо будет
только шпильки длинные подобрать.

[Alex75]

Есть такой генератор BOSH:



Статор: 36 пазов, внутр диаметр 112мм, толщина набора пластин 0,5мм стали 38мм, максимальный ток 200А.

[iseman]

Есть такой генератор BOSH:
Статор: 36 пазов, внутр диаметр 112мм, толщина набора пластин 0,5мм стали 38мм, максимальный ток 200А.

Вот у этого потенциал очень хорош, если удастся  хорошо набить пазы медью.
18-20 НМ момент на валу дает 6кватт на 3500 об\мин.   По формуле P=M*n/9549 можно мощность высчитать в диапазоне 1000-6000 об\мин.
Практически эквивалент 300 куб. бензинового 4-тактного мотора. Обрисуйте геометрию пазов - попробуем на еметор более точно высчитать.
Примерный расчет того что надо для мотоцикла 120км/ч.

[Alex75]

Высота ярма - 4мм,
высота зуба - 12,5мм,
ширина ножки зуба - 4мм,
ширина шляпки зуба - 7,5мм,
зазор между шляпками зубьев - 2,5мм,
диаметр провода с эмалью - 1,4мм.
Паз имеет у основания (у ярма) полукруглую форму.