Мотор-Колесо (Подскажите ошибки в создании двигателя)

[Engineer 2013]

Стоит задача сделать мотор-колесо. К сожалению, за неимением соответствующего програмного обеспечения, никаких серьезных расчетов при проектировании проведено не было. Все взято методом заимствования с существующих моделей двигателей.

Параметры двигателя:
Диаметер - 150 мм;
Внешнее кольцо (статор) - 15 обмоток. Размеры катушек Д*Ш*В - 8 мм*8 мм*8 мм, 30 витков, провод диаметром 0,6 мм.
Внутреннее кольцо, 20 магнитов 9*9 мм.
Тип намотки: ABC ABC ABC ABC ABC (все обмотки намотаны в одном направлении).
Тип соединения - "треугольник".
В качестве питания используется авиамодельный контроллер TUNNING

В первой итерации, пока стоит задача только заставить его работать, сердечник статора (на который намотаны катушки) выполнен из пластмасы, т.е фактически его нет. Воздушный зазор тоже, достаточно велик и пока не получилось сделать его равномерным - варьируется от 1.5-3 мм.

В начале наклеел всего 10 магнитов, при запуске мотор дергался то в одну, то другую сторону, и останавливался, иногда делал несколько оборотов.
Потом переклеил ротор на 20 магнитов, - стало немного получше: крутится в одном направлении, но все равно спустя несколько оборотов отрубается.

Прошу совета, помощи, как заставить его хотя бы стабильно крутиться, в чем была осовная ошибка? Должен ли он вообще без металического сердечника статора работать?

[poraboloid]

Без железа кпд стремится к нулю.
Оно нужно для концентрации силовых линий.

[алабам]

никаких серьезных расчетов при проектировании проведено не было

Без этого у вас ничего не получится.
Или вы думали что насмотревшись роликов с трубы , можно сделать что то толковое ?
Вы заблуждаетесь.
Удел всех таких моторчиков - именно показуха .Практического применения они не имеют.

[zap]

Потыкайтесь в этот калькулятор:
https://www.emetor.com/edit/windings/

Сначала в таблице выбираете число катушек (слева) и число полюсов (сверху).
Затем тыкаете мышкой на пересечении столобца и строки. Внизу (ниже рекламы) проявляется таблица с вариантами намотки.
Подбирайте такой вариант, чтобы можно было намотать однослойную обмотку (Number of layers = 1). Начинать сразу с двухслойной не стоит.
В частности, 15 катушек на 10 полюсов нормально мотается только в 2 слоя.
Вообще, насколько я вижу, 15 катушек никак в один слой не намотать.

[Engineer 2013]

Без железа кпд стремится к нулю.
Оно нужно для концентрации силовых линий.

Спасибо всем большое за ответы.
Подскажите, а если вместо сердечника из трансформаторной стали использовать обычное железо (гвоздь или саморез) сильно хуже будет?
И вообще такая "дороботка" что-нибудь может улучшить?
Мне бы, чтоб он начал крутиться, - уже хорошо будет. 

[Engineer 2013]

Потыкайтесь в этот калькулятор:
https://www.emetor.com/edit/windings/

Сначала в таблице выбираете число катушек (слева) и число полюсов (сверху).
Затем тыкаете мышкой на пересечении столобца и строки. Внизу (ниже рекламы) проявляется таблица с вариантами намотки.
Подбирайте такой вариант, чтобы можно было намотать однослойную обмотку (Number of layers = 1). Начинать сразу с двухслойной не стоит.
В частности, 15 катушек на 10 полюсов нормально мотается только в 2 слоя.
Вообще, насколько я вижу, 15 катушек никак в один слой не намотать.

Для выбора способа намотки пользовался немного другой табличкой:
http://www.penolet.ru/content/110?page=2

А число слоев сильно влияет на способность мотора работать? Дело в том, что у меня там вообще 3 слоя - 30 витков, по 10 в каждом слое. Может в этом причина?

Еще пытался пользоваться программой для расчета двигателей, по ссылке: http://184.106.195.250/emetor.php
, но она как то странно себя ведет - к примеру задаешь толщину пластин железа стстора 0,3 мм или другую, она его сама обнуляет;  коэффициент заполнения сечения магнитопровода  (Stator iron stacking factor) только можно ввести 1, в других случаях выдает ошибку. Кто-нибудь пользовался этой программой?

[ZxV]

Без железа кпд стремится к нулю.
Оно нужно для концентрации силовых линий.

в целом на кпд железо особо не влияет
в данном случае железо влияет на удельные массогабаритные характеристики
какая мощность будет снята с заданных имеющихся габаритов и массы двигателя

[ZxV]

никаких серьезных расчетов при проектировании проведено не было

Без этого у вас ничего не получится.
Или вы думали что насмотревшись роликов с трубы , можно сделать что то толковое ?
Вы заблуждаетесь.
Удел всех таких моторчиков - именно показуха .Практического применения они не имеют.

смотря что надо получить
если как сказал тс просто чтоб крутилось то невопрос

Добавлено 31 Окт. 2013 в 14:15

Без железа кпд стремится к нулю.
Оно нужно для концентрации силовых линий.

Спасибо всем большое за ответы.
Подскажите, а если вместо сердечника из трансформаторной стали использовать обычное железо (гвоздь или саморез) сильно хуже будет?
И вообще такая "дороботка" что-нибудь может улучшить?
Мне бы, чтоб он начал крутиться, - уже хорошо будет.

в этом впоросе важна не только марка железа а также то чтоб оно было тонкими листаим
если сердечник будет из цельного железа то
на самых минимальных оборотах момент прилично возрастет
но с ростом частоты вращения момент очень быстро упадет
и вкачиваемая энергия будет уходить на нагрев железа

[Engineer 2013]

Вобщем вчера, эта бандура все-же раскрутилась, как надо, но при помощи танцев с бубном: раскрутили рукой ротор до определенной скорости, затем контроллер его подхватил и дальше само крутилось на высоких оборотах.

Я так понимаю тут дело главным образом в неправильном выборе числа катушек и магнитов для такого диаметра. 15 катушек и 20 магнитов для диаметра 150 мм?

[ZxV]

Прошу совета, помощи, как заставить его хотя бы стабильно крутиться, в чем была осовная ошибка? Должен ли он вообще без металического сердечника статора работать?

главное что надо это чтоб было "правильно"
1 соединение обмоток между собой
2 количество и взаимное расположение магнитов и катушек
имхо чуть менее важно это получить электрические характеристики двигателя подходящие под модельный регулятор используемый вами
тут может быть как
изза сильно отличающихся параметров регулятор может просто не корректно работать
так и просто банально сгореть если вы его перегрузите

[ZxV]

15 катушек и 20 магнитов для диаметра 150 мм?

рисуйте
как расположены катушки относительно магнитов
и как они между собой соединены
на пальцах все это преставлять думаю ни у кого нет желания
при этом не напутайте с началом-концом катушек
классическое соотношение полюсов на статоре(катушки)/роторе(магниты) 3/2 или 3/4
но также есть куча и других вариантов
если у вас не может тронуться двигатель то 80% что неправильно соединены катушки

[Engineer 2013]

Прошу совета, помощи, как заставить его хотя бы стабильно крутиться, в чем была осовная ошибка? Должен ли он вообще без металического сердечника статора работать?

главное что надо это чтоб было "правильно"
1 соединение обмоток между собой
2 количество и взаимное расположение магнитов и катушек
имхо чуть менее важно это получить электрические характеристики двигателя подходящие под модельный регулятор используемый вами
тут может быть как
изза сильно отличающихся параметров регулятор может просто не корректно работать
так и просто банально сгореть если вы его перегрузите

Ну пункт 1 думаю сделан правильно.
По 2 пункту, тут не понятно. Наверное для такого диаметра, нужно большее число катушек (сейчас линейное расстояние между катушками примерно 35 мм).
По контроллеру тоже не ясно, нет никаких характеристик на этот контроллер , известно лишь выходное напряжение и ток.

[nikvic]

Engineer 2013, а вольметр у Вас есть?
Покрутите мотор (хорошо бы с измерением оборотов) и померяйте (переменное) напряжение для разных пар фазных выводов.

[Engineer 2013]

Engineer 2013, а вольметр у Вас есть?
Покрутите мотор и померяйте (переменное) напряжение ля разных пар фазных выводов.

Это я пробовал. На своем двигателе и на работающем авиамодельном. Ни там, ни там его нету и я думаю, это правильно, т.к. вольтметр цифровой и он скорее всего меряет напряжение определенной частоты, а точнее 50 Гц, и синусоидальной формы. А на этих движках конечно не 50 гц и не синус.

[Engineer 2013]

15 катушек и 20 магнитов для диаметра 150 мм?

рисуйте
как расположены катушки относительно магнитов
и как они между собой соединены
на пальцах все это преставлять думаю ни у кого нет желания
при этом не напутайте с началом-концом катушек
классическое соотношение полюсов на статоре(катушки)/роторе(магниты) 3/2 или 3/4
но также есть куча и других вариантов
если у вас не может тронуться двигатель то 80% что неправильно соединены катушки

Рисунок двигателя в натуральную величину:


Соединение обмоток:


Схема намотки может быть здесь будет более понятна:


-Правда там дана схема для 16 магнитов 12 полюсов, но технику намотки использовал ту же самую.
АВС АВС АВС ABC ABC - означает на какой зуб мотается какая фаза (на 1-й А, на 2-й В и.т.д.). То, что все буквы в обозначении намотки заглавные, значит, что все обмотки мотаются в одном направлении.
Соединено все треугольником.

Ну надеюсь теперь будет понятно.

P.S.: Кстати двигатель при включении немного трогается, 2-3 оборота делает и выключается. А если рукой его раскрутить, то и вообще раскручивается как надо.

[nikvic]

Engineer 2013, а вольметр у Вас есть?
Покрутите мотор и померяйте (переменное) напряжение ля разных пар фазных выводов.

Это я пробовал. На своем двигателе и на работающем авиамодельном. Ни там, ни там его нету и я думаю, это правильно, т.к. вольтметр цифровой и он скорее всего меряет напряжение определенной частоты, а точнее 50 Гц, и синусоидальной формы. А на этих движках конечно не 50 гц и не синус.

Гм, у всех оно есть, а у Вас нет?
Прибор выставить в "АС" (V~), минимальный уровень. И крутить, сматывая намотанную на ось бечёвку-леску.
Одна из возможных ошибок намотки - не все катушки одной фазы намотаны в одну сторону.
Да и чередование магнитов...

[Engineer 2013]

Engineer 2013, а вольметр у Вас есть?
Покрутите мотор и померяйте (переменное) напряжение ля разных пар фазных выводов.

Это я пробовал. На своем двигателе и на работающем авиамодельном. Ни там, ни там его нету и я думаю, это правильно, т.к. вольтметр цифровой и он скорее всего меряет напряжение определенной частоты, а точнее 50 Гц, и синусоидальной формы. А на этих движках конечно не 50 гц и не синус.

Гм, у всех оно есть, а у Вас нет?
Прибор выставить в "АС" (V~), минимальный уровень. И крутить, сматывая намотанную на ось бечёвку-леску.

Ну по правде сказать, небольшое напряжение было - но там десятые доли вольта. Я это не воспринял серьезно (хотя может и вольтметр неисправен).

[Engineer 2013]

Engineer 2013, а вольметр у Вас есть?
Покрутите мотор и померяйте (переменное) напряжение ля разных пар фазных выводов.

Это я пробовал. На своем двигателе и на работающем авиамодельном. Ни там, ни там его нету и я думаю, это правильно, т.к. вольтметр цифровой и он скорее всего меряет напряжение определенной частоты, а точнее 50 Гц, и синусоидальной формы. А на этих движках конечно не 50 гц и не синус.

Одна из возможных ошибок намотки - не все катушки одной фазы намотаны в одну сторону.

Да вроде уже 20 раз проверил направления.
Еще я думаю, если бы неправильно намотал, то он вообще бы не пускался, а так ведь он пускается, но нужно предварительно раскрутить?!

Хотя вот в числе витков я мог ошибиться.