самодельный BLDC из асинхронного мотора.

[AlexandrTk]

Все же нужны советы по обмотке. На каком варианте остановиться:
жила в два провода ф1 мм (суммарное сечение 1,57 мм^2)
жила в пять проводов ф0,63 мм (суммарное сечение 1,56 мм^2)
жила в четыре провода ф0,45 мм (суммарное сечение 0,64 мм^2)
жила в один провод ф1 мм (суммарное сечение 0,79 мм^2)?

А в паз все эти варианты можно поместить?

Вариант 1 (ф1 мм два провода) я сейчас намотал одну фазу (5 витков на зуб) и буду подключать к осциллографу.



Вариант 2 (ф0,63 мм пять проводов) наматывал [user]Alex75[/user] и у него получалось сделать 6 витков на зуб.
Вариант 3 (ф0,45 мм четыре провода) по моему мнению сечение маловато, но думаю, что такой жилой удастся сделать нужное количество витков.
Вариант 4 (ф1 мм один провод) думаю 8 витков точно получиться.

[user]P.M.[/user], спасибо, попробую Ваш вариант. Пробовал вариант 8 проводов ф0,55 по изоляции, но смог сделать всего четыре витка.

[thrush007]

[user]thrush007[/user], спасибо! Может у Вас есть источники где можно более подробно почитать о скин-эффекте?

Влияние скин-эффекта не сильно критично, но лично я остановился на намотке в 4 провода диаметром 0.45 мм.

Чтобы не быть голословным, прикрепляю скрин из книги по ТОЭ:
"Справочная книга для электротехников. Том 1. Отдел 2. Теоретические основы электротехники
Шатален М.А.  Миткевич В.Ф.  Толвинский В.А."


А ниже здесь посчитал отношение активного сопротивления проводника (сопротивления на частоте 16 кГц) к омическому сопротивлению (сопротивлению на постоянном токе). Это отношение называется коэффициентом поверхностного эффекта и обозначается альфа.


Итого имеем, что при диаметре провода 0.5 мм альфа равно 1.16, т.е. сопротивление проводника почти одинаково для частот 0-16 кГц, а при диаметре провода 1 мм альфа равно 2.5, т.е. для токов частоты 16 кГц сопротивление будет в 2.5 раза выше, чем для постоянной составляющей тока. Поэтому я бы рекомендовал сначала определиться с количеством витков, а потом для заданного количества витков взять максимальное количество жил диаметром 0.5-0.6 и забить этими жилами паз под завязку.
И еще один вывод из расчета - брать жилы тоньше 0.5 мм смысла нету.

А вот еще одна мурзилка - считает глубину проникновения высокочастотных токов в проводник:
http://circuitcalculator.com/wordpress/?p=69

[spivakov]

[user]AlexandrTk[/user],

с балансировкой ротора у тебя проблема будет, если это термоусадка, да и без нее будет)))

а если туда внутрь бандажа масло неравномерно будет попадать(а оно всегда будет неравномерно)

то вобще...

на моторе вектрикса бандаж из нержавейки 0,5мм
греется ротор или нет не могу сказать.

у меня на аватарке ротор приуса, он из пластин, внутри магниты. меж пластинами
и магнитами все в масле, но оно оттуда центробежными силами сразу вылетает...
 

[AlexandrTk]

[user]thrush007[/user], спасибо! Познавательно, источники утащил себе .

Итого имеем, что при диаметре провода 0.5 мм альфа равно 1.16, т.е. сопротивление проводника почти одинаково для частот 0-16 кГц, а при диаметре провода 1 мм альфа равно 2.5, т.е. для токов частоты 16 кГц сопротивление будет в 2.5 раза выше, чем для постоянной составляющей тока. Поэтому я бы рекомендовал сначала определиться с количеством витков, а потом для заданного количества витков взять максимальное количество жил диаметром 0.5-0.6 и забить этими жилами паз под завязку.
И еще один вывод из расчета - брать жилы тоньше 0.5 мм смысла нету.

С количеством витков сегодня постараюсь определиться. На пробную намотку есть б/у провод ф0,55, с него и начнем.

[user]AlexandrTk[/user],
с балансировкой ротора у тебя проблема будет, если это термоусадка, да и без нее будет)))

Будет конечно, кустарный метод изготовления, никуда не денешься.

а если туда внутрь бандажа масло неравномерно будет попадать(а оно всегда будет неравномерно)

то вобще...

Бандаж из термоусадки после усадки проклеен по торцам. Думаю, масло внутрь бандажа не попадет.

[AlexandrTk]

Собрал испытательный стенд и покрутил моторчик шуруповертом
Напоминаю, конфигурация мотора 24S22P, сейчас намотана 1 фаза в пять витков на зуб.
Осциллограмма получилась следующая:



Теперь нужно правильно ее интерпретировать.

Частота вращения ротора = Частота "синусоиды"/(количество полюсов/2)*60 = 163,934/(22/2)*60 = 894,2 об/мин
Для справки: максимальная частота вращения используемого шуруповерта на 2-ой скорости 1050 об/мин. Слегка посаженая батарея, а значит значения похожи на правду.
Амплитуда напряжения (беру максимальное) = 4,91 В.
kV = Частота вращения ротора/Амплитуда напряжения = 894,2/4,91 = 182,1 об/В
Частота вращения мотора при напряжении 48 В = 182,1*48 = 8740,8 об/мин.
Мне необходимо 2200 об/мин под нагрузкой, какая частота должна быть при этом без нагрузки я не знаю, но думаю, что нужно ориентироваться где-то на 3000 об/мин.
Тогда коэффициент для пересчета витков: 8740,8/3000 = 2,91
Из этого следует, что необходимо намотать 5*2,91 = 15 витков

Возникает несколько вопросов:
Почему получилось такое высокое kV?
На какую частоту вращения без нагрузки нужно рассчитывать, чтобы под нагрузкой было около 2200 об/мин?
Правильно ли я считаю необходимое количество витков на зуб на заданные выше параметры?

Заранее спасибо всем откликнувшимся

[thrush007]

Возникает несколько вопросов:
Почему получилось такое высокое kV?
На какую частоту вращения без нагрузки нужно рассчитывать, чтобы под нагрузкой было около 2200 об/мин?
Правильно ли я считаю необходимое количество витков на зуб на заданные выше параметры?

Да нормально все у Вас получилось. У меня при конфигурации 24s22p и 7 витках на зубе обороты при питании от аккумулятора 12 В под полной нагрузкой были около 2000. Почему Вас смущает 15 витков? Напряжение высокое, батарейный ток небольшой, намотаете и поедете. Вот только с размещением датчиков проблемы могут быть.

[AlexandrTk]

Почему Вас смущает 15 витков? Напряжение высокое, батарейный ток небольшой, намотаете и поедете. Вот только с размещением датчиков проблемы могут быть.

Слишком много для моего статора . Сейчас затрудняюсь ответить, нужно проверить каким проводом у меня получится сделать 15 витков. А с чем именно [user]thrush007[/user], по Вашему мнению, будут проблемы с размещением датчиков?

[thrush007]

А с чем именно [user]thrush007[/user], по Вашему мнению, будут проблемы с размещением датчиков?

Градусы корявые будут для 22 магнитов, надо будет ставить, если не ошибаюсь, через 10.9 геометрических. И проблема взять сигнал с магнитов, расположенных в герметичном роторе. У меня аутраннер был, так что к магнитам можно было подлезть.

[AlexandrTk]

Градусы корявые будут для 22 магнитов, надо будет ставить, если не ошибаюсь, через 10.9 геометрических. И проблема взять сигнал с магнитов, расположенных в герметичном роторе. У меня аутраннер был, так что к магнитам можно было подлезть.

Датчики будут внешними и оптическими. Расположил их через 120 геометрических градусов. В таком варианте расположения работать должно в любом случае

[thrush007]

Расположил их через 120 геометрических градусов. В таком варианте расположения работать должно в любом случае

Ну про датчики пока еще рановато говорить, но мне 120 геометрических градусов не помогло. У Вас другая геометрия магнитов-зубьев, может, и попадет нормально. Показатель правильности установки датчиков - батарейный ток на холостом ходу. Надо будет добиться минимального значения.

[AlexandrTk]

Расположил их через 120 геометрических градусов. В таком варианте расположения работать должно в любом случае

Ну про датчики пока еще рановато говорить, но мне 120 геометрических градусов не помогло. У Вас другая геометрия магнитов-зубьев, может, и попадет нормально. Показатель правильности установки датчиков - батарейный ток на холостом ходу. Надо будет добиться минимального значения.

Я ориентируюсь на вот эту картинку:



Сложность в моем случае я вижу в том, чтобы увязать ширину одной "арки синусоиды" с шириной паза на модуляторе.



[user]thrush007[/user], а где можно глянуть на Ваш мотор?

[thrush007]

[user]thrush007[/user], а где можно глянуть на Ваш мотор?

Его придется снимать и разбирать, честно говоря, не очень удобно 

[Alex75]

На 120 градусов датчики располагаются нормально. Можно ещё вот так:

[thrush007]

На 120 градусов датчики располагаются нормально. Можно ещё вот так:

А как Вы определяете эти положения? Поделитесь, очень интересно.

[AlexandrTk]

Здравствуйте, коллеги!
Пока ко мне едет обмоточный провод необходимого диаметра решил еще раз перечитать всю тему и победить свои сомнения по поводу правильности расчета необходимого количества витков на один зуб. Дабы не листать на предыдущую страницу скопирую свои расчеты сюда.

Напоминаю, конфигурация мотора 24S22P, сейчас намотана 1 фаза в пять витков на зуб.
kV = Частота вращения ротора/Амплитуда напряжения = 894,2/4,91 = 182,1 об/В
Частота вращения мотора при напряжении 48 В = 182,1*48 = 8740,8 об/мин.
Мне необходимо 2200 об/мин под нагрузкой, какая частота должна быть при этом без нагрузки я не знаю, но думаю, что нужно ориентироваться где-то на 3000 об/мин.
Тогда коэффициент для пересчета витков: 8740,8/3000 = 2,91
Из этого следует, что необходимо намотать 5*2,91 = 15 витков

Вводят меня в сомнения цитаты Уважаемых авторов:

Двигатель GM 10KW имеет конфигурацию 24N8P, при этом обороты до 6000 об\мин. Если будете мотать 36N12P, то максимальные обороты составят около 4500 об\мин. Как-то так...

Тут ведь как. Если хотите сделать 24 магнита на роторе (S-N-S-N... ), то на низах будет хороший крутящий момент. Но скорости максимальной больше 2500 об/мин. не получить. Обмотка статора сосредоточенная, мотается каждая катушка на свой зубец.
Если сделать 12 магнитов на роторе (SS-NN-SS-NN...), как предлагает [user]Alex75[/user], то на низах момент будет похуже, за то скорость можно получить до 4500-5000 об/мин.

Моя конфигурация мотора тоже не шибко "скоростная", даже скажу больше такая конфигурация (24S22P) была выбрана как наиболее "моментная" из тех, что не переступают порог частоты в 400 Гц при удобных мне оборотах. Уважаемые [user]Alex75[/user] и [user]Abos[/user] в своих расчетах Вы используете частоту перемагничивания железа или есть еще что-то, чего я не замечаю? Развейте, пожалуйста, мои сомнения

[Alex75]

Так что непонятно-то? Всё как и у вас. Максимальная частота тока для динамной стали 0,5мм - 400 гц. При 400 герцах максимальная частота вращения синхронного двигателя с твухполюсным ротором или 2P=2(два магнита)- 24000 об/мин. При 24N8P делим 24000 на количество пар полюсов 2P=8 или P=4(P - это одна пара полюсов, так принято из теории асинхронных двигателей), т.е. 24000/4=6000 об/мин - максимально допустимая частота вращения(т.е. макс. частота вращения с ещё высоким КПД) при 24N8P. Аналогично при 36N12P: 24000/6=4000 об/мин. Для 24N22P - 24000/11=2181,81 об/мин. Остальное - "плюс-минус 15 метров на стройке ничего не значат" .
Добавлено 07 Апр 2016 в 18:30:13

На 120 градусов датчики располагаются нормально. Можно ещё вот так:

А как Вы определяете эти положения? Поделитесь, очень интересно.

Классически три датчика холла всегда распологаются так, чтобы они указывали начало и конец магнита(магнитов) одной полярности и середину магнита другой полярности. Естественно, это всё относительно вращения ротора, т.е. ДХ могут указывать и середину и конец магнита(магнитов) одной полярности и начало магнита другой полярности и т.д. Если датчики реагируют одинаково на магнитное поле и N и S, то возможен случай, когда они установлены так, что указывают начало середину и конец магнита(магнитов) одной полярности. Возможны вариации, связанные с удобством расположения датчиков в пазах статора. Желательно, при жёсткой установке(без регулировки) располагать их так, чтобы соблюдалось равноправие(симетрия) направлений вращения ротора. Тогда методом подбора коммутации сигнальных проводов можно обеспечить равноценное вращение ротора в противоположную сторону. Ну и прошивка контроллера имеет значение.
Сложно найти оптимальное положение датчиков, такое чтобы магнитное поле статора не влияло на их показания. Особенно для двигателей с внутренним ротором. Всё зависит от конструкции мотора. В идеале лучше на свободную часть вала насадить диск с магнитиками(уменьшенную копию ротора с магнитами) и извлекать сигналы управления с него.

[Alex75]

Я думаю, чтобы выжать из этого статора по-полной, необходимо создать максимальное заполнение пазов медью. Примерно, вот так:

Если вы оставляете 15 витков, то считаете площадь сечения паза. Берёте провод, который есть в наличии. Лучше тоньше. Сечение паза делите на сечение провода, получаете количество проводов в пазу. Количество проводов в пазу делите на тридцать(т.к. в одном пазу провода двух соседних катушек), получаете количество проводников в одной фазе. Да, придётся по-потеть при намотке(это не одной жилой витки мотать), но зато при максимальном заполнении получаем минимальное сопротивление обмотки.

[AlexandrTk]

Берёте провод, который есть в наличии. Лучше тоньше. Сечение паза делите на сечение провода, получаете количество проводов в пазу. Количество проводов в пазу делите на тридцать(т.к. в одном пазу провода двух соседних катушек), получаете количество проводников в одной фазе. Да, придётся по-потеть при намотке(это не одной жилой витки мотать), но зато при максимальном заполнении получаем минимальное сопротивление обмотки.

Спасибо, [user]Alex75[/user], так и планировал делать.
На статор делал торцевые изоляторы из стеклотекстолита толщиной 0,5 и 1 мм.





Заказал количество с запасом, так что могу поделиться