Расчёт обмотки мотор-колеса

[vladimirkolpino]

Добрый день.
Вопрос знатокам:
"Есть по дешёвке купленное мотор колесо NoName без обмотки, но с магнитами. Таким образом зная все размеры активного железа ротора, тип магнитов и их магнитные характеристики, как рассчитать обмотку ротора? Как рассчитать количество витков на полюс?
Есть какая нибудь методика расчёта, формулы? А может есть какая программа уже готовая(хотя как то сомневаюсь)

На просторах ГУГЛА нашёл один единственный расчёт более менее похожий на то что надо, но там расчёт обмотки статора, когда на роторе магниты ( https://vunivere.ru/work21550/page8 ). Мысль была в том, что статор если вывернуть, то получится ротор....но что то как то расчёт не сходится...

[Pau62]

Тему по перемотке мотор -колес читал уже?

[StaREViL]

нафиг там чето рассчитывать, уже все везде рассчитано на стоках)
главное меди побольше запихнуть и намотать правильно)
http://www.bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/

[vladimirkolpino]

Ну как же...от количества витков на зубце зависит мощность колеса как никак...ну и скорость.

Нигде на форуме не описан метод подбора количества витков по отношению к габаритам активного железа ротора. По крайней мере не нашёл. Просмотрел некоторые программы о которых говорят форумчане, одна программа(http://www.bavaria-direct.co.za/scheme/calculator/)  показывает только схему намотки, другие программы типа "Drive Calculator", куда я вбиваю габариты железа и провод, который у меня есть...он выдаёт мне максимальное количество витков, которое помещается в паз ротора(максимальное заполнение окна)...если я правильно конечно перевожу.
А конкретного расчёта витки -> мощность, скорость и тд нет нигде.

[user]StaREViL[/user], На счёт стоковых всё ясно...знаю что должно быть 14 витков и шаг 1-7 по пазам. Вопрос в том, что будет на выходе? Скорость какая? Мощность?

Я хочу намотать столько витков, что б выжить максимум моего мотора.
Как это посчитать есть идеи??

[kor]

На счёт стоковых всё ясно...знаю что должно быть 14 витков и шаг 1-7 по пазам. Вопрос в том, что будет на выходе? Скорость какая? Мощность?

Я хочу намотать столько витков, что б выжить максимум моего мотора.
Как это посчитать есть идеи??

Максимум мотора не зависит от количества витков: Рабочий момент мотора определяется его размерами, в частности его магнитного ротора, пропорционален диаметру (по воздушному зазору) в квадрате умноженому на длину магнитов (или толщину пакета статора). Обороты мотора определяются его напряжением питания (для некоего количества витков свое напряжение для одних и тех-же оборотов). Мощность = момент*обороты/9.55.

[kor]

"Есть по дешёвке купленное мотор колесо NoName без обмотки, но с магнитами. Таким образом зная все размеры активного железа ротора, тип магнитов и их магнитные характеристики, как рассчитать обмотку ротора? Как рассчитать количество витков на полюс?

Если известны данные моторколеса с таким-же количеством пазов и магнитов, и примерно соизмеримыми размерами (чем ближе совпадают тем лучше) то можно пересчитать с них как с образца, примерно:
Витки=витки образца*(диаметр статора/диаметр статора образца) *(длина магнитов/длина магнитов образца)*( Кv образца/ Кv желаемый)
 

[vladimirkolpino]

Рабочий момент мотора определяется его размерами, в частности его магнитного ротора, пропорционален диаметру (по воздушному зазору) в квадрате умноженному на ширину магнитов

D = 105 мм
Ширина магнитов - 12,5 мм
У меня по факту: M = D²*L = 0,105²*0,0125 = 0,00013 H/м. Что-то маловато... Быть такого не может. Внешними габаритами мотор напоминает 250-350 Вт, а это примерно 5 Н/м должно быть.

Если известны данные моторколеса с таким-же количеством пазов и магнитов, и примерно соизмеримыми размерами (чем ближе совпадают тем лучше) то можно пересчитать с них как с образца, примерно

Ну блин, образца физически нет...это в просторах гугла видел подобие моего по размеру.
Хочется самому посчитать, намотать и увидеть результат...так как совершенно не известно что там намотали китайцы-под какие параметры и т.д., Это ж китайцы

[vladimirkolpino]

Тему по перемотке мотор -колес читал уже?

Да, читал, но, там нет расчёта витков по параметрам железа и магнитов. Я не хочу повторять китайцев.

[Pau62]

Да, читал, но, там нет расчёта витков по параметрам железа и магнитов. Я не хочу повторять китайцев.

Да и не повторяй. Сделай строго наоборот.
А параметры железа и магнитов как определять будешь?

На практике достаточно намотать одну фазу ( или одну секцию одной фазы ) каким попало проводом, витков 10.
Покрутить мотор дрелью и определить Kv.
По получившемуся  Kv и желаемому  Kv посчитать количество витков на зуб.
Взять провод, который есть в наличии, и по коэффициенту заполнения посчитать количество жил в витке.
Намотать, и жить счастливо.

[kor]

У меня по факту: M = D2*L = 0,1052*0,0125 = 0,00013 H/м. Что-то маловато... Быть такого не может. Внешними габаритами мотор напоминает 250-350 Вт, а это примерно 5 Н/м должно быть.

Написано же не равен а пропорционален, ибо в расчет входит величина индукции в зазоре, которую никак не померять (обычно 0.7..1Тл) и еще ряд параметров . Грубо с 1см2 поверхности ротора у ниодимовых моторов можно получать касательную силу в номинале примерно 1...1.5 н/см2. Тогда считаем (для статора диам 10.5см, толщ пакета статора 2.31см):
  Полщадь поверхности ротора  =Пи*10.5*2.31=7618см2
Сила с поверхности ротора= 76.18 *(1...1.5н/см2)=76...114 Н
Радиус ротора 0.0525м
номинальный момент =(76...114)*0.0525=4...6 нм, максимальный кратковременный может быть в 1.5..2 раза больше.
  К примеру гироскутерные имеют диаметр 104мм, и с магнитами длиной 20мм (толщина статора примерно 19мм) их уже стараются не покупать, слабовато взрослому для самодельного самоката с одним ведущим колесом например. Ищут 25-30мм.

[Pau62]

Ищут 25-30мм. А у вас 12.5мм.

Автор их не по той стороне мерил, что-то мне подсказывает. Ибо форум не читает.
Добавлено 21 Ноя 2019 в 17:22

Сколько пазов на статоре? на гироскутерном 27. Данные по ним найти можно.

хотел бы получить конкретную инфу - и описал бы толком, и фотки сделал бы.
Но ему надо "не как у китайцев". То, что китайцы клепают колеса миллионами, не означает, что они их придумали. Просто магнитов у них много и они дешевы.

[Pau62]

На просторах ГУГЛА нашёл один единственный расчёт более менее похожий на то что надо, но там расчёт обмотки статора, когда на роторе магниты ( ссылка ). Мысль была в том, что статор если вывернуть, то получится ротор....но что то как то расчёт не сходится...

Мысль "вывернуть" - абсолютно верная. Можно на расчеты взглянуть, что там не сошлось. И главное, с чем не сошлось? Что взято за образец для сравнения результатов?

[vladimirkolpino]

Покрутить мотор дрелью и определить Kv.

Что такое кV?
Итого: Я взял абсолютно такое же колесо( магниты 30 шт 25*12,5*2 мм. 14 витков на роторе 27 пазов, 3 фазы в "звезду") Подключил к контроллеру 350W 36V. Получил 600 оборотов на полном газу в подвешенном состоянии.
Далее это же колесо раскрутил до такой скорости, что б оно выдавало 36V - получилось 880 оборотов в минуту.
Вопрос: Какое при этом кV?

Ищут 25-30мм. А у вас 12.5мм.

так вы сказали в формуле "умноженное на ширину магнита"...я и взял ширину магнита. 25 и 30 мм это длина магнита, так же как и длина активного железа ротора. По крайней мере именно такое определение написано в учебнике по электродвигателям.

Написано же не равен а пропорционален, ибо в расчет входит величина индукции в зазоре, которую никак не померять (обычно 0.7..1Тл) и еще ряд параметров

Так сразу бы написали полностью бы объяснение это.
Я знаю формулу момента через мощность и скорость, одно делится на другое с учётом КПД, косинуса и других неких коэффициентов.

Давайте с самого сначала.
У меня есть железо на котором как я уже узнал было намотано 14 витков на зуб и его схема такая(см. фото)
Размеры:
Диаметр активного железа ротора наружный - 105 мм
Диаметр статора внутренний - 106 мм
Воздушный зазор на сторону - 0,5 мм
Длина железа ротора - 23,1 мм.
Число пазов ротора - 27 шт
Магниты - 30 шт - 25*12,5*2 мм
Тип магнитов и его характеристики:
N40
Остаточная магнитная индукция - 1,25 Тл
Коэрцитивная сила - 955*10³  А/м

У меня есть контроллер на 350W 36V

Как зная эти параметры рассчитать обмотку ротора, что б колесо крутилось 1000 оборотов в минуту на Х.Х. при 36 вольтах?

[vladimirkolpino]

Можно на расчеты взглянуть, что там не сошлось.

Я взял вот этот расчёт и готовое рабочее колесо 250 W 36 вольт, скорость при 36V - 600 оборотов(14 витков на зубец):
https://vunivere.ru/work21550/page8

Померив все линейные размеры, и вставив в формулы в расчёте у меня не сошлось количество витков расчётное и практическое...вообще. Почему, разобраться пока не могу.

[Pau62]

Как зная эти параметры рассчитать обмотку ротора, что б колесо крутилось 1000 оборотов в минуту на Х.Х. при 36 вольтах?

Странно, параметры совпадают с типичными гироскутерными колесами, но они обычно крутятся на хх около 800 оборотов. Может, контроллер не выдает полного напряжения?

Чтобы повысить обороты в 1.5 раза, надо во столько же раз уменьшить количество витков.
При этом желательно увеличить сечение во столько же раз. Например, мотать не в 4 провода, а в 6.

[kor]

Как зная эти параметры рассчитать обмотку ротора, что б колесо крутилось 1000 оборотов в минуту на Х.Х. при 36 вольтах?

Измеренное крутящимся мотором напряжение надо умножать на корень из2, так как надо брать Амплитудное значение а вольтметр показывает среднеквадратичное. Это получается 50.9в. И это все-равно немного не точно ибо генерируется не чисто синусоида. Считаем Кv обоих вариантов, как видим почти совпадают. Лучше взять второе ибо там напряжение измеряется напрямую (без пересчета).
Кv образца=880/50.9=17.29 об/в  или = 600/36=16.67 об/в.
Вам надо 1000об хх при 36в это Kv желаемое=1000/36=27.78 об/в
  Если диаметр статора, толщина пакета статора, число пазов, магнитов, зазор образцового мотора и вашего совпадают то:
Витки = 14*(16.67/27.78)=8.4 или, раз напряжение питания одинаковое в обоих случаях 14*(600/1000)=8.4 витка (округлим 8 или 9; 1000*8.4/8=1050об  1000*8.4/9=933об).
   Число параллельных жил обмотки выбирать максимальным какое влезет в паз.
В расчет момента надо вместо ошибочного размера 1.25см подставить ширину пакета статора 2.31см. В ранее написанном все поправил. У вас стандартный гироскутерный мотор с условным названием  «250втный».
  Вот ексель файл для расчета витков и момента

[yoodog]

Привет ребят, есть небольшой мотор, другой купить заменить нельзя - Легально должен выглядеть по зоводскому.

Вот его пораметры:
OD magnet 99mm
ID magnet 93
Magnet thickness 3мм
Magnet Length 40мм
Shape: обычные прямоугольные плоские
Magnets Number: 30
Airgap: 0.5мм
Starter 92mm
Намотка: 9x7витков 0.5мм

Работа на 14s 52v li-ion

——————— вой план улучшить его как могу———
Вот план

- оптимизировать воздушный зазор, я расчитал что оптимальный 0.321мм
- заказат кастомные моторы
—- толщиной 3.18мм
—- формой арочной ((
—- длинной 46.5мм (это максимум что входит в корпус)
- намотать квадратным 0.5мм х 0.5мм кабелем из ОСС меди

———————— нужна ваша помощь, так как я полный нюб по сути. Теоретик в общем. Вот есть пару вопросов... —————

1. Правильно ли я расчитал airgap?
2. Верно ли я понял, что уменьшив airgap я повышу эффективность?
3. Верно ли я понял, что арочные магниты, более длинные магниты, чуток более толстые магниты, меньший airgap, и большее сечение намотки усилит поле = и как результат так же уменьшит kv мотора? (примерно на 10% я прикинул. Сейчас максимальная скорость 45кмч на дороге, 52кмч в воздухе)
4. С квадратным кабелем плотность электромагнитного поля будет тоже выше, как это повлияет?
5. Влияет ли форма проводника на форму электромагнитного поля от квадратного кабеля?
6. Последний вопрос. Что будет от того, что магниты 46.5мм а стартер штатные 40мм?

[yoodog]

Добавлю вопрос 7.
- в намотке треугольником, сопротивление мотора ниже в 2 раза по сути = ниже температура при том же токе и вольтаже 🫣 может для маленького мотора типо этого было бы целесообразно намотать треугольник? (Я только изучаю разницу сейчас)