Увеличение крутящего момента бесколлекторного мотора

[Abos]

Момент вырастет если увеличивать оба количества. и стотара и ротора. к примеру 44 на 48. или 44 на 52. это же не 6 к 8

Реально подтверждаю верность этого высказывания. В лихих 90-х в НГТУ были разработаны образцы ДЭР для стиральной машины (ДСМ68-65) и электромясорубки (ДМ112-40) с прямым приводом. Первое число указывает на диаметр расточки статора, вторая - на его активную длину (в мм). В ДСМ соотношение полюсов статора и зубцов ротора - 8/6, в ДМ - это соотношение составило - 24/38. В первом случае полезный номинальный момент составил 3,4 Нм при номинальной мощности 180 Вт, во втором случае - 13,5 Нм при номинальной мощности 100 Вт.

[Abos]

там очень много чего зависит. при увеличении высоты надо еще и большеместа между магнитами.  для 6 мм нужно держаться гдето ближе к 0.76 магнит остальное пустота. для 5 мм 0.8 и т.д

По-Вашему получается, что если взять высоту магнита 2 мм, то междумагнитное расстояние будет около 0? Это неверно. Наилучшее соотношение между дугой магнита и полюсным делением лежит в пределе 0,76-0,8. Это обеспечивает синус магнитной проводимости потока. При других соотношениях "полезут" высшие гармонические составляющие, что негативным образом отражается на на максимальном моменте и вибрации при синусном питании обмотки якоря.

[ShurikenA]

Наилучшее соотношение между дугой магнита и полюсным делением лежит в пределе 0,76-0,8. Это обеспечивает синус магнитной проводимости потока. При других соотношениях "полезут" высшие гармонические составляющие, что негативным образом отражается на на максимальном моменте и вибрации при синусном питании обмотки якоря.

То есть, если я правильно понимаю, для 10-полюсного статора на один полюс приходится 36 градусов его диаметра. Соответственно на магнит должно приходится около 28,8 градусов, на промежуток - 7,2. Правильно?

[nikvic]

Насколько плотность магнитных линий зависит от толщины магнита?Если не зависит,то толщину выбирают из условий механической прочности.

Магнитное поле постоянных магнитов устроено так же, как электрическое - с той лишь разницей, что "магнитные заряды" существуют только в виде дипольных пар. И внешнее поле цилиндрического магнита выглядит, как внешнее электрическое поле "плоского конденсатора" с одинаковой плотностью заряда во всех точках обкладок.

Если фиксировать высоту цилиндра-магнита и увеличивать радиус, то поле у середины такой "шайбы" будет стремиться к нулю.
Если, наоборот, фиксировать радиус и увеличивать высоту, то поле у торца будет расти, приближаясь к пределу, определяемому намагниченностью материала.

Так что для магнитной "трубы"  с заданным числом пар магнитов есть оптимум толщины, компромисс  между  "силой"  и массой...

[Abos]

То есть, если я правильно понимаю, для 10-полюсного статора на один полюс приходится 36 градусов его диаметра. Соответственно на магнит должно приходится около 28,8 градусов, на промежуток - 7,2. Правильно?

Да! Понимаете правильно.

[Abos]

То есть, если я правильно понимаю, для 10-полюсного статора на один полюс приходится 36 градусов его диаметра. Соответственно на магнит должно приходится около 28,8 градусов, на промежуток - 7,2. Правильно?

Да! Понимаете правильно. Только не статора, а ротора, т.к. постоянные магниты расположены на роторе, а статор имеет 12 физических полюсов, что соответствует 10 магнитным полюсам при протекании по катушкам обмоки якоря электрического тока.

[Babylon4]

Редукция начинается, когда p больше 1, где p - это число пар полюсов (пар постоянных магнитов или число зубцов ротора). При p=3 редукция равна 3, при Z=100 редукция равна 100 (в случае индукторного двигателя).

           С возвращением Abos.

  Уважаемый Abos не согласен с вами по поводу определения понятия магнитная редукция, по вашему получается что колекторный двигатель с числом полюсов больше 2 тоже  имеет магнитрую редукцию!!!  С началом появления этого выражения это было лет 5 назад в осуждении на форуме rsdesign пришли к определению магнитной редукции исходя из того что в 3 полюсной машине в простейшем случае на 3 фазные  катушки  приходится 1пара магнитов. Поэтому не зависимо сколько от количества фазных обмоток статора если соотношение3/2 изменяется в сторону уменьшения непример 12/10 или 12/14  или 12/16 это будет магнитной редукцией.

[av-master]

Abos  :bq: Рад Вас видеть.


Babylon4

ОПЯТЬ ИМХО 12/10 12/14 12/16 не совсем то, 12/10 и 24/22 и 48/44 это точно редукция.

[Abos]

           С возвращением Abos.

  Уважаемый Abos не согласен с вами по поводу определения понятия магнитная редукция, по вашему получается что колекторный двигатель с числом полюсов больше 2 тоже  имеет магнитрую редукцию!!!  С началом появления этого выражения это было лет 5 назад в осуждении на форуме rsdesign пришли к определению магнитной редукции исходя из того что в 3 полюсной машине в простейшем случае на 3 фазные  катушки  приходится 1пара магнитов. Поэтому не зависимо сколько от количества фазных обмоток статора если соотношение3/2 изменяется в сторону уменьшения непример 12/10 или 12/14  или 12/16 это будет магнитной редукцией.

Спасибо! Был в отпуске.
Ну, к какому выводу пришли на форуме - мне "до лампады". Я исхожу из следующих положений. У коллекторной машины частота вращения якоря прежде всего зависит от поданного напряжения, а не столько от полюсов, поэтому - это другая епархия. В синхронных машинах и асинхронных частота вращения ротора четко связана с частотой питающей сети и частотой вращения магнитного поля индуктора, которая в свою очередь зависит от числа пар полюсов индуктора. В связи с этим за основу принят эл. двигатель с 1 парой полюсов индуктора (что у классических с распределенной обмоткой якоря, что у синхронных с постоянными магнитами и сосредоточенной катушечной обмоткой, что у синхронной индукторной активной или реактивной машины, что у синхронной машины с электромагнитной редукцией частоты вращения, имеющей зубчатую структуру полюсов статора), т.е. - это "элементарная машина". Она имеет коэффициент редукции 1, так как электромагнитное поле вращается с той же частотой, что и ротор, т.е. за один период изменения электромагнитного поля ротор поворачивается на двойное полюсное деление и делает один оборот. При p больше единицы, за один период изменения электромагнитного поля ротор поворачивается на меньший угол, и делает менее одного поворота, чем и достигается электромагнитная редукция. А ее глубина (величина) как раз и зависит от числа пар полюсов индуктора или числа зубцов ротора (в индукторных синхронных машинах).

[Babylon4]

Мой тебе совет если хочешь использовать аутранер в качестве лодочного мотора настраивайся на редуктор к нему.

Не согласен. ДЭР (двигатель с электромагнитной редукцией частоты вращения) вполне может заменить коллекторник (или какой другой) эл. двигатель с механическим редуктором.

Он надежнее, управляется, меньше шума, нет заморочек с маслом и пр. бякушками мех. редуктора, бесконтактен,

  Да с этим можно согласится.

да и КПД выше, чем общий КПД у двиг.+мех. редуктор.

  А вот здесь вы не правы, правильно подобраний двигатель, хорошый планетарный редуктор, хорошее исполнение , может дать выгоду в 8-12% а также уменьшение веса самой конструкции( так  для моделей  это очень актуально).  Могу привести примеры если это необходимо.

[Abos]

  Да с этим можно согласится.

да и КПД выше, чем общий КПД у двиг.+мех. редуктор.

  А вот здесь вы не правы, правильно подобраний двигатель, хорошый планетарный редуктор, хорошее исполнение , может дать выгоду в 8-12% а также уменьшение веса самой конструкции( так  для моделей  это очень актуально).  Могу привести примеры если это необходимо.

Правильно спроектированный синхронный эл. двигатель с постоянными магнитами и электромагнитной редукцией имеет КПД не ниже 90%. КПД двиг. + мех. редуктор равен произведению КПД двигателя на КПД мех. редуктора. Даже если КПД Вашего двигателя составляет 93% и механического редуктора 95%, а моего двигателя 90%, то Вы все равно проиграли на 1,65%. Все зависит от того, какие машины брать.

[Babylon4]

Спасибо! Был в отпуске.
Ну, к какому выводу пришли на форуме - мне "до лампады".

   Отдохнули и набрались творческих сил Я рад за вас.

   Да у Ильича тоже была своя лампада, он её лампочкой назвал.

В связи с этим за основу принят эл. двигатель с 1 парой полюсов индуктора (что у классических с распределенной обмоткой якоря, что у синхронных с постоянными магнитами и сосредоточенной катушечной обмоткой, что у синхронной индукторной активной или реактивной машины, что у синхронной машины с электромагнитной редукцией частоты вращения, имеющей зубчатую структуру полюсов статора), т.е. - это "элементарная машина".

  Почитайте внимательно что вы написали может для студентов это и сойдёт!!!

[nikvic]

Правильно спроектированный синхронный эл. двигатель с постоянными магнитами и электромагнитной редукцией имеет КПД не ниже 90%. КПД двиг. + мех. редуктор равен произведению КПД двигателя на КПД мех. редуктора. Даже если КПД Вашего двигателя составляет 93% и механического редуктора 95%, а моего двигателя 90%, то Вы все равно проиграли на 1,65%. Все зависит от того, какие машины брать.

Выбор зависит от исходной цели, а она частично заявлена в первом посте - лодочный мотор. Непонятно. правда, для байдарки или большого катера, для 3км/час или 20 узлов

   Разговор о КПД мотора бесполезен - нужно держать в голове сквозной КПД, от батареи до винта. У гребных винтов тоже есть КПД, и высокий получается только при увеличении диаметра с уменьшением РПМ. Обычно безредукторный вариант двигателя плох ещё и по той причине, что большой диаметр нельзя разумно поместить рядом с винтом по условиям обтекания....

[ShurikenA]

Выбор зависит от исходной цели, а она частично заявлена в первом посте - лодочный мотор. Непонятно. правда, для байдарки или большого катера, для 3км/час или 20 узлов

Мотор для лодки с полной массой (водоизмещением) 350-400 кг. Двигатель - бесколлекторный аутраннер. Обороты двигателя на "полном газу" под нагрузкой должны быть не более 2000. Желательно еще меньше, около 1300-1500. Выходная мощность 1,5-2 кВт (первый вариант) и 5,5-6 кВт (второй вариант). КПД не менее 90%, лучше больше. Диаметр второго двигателя не более 80-85 мм. С первым еще не определился, но думаю не более 65 мм. Масса двигателя не критична, но в разумных пределах. Двигатель будет находится в воде, в обтекаемом алюминиевом корпусе (как у бензинового мотора, только там у него расположен редуктор). Расстояние от ротора до стенок корпуса - 1 мм. Охлаждение - водой водоема.
Приоритетным направлением является второй вариант, ожидаемая скорость лодки около 25 км/ч.
------------------
Уважаемый Abos, объясните пожалуйста, почему растет крутящий момент с увеличением количества полюсов и в каких пределах. Я пытался смоделировать двигатели в Ansoft Maxwell, размеры одинаковые, степень заполнения медью тоже. Первый двигатель - статор - 12, ротор - 10 полюсов; второй - 28/30. Изменение крутящего есть, но очень незначительное, не как у описываемой вами мясорубки.

[nikvic]

Выбор зависит от исходной цели, а она частично заявлена в первом посте - лодочный мотор. Непонятно. правда, для байдарки или большого катера, для 3км/час или 20 узлов

Мотор для лодки с полной массой (водоизмещением) 350-400 кг. Двигатель - бесколлекторный аутраннер. Обороты двигателя на "полном газу" под нагрузкой должны быть не более 2000. Желательно еще меньше, около 1300-1500. Выходная мощность 1,5-2 кВт (первый вариант) и 5,5-6 кВт (второй вариант). КПД не менее 90%, лучше больше. Диаметр второго двигателя не более 80-85 мм. С первым еще не определился, но думаю не более 65 мм. Масса двигателя не критична, но в разумных пределах. Двигатель будет находится в воде, в обтекаемом алюминиевом корпусе (как у бензинового мотора, только там у него расположен редуктор). Расстояние от ротора до стенок корпуса - 1 мм. Охлаждение - водой водоема.
Приоритетным направлением является второй вариант, ожидаемая скорость лодки около 25 км/ч.

Скорее всего, невозможно - Вы же не захотите делать двигатель как колбасу длиной в метр? 
Так поступают бурильщики...

Эталоном использования "железа" могут служить авимодельные движки с уменьшением мощности и оборотов в одно и то же число раз.

Но они "не слишком КПД-шные", моделисты об этом не заботятся. КПД 90% требует хорошего синусного контроллера и достигается только в области, где мощность гораздо меньше максимальной, там, где противоЭДС более 90% питающего напряжения. КПД не может быть больше отношения питающего напряжения к фазному, но только синусный контроллер может  сохранять это отношение постоянным для 360 "электрических" градусов.. 

[ShurikenA]

Скорее всего, невозможно - Вы же не захотите делать двигатель как колбасу длиной в метр?
Так поступают бурильщики...

Миллиметров 300-350 на сам движок - нормально. Лучше увеличивать длину, чем диаметр, сами понимаете.

Эталоном использования "железа" могут служить авимодельные движки с уменьшением мощности и оборотов в одно и то же число раз. Но они "не слишком КПД-шные", моделисты об этом не заботятся.

Ну почему же, есть хорошие модели с КПД 86-93% (в зависимости от нагрузки).

[nikvic]

Эталоном использования "железа" могут служить авимодельные движки с уменьшением мощности и оборотов в одно и то же число раз. Но они "не слишком КПД-шные", моделисты об этом не заботятся.

Ну почему же, есть хорошие модели с КПД 86-93% (в зависимости от нагрузки).

Вот и сообщите - вес, диаметр, высоту а также  обороты и мощность - для 86-93%.

[Babylon4]

Но они "не слишком КПД-шные", моделисты об этом не заботятся. КПД 90% требует хорошего синусного контроллера и достигается только в области, где мощность гораздо меньше максимальной, там, где противоЭДС более 90% питающего напряжения.

Вобщем то моделисты в своём большенстве тоже люди, и они как и вы предпочитают более простые двигатели, даже если они имеют КПД 80%.  Повышеный КПД имеют некоторые вертолётные двигатели, с большим КВ , которые применяются на маленьких вертолётах, раньше проскакивали обзоры таких двигателей, их КПД доходил до 93%-95% при номинальной мощности, сейчас о их КПД можно судить только косвенно по двигателя и высокому КВ.
     Применение синусного контролера не даст КПД 90% скорее даже наоборот.

КПД не может быть больше отношения питающего напряжения к фазному,

Создать условия при которых фазное напряжение становтся больше питающего несложно, но при этом КПД не станет больше 100%???

но только синусный контроллер может  сохранять это отношение постоянным для 360 "электрических" градусов.. 

Подумайте  над тем что вы написали!!!

Автор: Abos
Цитата
Правильно спроектированный синхронный эл. двигатель с постоянными магнитами и электромагнитной редукцией имеет КПД не ниже 90%.

КПД двиг. + мех. редуктор равен произведению КПД двигателя на КПД мех. редуктора. Даже если КПД Вашего двигателя составляет 93% и механического редуктора 95%,

   а моего двигателя 90%,

то Вы все равно проиграли на 1,65%. Все зависит от того, какие машины брать.

КПД большенства магнитно-редукторных двигателей, буть то модельных хоть велосипедних составляет 75-80%.

  Без ко...

  Даже те 88.35% выше на8.35-13.35%, аесли принять КПД планетарного редуктора за 98% что вполне реально то выиграш будет составлять 11.14-16.14%.

  а моего двигателя 90%,

И всёже я могу привести пример, своего двигателя с редуктором, который по парметрам превосходит промышленые двигатели с магнитной редукцией, хотелось бы посмотреть на ваш двигатель с КПД 90%.

Автор: ShurikenA
Цитата
Обороты двигателя на "полном газу" под нагрузкой должны быть не более 2000. Желательно еще меньше, около 1300-1500. Выходная мощность 1,5-2 кВт (первый вариант) и 5,5-6 кВт (второй вариант). КПД не менее 90%, лучше больше. Диаметр второго двигателя не более 80-85 мм. С первым еще не определился, но думаю не более 65 мм. Масса двигателя не критична, но в разумных пределах.

Диаметр около 80мм имеет железо с генератора мотоцикла ИЖ пару наборов вам обезпечат мощность в 5-6Квт.
    А вот редуктор можно использовать или с стартеров( на Газелях или на ЗИЛах) или заказывать ( предложений много, но цены ужасные) вполне возможно что редуктор прыйдётся делать двухступенчатый.