Как работает синхронный бесщёточный двигатель

[KIV]

Чем больше фаз у мотора тем точнее можно создавать вращающееся поле ...
Четные не делают из-за того что оптимальное число магнитов - четное, что чревато механическими и электрическими резонансами и всякими гармониками.

Требуется именно максимально точное, равномерно вращающееся магнитное поле с минимумом вибраций на валу. Угловые скорости - в диапазоне от 0,2 до 1 об/сек. Мощность на валу при пуске мотора порядка 10 Вт, в стационарном режиме - 0,5 Вт. Мощность просчитана из условий требуемого времени разгона маховика с довольно большой инерцией, и потерь в кинематике.
Сложности электроники для многофазного варианта не пугают, равно как и сложности формирования многофазного напряжения. Хотя, честно говоря, выбор 8-фазного варианта мотора обусловлен большей простотой именно схемы формирования фаз - при 8 фазах требуется правильно сформировать только 4 фазы, а "недостающие" 4 фазы получаются последовательно-противофазной коммутацией обмоток статора: 1А5e-2B6f-3С7g-4D8i, ведь сдвиг между 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, и соответственно, 5-й, 6-й, 7-й, 8-й фазами будет равен 180 градусам.
Что касается числа магнитов (или все же - пар полюсов магнитов?), то, по моему разумению, оно может быть любым. В любом случае число пар полюсов будет четным.
А вот как от четности/нечетности фаз зависят резонансы (любые) и гармоники, честно говоря, не догоняю, и буду признателен, если растолкуете.

Теперь пара слов конкретики по проектируемому мотору:
1) Диаметр ротора - 350 мм.
2) Число магнитов на роторном кольце - 120 (угловой сдвиг 3 градуса). Магниты образована многополюсным намагничеванием кольца из "магнитной" резины, наподобие магнитиков на холодильники (упрощенно).
3) Статор трех-секционный - три сегмента примерно по 120 градусов, высота (толщина) каждого сегмента 10 мм (набор из пластин эл.тех. стали тлщиной 0,35 мм). На каждом сегменте 18 зубцов, на которых намотано 8х2 фазных обмотки.  Два крайних зубца не рабочие, служат для симметрирования магнитных СЛ в момент, когда активны первая и четвертая фазы. Углвой сдвиг зубцов 3,3765 градуса. В итоге получается в каждой фазе по шесть катушек на обмотку.  Или три "криволинейных" двигателя, фазные обмотки которых соединены последовательно.  Такая схема статора выбрана исходя из конструкции основного устройства, там полный кольцевой статор не помещается.
4) Соотношение полюсов ротора и зубцов статора 9:8, т.е. дополнительно получаем и магнитную редукцию, увеличивающую крутящий момент на валу, при существенном снижении угловой скорости вала мотора.
5) Учитывая незначительность нагрузки на валу, и ее стабильность во времени, решено отказаться от каких-либо датчиков положения ротора. Но при необходимости, возможна как установка 4-8 датчиков Холла, так и/или  позиционирование ротора по противо-ЭДС в фазных обмотках.  Но это если только потребуется прецизионная подстройка фазы ротора относительно фазы вращающегося магнитного поля.

Буду благодарен, если найдете принципиальные ошибки в моих рассуждениях, и ткнете в них носом. )))

[Blik86]

"недостающие" 4 фазы получаются последовательно-противофазной коммутацией обмоток статора

Тогда это 4 фазный мотор (8 полумостов для управления). Если 5-8 работают в противофазе 1-4, то какой смысл ими отдельно управлять? Подключай последовательно и все.

Что касается числа магнитов (или все же - пар полюсов магнитов?), то, по моему разумению, оно может быть любым. В любом случае число пар полюсов будет четным.

Полюсов. Число пар полюсов может быть любым.

А вот как от четности/нечетности фаз зависят резонансы (любые) и гармоники, честно говоря, не догоняю, и буду признателен, если растолкуете.

Для типовых машин четное число фаз значит, что четным будет число зубцов и пазов на статоре. Абстрагируясь от обмоток для магнитной системы, это значит - все полюса одновременно будут переходить через пазы. Магнитное сопротивление системы будет пульсировать, магниты будут препятствовать переходу через паз вызывая просадку выходного крутящего момента и неравномерное вращение.

3) Статор трех-секционный - три сегмента примерно по 120 градусов. На каждом сегменте 18 зубцов.  Угловой сдвиг зубцов 3,3765 градуса.

Не понял как это получилось.

4) Соотношение полюсов ротора и зубцов статора 9:8, т.е. дополнительно получаем и магнитную редукцию, увеличивающую крутящий момент на валу, при существенном снижении угловой скорости вала мотора.

Непонятно откуда 9:8, относительно чего и с чего это должно увеличить момент?

5) Учитывая незначительность нагрузки на валу, и ее стабильность во времени, решено отказаться от каких-либо датчиков положения ротора. Но при необходимости, возможна как установка 4-8 датчиков Холла, так и/или  позиционирование ротора по противо-ЭДС в фазных обмотках. 

Если цель именно равномерное вращение то нужен прецизионный датчик.

Но это если только потребуется прецизионная подстройка фазы ротора относительно фазы вращающегося магнитного поля.

холлы и противо эдс тут бесполезны, по ним в лучшем случае  определите моменты коммутации и на каждую секцию нужно ставить свои.

Требуется именно максимально точное, равномерно вращающееся магнитное поле с минимумом вибраций на валу.

Сильно растяжимые требования, но тут видится беззубый статор с печатными обмотками + ротор с магнитами.
И то секционный синхронный двигатель вам просто не соберут. Заколебетесь юстировать. Поэтому делаете три отдельных трехфазных привода (9 полумостов для управления) и на программном уровне юстируете.
Или асинхронник + немагнитный ротор, у него к юстировке считай нет требований.

[KIV]

Должен извиниться за свою не точную  терминологию - я не электроприводчик, поэтому нередко употребляю не правильные технические термины. Далее попробую выражаться корректнее.

Тогда это 4 фазный мотор (8 полумостов для управления). Если 5-8 работают в противофазе 1-4, то какой смысл ими отдельно управлять? Подключай последовательно и все.

Нет, это именно 8-фазный мотор, т.к. у 4-фазника сдвиг между соседними фазами 90 градусов: A0-B90-C180-D270, а у меня сдвиг по 45 градусов: A0-B45-C90-D135-E180-F225-G270-I315. Очевидно, что фаза фаза Е сдвинута относительно фазы А на 180 градусов, но это две разные фазы. Равно, как и остальные "антогонисты". Но формировать отдельно фазы E,F,G и I нет смысла, достаточно включить (выше я написал - скоммутировать) обмотки А и Е последовательно, но в противоположном направлении (АаеЕ). Получается вроде бы одна обмотка, но работает она как две, в противофазе.   

Полюсов. Число пар полюсов может быть любым.

Это в классической симметричной магнитной схеме мотора, у которой внутренний ротор имеет четное (2, 4, 6, 8...) количество противоположных полюсов, разделенных осью вращения. И все полюса явновыраженные. Но число полюсов здесь в два раза больше числа магнитов.
У большинствоа же бесколлекторников с внешним кольцевым ротором, на котором установлены магниты, как мне кажется, количество полюсов равно количеству магнитов, т.к. второй полюс каждого магнита замыкается не на магнитные пути статора, а по кольцу ротора на два противоположных по знаку полюса соседних магнитов.   

Для типовых машин четное число фаз значит, что четным будет число зубцов и пазов на статоре. Абстрагируясь от обмоток для магнитной системы, это значит - все полюса одновременно будут переходить через пазы. Магнитное сопротивление системы будет пульсировать, магниты будут препятствовать переходу через паз вызывая просадку выходного крутящего момента и неравномерное вращение.

Соглашусь, с некоторыми оговорками. Для нечетного числа фаз число зубцов/пазов может быть как четным, так и нечетным. Пример: трехфазный двигатель может иметь три обмотки по одной катушке на шести зубцах, а может иметь и девять катушек на девяти зубцах. При этом в зависимости от конструкции ротора он может иметь 2, 4 или 6 полюсов на роторе для шестизубого статора, или 6, 8, 9 или 10 полюсов (не пар, а именно полюсов!) для девятизубого статора. И в случае несовпадения числа полюсов ротора с числом пазов/зубцов статора характер магнитного взаимодействия ротора и статора будет сильно отличаться от описанного вами. И чем больше будет "разнобой" в количествах, тем меньше будут пульсации при переходе ротора через пазы и зубцы статора. Или я опять ошибаюсь?

Не понял как это получилось.

Здесь снова моя ошибка в описании. Я написал "статор состоит из трех секций", но не учел, что приводчики под "секциями" подразумевают размещение на одной оси нескольких комплектов ротор/статор. Но я сразу же добавил "три сектора по ~120 градусов". Имеется в виду, что статор не кольцевой, а "секторный", т.е. разделен на три независимых электромагнитных статорных сектора, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной оси мотора, и взаимодействующих с одним роторм. Если нужно, сделаю рисунки или фото подобных секторов с зубцами.

Непонятно откуда 9:8, относительно чего и с чего это должно увеличить момент?

Теперь про углы. Ротор кольцевой, на нем равномерно сформировано (или установлено) 120 магнитиков. Соответственно, угловой сдвиг между полюсами равен 3 градусам. А вот угловой шаг зубцов статора на секторах намерено выбран чуть большим, и равен ~3,37 градусам. Таким образом, на каждые 8 зубцов статора приходится 9 полюсов ротора. Отсюда и возникает магнитная редукция - скорость вращения ротора уменьшается (но остается синхронной со скоростью поля статора), а крутящий момент соответственно, возрастает. Магнитную редукцию хорошо иллюстрирует анимашка, которая попалась мне на глаза лет 20 назад, когда только начинал интересоваться подобными штуками.
Упс... Оказывается, мне еще нельзя выкладывать картинки. 

Если цель именно равномерное вращение то нужен прецизионный датчик.

Вы не обратил внимание на то, что я написал про нагрузку: это массивный маховик. Именно поэтому мощность мотора в момент пуска превышает мощность в рабочем режиме более, чем в 20 раз. Маховик сам поддерживает высокую стабильность угловой скорости, главное, не мешать ему внешними воздействиями в виде "толчковых пульсаций" мотора. А они тем больше, чем выше подводимая к мотору мощность. Так что датчик, тем более - прецизионный, особо и не нужен. Мотор должен питаться от генератора фаз, частота которого стабилизируеся кварцем, поэтому главное - не дать опрокинуться ротору. Для этого максимальное отставание ротора от поля статора в этом конкретном случае не должно превышать нескольких угловых секунд.

холлы и противо эдс тут бесполезны, по ним в лучшем случае  определите моменты коммутации и на каждую секцию нужно ставить свои.

Ну, с секциями мы уже разобрались, их нет. А вот точную подстройку фазы ротора можно выполнить, используя противо ЭДС фазных обмоток.

Сильно растяжимые требования, но тут видится беззубый статор с печатными обмотками + ротор с магнитами.
...
Или асинхронник + немагнитный ротор, у него к юстировке считай нет требований.

Делал подобные беззубые статоры на многослойных печатных платах. Правда, для другой цели. Есть фото, но показать не могу... Возможно, позже, когда завоюю доверие модераторов. 

[Blik86]

обмотки А и Е последовательно, но в противоположном направлении (АаеЕ). Получается вроде бы одна обмотка, но работает она как две, в противофазе.

Почему у вас А и а это не две обмотки в противофазе? И если Е=а и А=е получается АаеЕ=АаАа.

Нет, это именно 8-фазный мотор, т.к. у 4-фазника сдвиг между соседними фазами 90 градусов

Компьютерный кулер, шаговый мотор ( типа NEMA), ваш мотор - соответственно двух, четырех и восьми фазные с точки зрения электроники 30-50 летней давности. В те времена электроника была золотой, ток ограничивался самими обмотками и управлялись подтягиванием одного из концов к земле. Поэтому что бы формировать поле противоположной полярности использовалась такая же обмотка, но подключенная встречно.
С  точки зрения электромеханики компьютерный кулер- однофазный двигатель, шаговый мотор - двухфазный, а ваш 4х.
С  точки зрения современной электроники микропроцессор, обвязка, драйвера и мосфеты стоят копейки.Использовать железо мотора процентов на 20, тянуть вдвое больше проводов, делать на рассыпухе и страдать от этого ради экономии пары баксов - идиотизм.

Но число полюсов здесь в два раза больше числа магнитов.

Что? Полюс - S или N, место откуда выходит  или возвращается поле... и их четное число. Они формироваться одним или группой магнитов и они выражены.

И чем больше будет "разнобой" в количествах, тем меньше будут пульсации при переходе ротора через пазы и зубцы статора.

Правильно. Но зачем рассуждать о 3 фазных двигателях у которого в любой момент лишь 1 из двух  полюсов натыкается на паз (у четного КАЖДЫЙ полюс натыкается на паз).
Удваивай, утраивай...  число полюсов или зубов это не изменится! Да это кратно снижает пульсацию магнитного сопротивления, но также кратно снижает рабочую часть ротора (создающую крутящий момент). Рабочий вариант для вентиляторов, которым крутящий момент нужен на высоких оборотах, а не на пуске.

Но я сразу же добавил "три сектора по ~120 градусов".

18*3.4= 61 градус.

а крутящий момент соответственно, возрастает.

Не возрастает, а падает. 8 фаз на 8 зубьях формируют ответное поле для одной пары полюсов ротора (4 фазы на 8 зубьях соответственно для двух пар полюсов). То есть половина магнитов просто не работают. Но за счет "разнобоя" залипание слабее. В общем не ясно зачем нужный изврат.

Вы не обратил внимание на то, что я написал про нагрузку: это массивный маховик.

Все я обратил, но в купе  с "Требуется именно максимально точное, равномерно вращающееся магнитное поле с минимумом вибраций на валу. Угловые скорости - в диапазоне от 0,2 до 1 об/сек." массивность маховика кажется преувеличенной.

не мешать ему внешними воздействиями в виде "толчковых пульсаций" мотора. А они тем больше, чем выше подводимая к мотору мощность.

Еще раз, если у вас есть залипания ротора - значит пульсации есть независимо от подведения мощности. И подводимая мощность будет спотыкаться об эти залипания. Я уже молчу про квадратные подшипники, смазку, грязь...

Мотор должен питаться от генератора фаз, частота которого стабилизируеся кварцем, поэтому главное - не дать опрокинуться ротору.

Вы понимаете что идеально равномерное вращение поля в программе/проводах не равно идеально равномерному перемещению ротора? Переходы магнитов через паз будут все портить и нужно моделировать то насколько это  критично.

Ну, с секциями мы уже разобрались, их нет. А вот точную подстройку фазы ротора можно выполнить, используя противо ЭДС фазных обмоток.

Не разобрались. То что они сегментами было изначально понятно. Ротор у вас 1, а статоров 3. Каждому статору нужно выставить, как зазор так и угловое положение , на 350мм это просто ппц какие точности посадок. Иначе в противо эдс будет куча паразитных гармоник и толку с нее 0, а сумма 3 статоров может работать не лучше 1.

[KIV]

Почему у вас А и а это не две обмотки в противофазе? И если Е=а и А=е получается АаеЕ=АаАа.

Хм... Всегда считал, что большой и маленькой буквой обозначаются начало и конец ОДНОЙ фазной обмотки. Видимо, опять заблуждался.

Компьютерный кулер, шаговый мотор ( типа NEMA), ваш мотор - соответственно двух, четырех и восьми фазные с точки зрения электроники 30-50 летней давности. В те времена электроника была золотой, ток ограничивался самими обмотками и управлялись подтягиванием одного из концов к земле. Поэтому что бы формировать поле противоположной полярности использовалась такая же обмотка, но подключенная встречно.

Ну, мы-то с вами сейчас рассуждаем, а не 50 лет назад. Впрочем, а что изменилось за эти годы в классической электротехнике, включая теорию электрических машин? И количество фаз, в конечном итоге, определяется (или характеризуется?) количеством магнитных векторов, формирующих вращающееся поле внутри машины, и углом сдвига между ними. Нет? И кто мешает формировать поле противоположной полярности, как я и предлагаю, обмоткой, включенной встречно-последовательно?   
А с вашим определением моей конструкции, как четырехфазной, я не согласен по описанной выше причине - в четырехфазной схеме сдвиг фаз равен 90 градусам.

Что? Полюс - S или N, место откуда выходит  или возвращается поле... и их четное число. Они формироваться одним или группой магнитов и они выражены.

Так и я о том же!  По большому счету, в любой замкнутой магнитной схеме из нескольких раздельных магнитов число полюсов, участвующихв работе, равно числу магнитов, т.к. рабочим является только один полюс у каждого магнита. И только для того, чтобы обеспечить чередование полюсов (ротора), число магнитов всегда выбирается четным.

Правильно. Но зачем рассуждать о 3 фазных двигателях у которого в любой момент лишь 1 из двух  полюсов натыкается на паз (у четного КАЖДЫЙ полюс натыкается на паз).
Удваивай, утраивай...  число полюсов или зубов это не изменится! Да это кратно снижает пульсацию магнитного сопротивления, но также кратно снижает рабочую часть ротора (создающую крутящий момент).

Это только в том случае, если число магнитных полюсов кратно числу зубцов статора, и только в том случае, если этих полюсов два. А если полюсов в разы больше, то и "натыкаться" на пазы статора будет в разы больше полюсов, с соответствующим увеличением пульсаций магнитного сопротивления. Я же стараюсь всеми доступными мне методами уменьшить эти пульсации, пусть даже и ценой снижения эффективности машины, и ее полезной мощности.
Боюсь, что вы привыкли рассуждать только с позиции пользователя МК, где действительно важна мощность, экономичность и тяговитость. У меня другая задача. Я даже специально снижаю подводимую к мотору мощность в рабочем режиме, нагружая мотор "по полной" только в режиме разгона. 

18*3.4= 61 градус.

Странная математика... Откуда взялись "18" и "61"? Я писал, что у каждого сектора 18 зубцов, но 2 из них (по одному с каждой стороны) не имеют катушки.

Не возрастает, а падает. 8 фаз на 8 зубьях формируют ответное поле для одной пары полюсов ротора (4 фазы на 8 зубьях соответственно для двух пар полюсов). То есть половина магнитов просто не работают. Но за счет "разнобоя" залипание слабее. В общем не ясно зачем нужный изврат.

Возрастает, возрастает. (При прочих равных условиях, которые вы замалчиваете.) Проверено, и измерено на стенде. А "изврат" нужен именно для того, чтобы снизить залипание.

Все я обратил, но в купе  с "Требуется именно максимально точное, равномерно вращающееся магнитное поле с минимумом вибраций на валу. Угловые скорости - в диапазоне от 0,2 до 1 об/сек." массивность маховика кажется преувеличенной.

А гле я писал о "массивности" маховика? Хотя он действительно, довольно массивен. Но я писал о инерционности. Момент инерции маховика в этой конструкции около 5 Н/м2. Вот теперь скажите, кажется ли вам это преувеличением?

Еще раз, если у вас есть залипания ротора - значит пульсации есть независимо от подведения мощности. И подводимая мощность будет спотыкаться об эти залипания. Я уже молчу про квадратные подшипники, смазку, грязь...

Я бы предпочел не вторгаться в эти дебри. Поверьте, подшипники не квадратные, смазка отличная, а грязь исключена вовсе. А кроме пульсаций от залипания есть еще и прецессии ротора в районе "согласованного положения". И они тоже являются дестабилизирующим фактором, который хотелось бы исключить.

Вы понимаете что идеально равномерное вращение поля в программе/проводах не равно идеально равномерному перемещению ротора? Переходы магнитов через паз будут все портить и нужно моделировать то насколько это  критично.

Это-то я хорошо понимаю. Я не понимаю, как еще это можно минимизировать. Вы все время говорите о том, чего не нужно делать, но молчите о том, что сделать нужно. И как сделать то, что нужно. 

Не разобрались. То что они сегментами было изначально понятно. Ротор у вас 1, а статоров 3. Каждому статору нужно выставить, как зазор так и угловое положение , на 350мм это просто ппц какие точности посадок. Иначе в противо эдс будет куча паразитных гармоник и толку с нее 0, а сумма 3 статоров может работать не лучше 1.

Да один у меня статор! Разрезанный на три огрызка, но ОДИН!!! И зазоры с углами положения я умею выставлять не хуже 0,01 мм и 1-2 угловых минут. Как считаете, для диаметра 350 мм этого достаточно, чтобы было не пипец как плохо? 

Blik86, я рад, что вы согласились пополемизировать со мной на эту тему, но хотелось бы не только полемики и критики, а еще и дельных советов и научных обоснований того, о чем вы толкуете.  Могу на это надеяться? 

P.S. Хотелось бы про резонансы побольше услышать. Как, и отчего они возникают в электромашинах. Хотя бы коротенько.

P.P.S. Вопрос к модераторам: когда у меня появится возможность добавлять картинки и ссылки в сообщения? Какой срок у карантина?

[Blik86]

а что изменилось за эти годы в классической электротехнике, включая теорию электрических машин?

Появилось 100500 защит, ограничение пусковых токов, форсирование, обратные связи, векторное управление и дофига всего остального требующего измерять токи и шиммировать. Имея готовые 3 фазные решения на любой вкус  все это делать может даже школьник чуть ли не одним чипом, а разбивать фазу на 100500 значит только усложнять себе жизнь.

И кто мешает формировать поле противоположной полярности, как я и предлагаю, обмоткой, включенной встречно-последовательно?

Все именно так и делают. Не называют каждую обмотку отдельной фазой.

я не согласен по описанной выше причине - в четырехфазной схеме сдвиг фаз равен 90 градусам.

График в студию))) может тоже научусь делать сдвиг на 45 добавив к 4 нормальным фазам еще 4 работающих точно в противофазе.

И количество фаз, в конечном итоге, определяется (или характеризуется?) количеством магнитных векторов, формирующих вращающееся поле внутри машины, и углом сдвига между ними. Нет?

Обмотка выполненная несколькими жилами или на нескольких зубьях формирует один вектор или несколько? Как обмотки всегда формирующие идентичные вектора оказались разными фазами?

Я же стараюсь всеми доступными мне методами уменьшить эти пульсации, пусть даже и ценой снижения эффективности машины, и ее полезной мощности.

Зачем извращаться, не проще взять мотор вообще без залипаний?

Странная математика... Откуда взялись "18" и "61"?

Математика обычная - школьная... как у вас получаются сектора по 120 градусов?

Момент инерции маховика в этой конструкции около 5 Н/м2. Вот теперь скажите, кажется ли вам это преувеличением?

Вам виднее то какая плавность вам нужна.

И они тоже являются дестабилизирующим фактором, который хотелось бы исключить.

Тогда о сквозняках и тепловых расширениях и огрехах намотки тоже забудем)))

И как сделать то, что нужно. 

Не извращаться и взять беззубый мотор - вообще без залипаний. Не извращаться с 8 фазами, а сделать обычные 3 фазы с минимально возможным угловым размером обмотки, никакие скорости это позволяют.

[KIV]

Появилось 100500 защит, ограничение пусковых токов, форсирование, обратные связи, векторное управление и дофига всего остального требующего измерять токи и шиммировать.

Все, что вы перечислили, имеет косвенное отношение к электрическим машинам. Это все управляющая электроника. А азы электрических синхронных машин были описаны больше века назад, и ничего в этой теории не изменилось.

Все именно так и делают. Не называют каждую обмотку отдельной фазой.

Зачем передергивать? Я называю обмотки обмотками, а фазы - фазами. И вижу принципиальную разницу между ними.

График в студию))) может тоже научусь делать сдвиг на 45 добавив к 4 нормальным фазам еще 4 работающих точно в противофазе.

Да легко и непринужденно! Как только буду допущен к телу.   

Обмотка выполненная несколькими жилами или на нескольких зубьях формирует один вектор или несколько? Как обмотки всегда формирующие идентичные вектора оказались разными фазами?

Так все статорные обмотки любой электромашины формируют одинаковые векторы. Правда, разнесенные в пространстве на угол фазового сдвига. У 4-фазников это 90 градусов, а у 8-фазников - 45. Старанно, что вы этого упорно не хотите признать.

Зачем извращаться, не проще взять мотор вообще без залипаний?

Да не проще. Конструкция не позволяет, это раз. Сложность изготовления печатных обмоток требуемого размера, это два. Говорю, как человек сделавший несколько таких моторов. Максимум, что удается "напечатать" - это 4 слоя. Затем начинаются проблемы с нехваткой площадей под межслойные переходы на ПП.

Математика обычная - школьная... как у вас получаются сектора по 120 градусов?

А здесь вынужден посыпать голову пеплом... Опять терминологическая неточность с моей стороны. Секторы разнесены (сдвинуты) на 120 градусов, а угловой размер каждого сектора около 60 градусов.

Не извращаться и взять беззубый мотор - вообще без залипаний. Не извращаться с 8 фазами, а сделать обычные 3 фазы с минимально возможным угловым размером обмотки, никакие скорости это позволяют.

Ну позвольте мне поупорствовать. Ведь зачем-то делает народ многофазные моторчики с питанием нечетным количеством фаз. А мне хочется четное количество числом именно восемь.   
Если серьезно поинтересуетесь, почему именно так, с удовольствием объясню.

Начинал этот разговор с вопроса: "четное количество фаз" VS "нечетное количество фаз", а вон куда мы съехали...

[edw123]

Все, что вы перечислили, имеет косвенное отношение к электрическим машинам. Это все управляющая электроника. А азы электрических синхронных машин были описаны больше века назад, и ничего в этой теории не изменилось.

Машины - машинами, но их параметры зависят от способа управления ими: хотя бы то же "ослабление поля" - по щелчку пальцев. Все суперрезультаты в электроприводе последних лет - всё заслуга не теории, а управления.

[on4ip]

последних лет - всё заслуга не теории, а управления.

Ну пак управление все на теории и построено, фок чистая теория, даже абстракция

[edw123]

Ну пак управление все на теории и построено, фок чистая теория, даже абстракция

Конечно на ней построено. Но это когда есть что и из чего строить. На лампах не много посторили, да и на транзисторах не особо. Ну а как начали строить, так и новые идеи и теории стали появляться в процессе, для которых раньше не было повода.

[kommunist]

Возникла идея систематизировать знания по так называемому "ослаблению поля" в БЛДС моторах. И, как следствие, вывести на основании этой системы некоторые, полезные нам возможности. Итак, многоопытные коллеги поправьте, если где ошибся.  От формы и расположения магнитов на роторе зависит и форма синусоиды, генерируемой этим мотором. То есть, вплотную друг к другу расположенные плоские (на инраннере) или хотя бы дугообразные с радиусом дуги равным статорному радиусу выдают форму ЭДС ближе к трапеции.  Если же магниты с промежутками меж ними, или дугообразные с радиусом меньше статорного (выпуклые как бы), то имеем классическую круглую синусоиду. Предположу, что варианты с магнитами, расположенными в глуби ротора и под углом (у Тойоты напр), имеют слегка заострённую вершину, с ярко выраженным пиком. Потому что именно при такой форме ЭДС эффективнее всего реализовывать это самое "Ослабление поля". В кавычках, потому что, реально никакого ослабления  тут конечно же нет, зато, подавая трапецидальный ток в самом начале роста такой острой синусоиды, становится возможным сильно превысить обороты противо ЭДС, разумеется, с гораздо меньшим моментом.  Вывод тут такой.  Подобное "ослабление поля" мы можем реализовывать и самостоятельно, причём, даже с контроллёрами, не имеющими такой функции.  Для этого, изготавливая мотор, магниты располагаем с учётом получения синусоидальной ЭДС, или даже заострённой, и оснащаем внешней подвижной платой холлов, увеличивающей опережение при достижении определённых оборотов автоматически или вручную.  Наиболее эффективно это будет конечно с FOG контроллёрами, начинающими вращение на синусе и на высоких переходящих на трапецию. Правда немало из таких уже умеют "ослаблять поле" сами, но далеко не все. Главная зависимость и ограничение тут такие. Видимо, с мотором, вырабатывающем трапецидальную ЭДС получить сильное "ослабление поля", а значит значительно превысить обороты его ЭДС невозможно.

[kommunist]

В дополнение к сказанному. Кто нибудь смотрел на осцилографе синусоиду с мотора Приуса? На нём вроде как магниты утопленные в ротор и под углом?  Есть предположение, что форма синусоиды на нём не просто заострённая, а несимметричная, то есть пологое нарастание с одной стороны и резкий спад. Ведь так ещё удобнее  и эффективнее повышать обороты, резко наваливая ток на плавном подъёме синусоиды. Оборотная сторона такой возможности, это плохая работа мотора на малых оборотах с нестандартной (несимметричной) формой синусоиды с любыми неспециальными контроллёрами, не важно трапецидальными или синусными.  Посему, располагать магниты по углом при самостоятельном изготовлении БЛДС, копируя Тойоту я бы не стал. Как грицца, под такую хитрую ж явно потребуется и болт с хитрой резьбой

[KIV]

Коллеги, тема плавно расширяетсяя и вглыбь и в ширь, все больше отдаляясь от интересующих меня вопросов по фазности электромоторов. Хотелось бы конкретики по сути, а не общих рассуждений.
Повторю: в данный момент меня не интересуют мощностные характеристи многофазной электромашины, способы ее управления и формирования фазных напряжений. Вопрос только один: какие достоинства/недостатки у четно-фазных машин относительно нечетно-фазных при прочих равных условиях.
Все остально (пока) прошу оставить за пределами дискуссии.

[Blik86]

А азы электрических синхронных машин были описаны больше века назад, и ничего в этой теории не изменилось.

Азы и теория все те же, а постановка задач оптимизации в корне другая. Пусковой ток  и обороты не ограничивают сопротивлением и индуктивностью, все это переложено на контроллер. Моторы из пудовых гирь в спичечный коробок превратились не потому что стали лучше - управляющая электроника в корне изменила подход.

Я называю обмотки обмотками, а фазы - фазами. И вижу принципиальную разницу между ними.

Называя обмотку включенную встречно отдельной фазой вы демонстрируете обратное.

У 4-фазников это 90 градусов, а у 8-фазников - 45. Старанно, что вы этого упорно не хотите признать.

В каком месте я этого не признаю???? Вы опять не дружите с школьной математикой! Поясните откуда у вас берется сдвиг 45 и закроем этот вопрос.

Да легко и непринужденно! Как только буду допущен к телу. 

Должны уже быть.

Конструкция не позволяет, это раз. Сложность изготовления печатных обмоток требуемого размера, это два.

Все позволяет. Так делайте не печатными.

Ведь зачем-то делает народ многофазные моторчики с питанием нечетным количеством фаз. А мне хочется четное количество числом именно восемь. 

Чем больше фаз у мотора тем большая часть железа/меди перманентно может быть использована в формировании поля. При простейшем управлении (трапецеидальном) это также дает более равномернее  вращается поле, при векторном чуть меньше выравнивающие токи. То есть это способ из 3 фазного железа выжать на 5-20% больше мощи. А Вы говорите "хочу из 500Вт железа снимать продолжительно 1Вт"!!! При этом попутно героически боритесь с залипанием, похерив на порядок максимальный крутящий момент.

Начинал этот разговор с вопроса: "четное количество фаз" VS "нечетное количество фаз", а вон куда мы съехали...

Это все тонкие материи и ловля блох примерно как количество лопастей у вентиляторов.

[i]

достоинства/недостатки у четно-фазных машин относительно нечетно-фазных при прочих равных условиях.

Захоти я делать 8-ми фазный мотор, я бы и начал его делать (и по-фигу, что скажут другие). В процессе построения я возможно и увидел бы, принципиальную разницу чёт-нечет... а может и нет.
В данном случае лучше ошибаться, но делать, чем НЕ делать, опасаясь ошибки.
Проблему лучше видно, когда подходишь к ней поближе.

[KIV]

Называя обмотку включенную встречно отдельной фазой вы демонстрируете обратное.

Вы начинает меня утомлять своей безапеляционностью, и приписыванием мне того, что я не говорил. Ну да ладно...

Поясните откуда у вас берется сдвиг 45 и закроем этот вопрос.
...
Должны уже быть.

А вот сейчас и проверим. Ниже две картинки, построенные в Exel. Там хорошо видны и фазы и углы сдвига между ними.  Надеюсь, вы знаете, в чем разница между синусом и косинусом периодического гармонического колебания.

 
На картинках один полный период фазы.

А это та картинка, иллюстрирующая магнитную редукцию, которую я не смог приклеить в тему ранее.

Для того, чтобы увидеть анимашку, тыркните по картинке.

Все позволяет. Так делайте не печатными.

Да вы еще и провидец! Обсуждаете конструкцию моего основного устройства, даже не видя ее.
Плоский беззубый мотор обычно делается на печатных обмотках. Я делал такие моторы. А вы?

А Вы говорите "хочу из 500Вт железа снимать продолжительно 1Вт"!!! При этом попутно героически боритесь с залипанием, похерив на порядок максимальный крутящий момент.

Опять вы говорите за меня. И опять упорно не хотите читать мои вводные по потребным мощностям.

Это все тонкие материи и ловля блох примерно как количество лопастей у вентиляторов.

Количество лопастей у любого воздушного винта довольно элементарно рассчитывается. Правда,это отдельный разговор. И если вы захотите (и сможете) оппонировать мне в вопросах аэродинамики, велкам на какой-нить иной форум, посвященный авиационной тематикие
По интересующей меня теме, касающейся электрических машин, ничего внятного вы не сказали. Уж извините за резкость.

[KIV]

Захоти я делать 8-ми фазный мотор, я бы и начал его делать (и по-фигу, что скажут другие). В процессе построения я возможно и увидел бы, принципиальную разницу чёт-нечет... а может и нет.
В данном случае лучше ошибаться, но делать, чем НЕ делать, опасаясь ошибки.
Проблему лучше видно, когда подходишь к ней поближе.

Таке я и делаю.     Уже не первый подобный мотор.  Если найду в архивах фото своих поделок, выложу для обозрения.
P.S. А мысль "и по-фигу, что скажут другие" в принципе, мне нравится. Только не позволяет услышать дельные мысли других людей. А они иногда говорят и дельные вещи.   
Вот вы, например, в одной из параллельных тем про мотор-колесо несколько лет назад очень дельно описали работу мотора с неравным числом полюсов и зубцов.  В этом и заключается принцип магнитной редукции - скорость уменьшили в 9 раз, и практически во столько же увеличили крутящий момент.  Секторный принцип моего мотора очень близок по смыслу тем вашим рассуждениям.

[on4ip]

Конечно на ней построено. Но это когда есть что и из чего строить. На лампах не много посторили, да и на транзисторах не особо. Ну а как начали строить, так и новые идеи и теории стали появляться в процессе, для которых раньше не было повода.

у вас проблема в причинно следственными связями=)  теория векторного управления того же появились давно, реализовать ее было сложно, так как не было силовой электроники и нормальных вычислителей, первые привода ддля синхронных машин блыи вентильные( как думаете что это значит) потом появилось шим управление скалярное, потом фок.
Единственно что базовая теория сразу не разрабатывали с учетом физических изменений параметров объекта, потом уже в результате радиации была доработана с учетом эффектов.