BLDC мотор, расчет

[Babylon4]

Отличие небольшое, но в то же время фундаментальное - наличие датчиков положения и умного контроллера.

Синхронная машина - это двигатель переменного тока, т.е. в него подаётся три фазы переменного тока и он работает в соответствии со своей конфигурацией и частотой тока.

Ну и в общем примеров ещё много можно найти.

  А если подключить контролер к асинхронному двигателя он что перестанет быть асинхронным?

Кого? Самого Шкондина классифицируем? После того как он приделал на второе колесо генератор, заряжающий батарею, и стал утверждать, что его е-вел с генератором стал расходовать вдвое меньше энергии? 

Очередной изобретатель всякой фигни, опоздавший на 20-30 лет, к тому же недопонимающий физику и страдающий манией величия.

А его колесо - обычный коллекторный двигатель, только вывернутый наизнанку.

   Напрасно вы так на Шкодина как бы там не было он изобрёл не плохой двигатель, и как всякий изобретатель хотел получить уважение ну и деньги тоже, плохо что в своём отечестве пророки не нужны. 
    Если квалифицировать то его можно назвать как двигатель постоянного тока с неподвижным коллектором. С мощностью до 200-500 Ват, был бы не дорогой (из за отсутствия контролера) привод, но увы....

    По поводу генератора там есть один интересный момент возможно он его и проверял, в детали я вникать не буду.   
 

[DIVAS]

  А если подключить контролер к асинхронному двигателя он что перестанет быть асинхронным?

Если изменится принцип работы, то изменится и тип двигателя. А причём тут асинхронники?

И прежде чем продолжать троллить, почитайте самостоятельно про вентильные (BLDC) двигатели постоянного тока и синхронные двигатели переменного тока. Несмотря на внешнее почти полное сходство, их принцип работы различается, соответственно, различаются и методы расчётов и особенности.

[DIVAS]

   Напрасно вы так на Шкодина как бы там не было он изобрёл не плохой двигатель, и как всякий изобретатель хотел получить уважение ну и деньги тоже, плохо что в своём отечестве пророки не нужны. 
    Если квалифицировать то его можно назвать как двигатель постоянного тока с неподвижным коллектором. С мощностью до 200-500 Ват, был бы не дорогой (из за отсутствия контролера) привод, но увы....

    По поводу генератора там есть один интересный момент возможно он его и проверял, в детали я вникать не буду.   

Ознакомьтесь поближе с его "изобретением" и его утверждениями. На Ютубе есть целая серия видеороликов с непосредственным участием Шкондина и его многочасовыми баснями.
Он просто вывернул наизнанку коллекторный двигатель. Хорошим этот двигатель не назовёшь, т.к. за несколько десятков километров у него изнашиваются щётки и его нужно полностью перебирать, чтобы их заменить.
Он утверждал, что его "супердвигатель" в два раза (!!!) эффективнее китайских МК. Даже если у китайских МК КПД считать самым низким из промелькнувших в этой теме, то выходит, что у него КПД более 150%. Известная нам физика с этим не согласна.
С утверждением о вдвое меньшем расходе при езде с генератором физика тоже не согласна.
Очевидно, что автор очень хочет денег и убеждает всех вокруг, что он изобрёл что-то сенсационное, а его нигде не признают, и вообще все его кинули. Да ещё как пиарится!
В обществе таких людей обычно называют шарлатанами.

[Babylon4]

Если изменится принцип работы, то изменится и тип двигателя. А причём тут асинхронники?

Это так сказать нейтральный вариант, но если вы считаете  что от присоединения контролера асинхронный двигатель изменяет принцип работы... тогда я пас.

Несмотря на внешнее почти полное сходство, их принцип работы различается, соответственно, различаются и методы расчётов и особенности.

    Электродвигатели рассчитывают уже больше 100 лет, но в конце проводят испытания и корректируют расчеты введением разных коэффициентов для достоверности расчетов.

[Babylon4]

Ознакомьтесь поближе с его "изобретением" и его утверждениями. На Ютубе есть целая серия видеороликов с непосредственным участием Шкондина и его многочасовыми баснями.
Он просто вывернул наизнанку коллекторный двигатель.

Я знаком с материалами и патентами  и как мне кажется понял принцип его работы, говорить что он вывернул на изнанку коллекторник нельзя, там много интересного и оригинального, но как мне кажется сам автор не конца  понял что он изобрёл.

Хорошим этот двигатель не назовёшь, т.к. за несколько десятков километров у него изнашиваются щётки и его нужно полностью перебирать, чтобы их заменить.

Это не правда, испытания проведённые в Индии  показали что износ щёток составлял 1.5мм за 5000 часов наработки.

Он утверждал, что его "супердвигатель" в два раза (!!!) эффективнее китайских МК. Даже если у китайских МК КПД считать самым низким из промелькнувших в этой теме, то выходит, что у него КПД более 150%. Известная нам физика с этим не согласна.

Когда вы говорите КПД китайского МК то забиваете что оно, это КПД изменятся от 30 потом достигает определённого пика 75 и снова падает, среднее значение допустим 45%. Так что никакого нарушения физики нет, и сам автор не негде не говорит о том что КПД больше 1. 

С утверждением о вдвое меньшем расходе при езде с генератором физика тоже не согласна.
Очевидно, что автор очень хочет денег и убеждает всех вокруг, что он изобрёл что-то сенсационное, а его нигде не признают, и вообще все его кинули. Да ещё как пиарится!
В обществе таких людей обычно называют шарлатанами.

    За генератор я уже писал.
   А если б вам пришла в голову идея, да которую вы смогли воплотить в метале вы б не пиарились не пытались получить признание и прыбиль.
    На счёт признания: двигатели по его патентам выпускают в Англии, за это он получает аж 0.9%. 
   У Шкодина есть что показать оно ездит, так что на шарлотана он не тянет. 

[алабам]

[user]Babylon4[/user], вы уже и сюда своего Шкондина приплели.
В теме о его МК  мой пост последний , никто так его и не опровергнул, и вы в том числе.
Или вам лишь бы спорить.?

[olus]

В качестве иллюстрации к дискуссии по поводу целых и дробных q маленький пример:  1-я машина 48 пазов 40 магнитов
модель
момент
ток
машина 2 -те же 48 пазов 16 магнитов
модель
момент
ток
вторая машина появилась на свет исключительно потому, что 1-я не прошла заводские испытания, после того, как полмиллиона рублей были уже потрачены. Причина - перегрев ротора (до 180 гр. Ц. - магниты отклеились), что в общем нонсенс для машин с постоянными магнитами. На модели  1-й машины как раз показаны места нагрева. На 2-й машине ротор греется, но исключительно от статора, собственного тепловыделения практически поймать не удаётся . Моментные коэффициенты этих машин в одном габарите, но с разным количеством магнитов посчитаете сами. Единственное, что хуже - пульсации момента, ну да за всё надо платить.

[DIVAS]

[user]olus[/user], Что-то странное произошло с Вашим испытуемым 40-полюсником. Я ещё не видел сообщений о том, чтобы у наших МК грелись роторы, а Ваш вариант очень похож на вывернутое МК (у нас ротор снаружи). Какую частоту вращения Вы пытались получить от этого 40-полюсника на испытаниях, которых он не выдержал?

[DIVAS]

На счёт признания: двигатели по его патентам выпускают в Англии, за это он получает аж 0.9%. 

Я в своё время тоже интересовался Шкондиным. Уж очень много было слухов про его колесо, даже в какой-то газете его фамилия мелькала.
Я раскопал в инете много материалов по нему, но все они упирались в тупики и порой даже находились его собственные опровержения - то он говорит что его моторы уже в Индии и Англии делают, а в соседнем видео он сам же пробалтывается, что ничего у него там не получилось, все его кинули и ничего ему не платят.
Сколько я ни искал что-нибудь о его достижениях в физике - ничего не нашёл. Всё пустой звон. Он вообще гуманитарий. А его заливание про 2х эффективность по сравнению с BLDC и заявления о том что генератор экономит электричество, окончательно убедили меня в том, что это очередной пустозвон, который пытается пропиариться и пропихнуть свои ненужные идеи в массы.

Кстати, англичане не дураки, чтобы делать МК Шкондина. Кому они нужны, при наличии более надёжных, дешёвых и эффективных BLDC?
Разве что маркетологам - чтобы сначала продавать движки, а потом ящиками щётки к ним... 
На этом тему Шкондина предлагаю здесь закрыть. К BLDC он вообще не имеет никакого отношения.

[olus]

[user]olus[/user], Что-то странное произошло с Вашим испытуемым 40-полюсником. Я ещё не видел сообщений о том, чтобы у наших МК грелись роторы, а Ваш вариант очень похож на вывернутое МК (у нас ротор снаружи). Какую частоту вращения Вы пытались получить от этого 40-полюсника на испытаниях, которых он не выдержал?

Нам это тоже показалось странным, поначалу. После недельного выяснения обстоятельств всё встало на свои места. У ваших МК ротор снаружи и хорошо охлаждается, термопары вы тоже вряд ли на него лепите. ЧВ - 450 об/мин, машинка немаленькая, охлаждение, по условиям заказчика, исключительно естественная конвекция в спокойном воздухе - теплосъем со статора-то никакой, а с ротора  и того хуже, поэтому даже не очень большое тепловыделение за пару часов заметно прогревает его. Но тепловыделение в роторе - вопрос десятый. 16 магнитов дают момент чуть больше, чем 40 (эксперимент подтвердил расчётные данные). Мне понятно, почему это так, но с Вашими сентенциями это не согласуется.

[SolarRay]

машина 2 -те же 48 пазов 16 магнитов

Как kv поменяется после такой переделки? (если намотку не менять)
У меня практический интерес, в некоторых случаях, для такой переделки достаточно поменять местами уже имеющиеся магниты.

[DIVAS]

16 магнитов дают момент чуть больше, чем 40 (эксперимент подтвердил расчётные данные). Мне понятно, почему это так, но с Вашими сентенциями это не согласуется.

И всё же, хотелось бы этот вопрос тоже прояснить, это было бы полезно для темы расчётов.

В конфигурации 48/40, т.е. 6/5, очевидно, зубцы были сгруппированы в фазы по 2 подряд, т.к. другие варианты выглядят весьма бессмысленными.
И в 48/16, видимо, 3/1, т.е. каждый третий зуб на одной фазе...
Если напихать в ротор редкоземельных магнитов размером с кулак, то 48/16 конечно сможет выдать больший момент, чем 48/40... Да и в целом конфиг 48/40 далеко не самый удачный.

Для большей ясности хотелось бы обратить особое внимание на конфигурации 3/2 и 3/4, т.е. варианты 48/32 или 48/64 с полным чередованием зубцов.
Было бы интересно, что Ваши расчёты и эксперименты скажут про них. В теории, эти варианты при прочих равных на малой скорости должны выдавать больший момент, чем 48/16.

машина 2 -те же 48 пазов 16 магнитов

Как kv поменяется после такой переделки? (если намотку не менять)
У меня практический интерес, в некоторых случаях, для такой переделки достаточно поменять местами уже имеющиеся магниты.

Зависит от статора. Если он вообще совместим с такой конфигурацией, то работать будет.
Кстати, обратите внимание, что исходно у [user]olus[/user] было не 32 магнита, а 40. А стало 16. Количество магнитов ротора берётся не рандомно, а рассчитывается и согласовывается со статором.
Т.е. если Вы перевернёте часть магнитов в конфигурации 6/5, конфигурация ротора изменится на неправильную и двигатель полностью потеряет работоспособность.

Если изначально конфигурация двигателя 3/4, то перевернув каждый второй магнит, можно сделать 3/2. Момент уменьшится, коэффициент магнитной редукции уменьшится, а kv увеличится. (kv - насколько я помню, это (об./мин.)/В)
Если было 3/2 или 3/4, то сделать 3/1, переставив магниты, уже не получится.
Возможных "прямых" конфигурации всего три - 3/1, 3/2 и 3/4. Остальные варианты, "кривые", типа 9/8, 9/10, 6/5, 6/7 и иже с ними простым переворотом магнитов не переделываются.
Вообще, по сути, все варианты 6/х, 9/х, 12/х и т.п. уже являются не трёхфазными, а 6-, 9-, 12-фазными, в которых просто для стандартизации управления объединяют соседние фазы так чтобы их получилось три. Разумеется, объединяют их ещё на стадии проектирования и на обмотках нет точек соединения фаз между собой.

[olus]

машина 2 -те же 48 пазов 16 магнитов

Как kv поменяется после такой переделки? (если намотку не менять)
У меня практический интерес, в некоторых случаях, для такой переделки достаточно поменять местами уже имеющиеся магниты.

Намотку не менять можно, но такая фигня получится. 40-магнитный вариант - зубцовая намотка. Однослойный вариант - тот результат, который описан, двуслойная - чуть лучше, но тоже плохо. 2p=16 - цепная классика 1-4-7-... kv можно оценить по графикам. Проводников в пазу столько же. Если интересно, могу в личку скинуть моточные данные, магниты действительно можно переворачивать, если изменение кратно целым значениям. Но нужно бать готовым к заметным увеличениям пульсаций момента и, соответственно уровня вибраций.

[olus]

В конфигурации 48/40, т.е. 6/5, очевидно, зубцы были сгруппированы в фазы по 2 подряд, т.к. другие варианты выглядят весьма бессмысленными.
И в 48/16, видимо тоже, т.е. статор такой же и намотан также.
Если напихать в ротор редкоземельных магнитов размером с кулак, то 48/16 конечно сможет выдать больший момент, чем 48/40... Да и в целом конфиг 48/40 далеко не самый удачный.

Для большей ясности хотелось бы обратить особое внимание на конфигурации 3/2 и 3/4, т.е. варианты 48/32 или 48/64 с полным чередованием зубцов.
Было бы интересно, что Ваши расчёты и эксперименты скажут про них. В теории, эти варианты при прочих равных на малой скорости должны выдавать больший момент, чем 48/16.

Зависит от статора. Если он вообще совместим с такой конфигурацией, то работать будет.
Кстати, обратите внимание, что исходно у [user]olus[/user] было не 32 магнита, а 40. А стало 16. Количество магнитов ротора берётся не рандомно, а рассчитывается и согласовывается со статором.
Т.е. если Вы перевернёте часть магнитов в конфигурации 6/5, конфигурация ротора изменится на неправильную и двигатель полностью потеряет работоспособность.

Если изначально конфигурация двигателя 3/4, то перевернув каждый второй магнит, можно сделать 3/2. Момент уменьшится, коэффициент магнитной редукции уменьшится, а kv увеличится. (kv - насколько я помню, это (об./мин.)/В)
Если было 3/2 или 3/4, то сделать 3/1, переставив магниты, уже не получится.
Возможных "прямых" конфигурации всего три - 3/1, 3/2 и 3/4. Остальные варианты, "кривые", типа 9/8, 9/10, 6/5, 6/7 и иже с ними простым переворотом магнитов не переделываются.
Вообще, по сути, все варианты 6/х, 9/х, 12/х и т.п. уже являются не трёхфазными, а 6-, 9-, 12-фазными, в которых просто для стандартизации управления объединяют соседние фазы так чтобы их получилось три. Разумеется, объединяют их ещё на стадии проектирования и на обмотках нет точек соединения фаз между собой.

В конфигурации 48/40, т.е. 6/5, очевидно, зубцы были сгруппированы в фазы по 2 подряд, т.к. другие варианты выглядят весьма бессмысленными.
И в 48/16, видимо тоже, т.е. статор такой же и намотан также.
Если напихать в ротор редкоземельных магнитов размером с кулак, то 48/16 конечно сможет выдать больший момент, чем 48/40... Да и в целом конфиг 48/40 далеко не самый удачный.
Проектировщик из ВНИПТИЭМ (институт при ВЭМЗ) не располагал Вашими соображениями и сделал банальную однослойную зубцовую обмотку (катушка, заполняющая всю площадь паза садится на каждый второй зубец), после чего получился озвученный результат. Обмотку поменяли на двуслойную (катушки сажаются на каждый зубец, но катушка занимает половину сечения паза) При той же питающей частоте, частоты паразитных греющих гармоник уменьшились вдвое. Нагрев ротора стал меньше. Двигатель даже "прополз на брюхе по рифам" на заводских испытаниях. Замена ротора при перемотке статора обеспечила перегрев двигателя 30 гр.Ц. вместо допустимых 80.
На модели видно, что толщина магнитов ровно та же. "Напихивание" магнитов работает лишь до определённого предела - дальше хоть обпихайся. Нужна оптимальная геометрия МС. После модернизации двигателя для нефтяных насосов толщина магнитов уменьшилась с 4.5 до 4 мм, а мощность секции выросла с 8 до 10 кВт. И это не предел. К сожалению более "продвинутую" МС пока не готовы реализовать технологи.

[SolarRay]

(kv - насколько я помню, это (об./мин.)/В)

Да.

Если изначально конфигурация двигателя 3/4, то перевернув каждый второй магнит, можно сделать 3/2. Момент уменьшится, коэффициент магнитной редукции уменьшится, а kv увеличится.

Жаль, тогда, момент никак не может стать больше, он должен стать пропорционально меньше. Так как сопротивление обмоток осталось прежним, а kt=9.55/kv.
Вопрос насколько kv станет больше (или кт меньше). Если например полюсов было 40 а стало 16, а kv вырос в 1.5-2 раза то это хорошо, если в 2.5 то нормально, а вот если больше 2.5, то в такой переделке нет смысла (если не нужен именно скоростной мотор).

[DIVAS]

Проектировщик из ВНИПТИЭМ (институт при ВЭМЗ) не располагал Вашими соображениями и сделал банальную однослойную зубцовую обмотку (катушка, заполняющая всю площадь паза садится на каждый второй зубец), после чего получился озвученный результат. Обмотку поменяли на двуслойную (катушки сажаются на каждый зубец, но катушка занимает половину сечения паза) При той же питающей частоте, частоты паразитных греющих гармоник уменьшились вдвое. Нагрев ротора стал меньше. Двигатель даже "прополз на брюхе по рифам" на заводских испытаниях. Замена ротора при перемотке статора обеспечила перегрев двигателя 30 гр.Ц. вместо допустимых 80.
На модели видно, что толщина магнитов ровно та же. "Напихивание" магнитов работает лишь до определённого предела - дальше хоть обпихайся. Нужна оптимальная геометрия МС. После модернизации двигателя для нефтяных насосов толщина магнитов уменьшилась с 4.5 до 4 мм, а мощность секции выросла с 8 до 10 кВт. И это не предел. К сожалению более "продвинутую" МС пока не готовы реализовать технологи.

Насчёт группировки двух зубов в варианте 48/16 я уже понял что затупил, я как раз переправил этот косяк в своём прошлом сообщении, пока Вы писали это.
Если 48/40 был намотан через зуб, то мне понятно, почему момент хуже и почему у него греется ротор.
Велосипедные мотор-колёса мотают на каждый зуб по 1/2 паза.

И всё же, что Вы скажете о конфигах 3/2 и 3/4, сравнительно с 3/1 ?

[DIVAS]

Жаль, тогда, момент никак не может стать больше, он должен стать пропорционально меньше. Так как сопротивление обмоток осталось прежним, а kt=9.55/kv.
Вопрос насколько kv станет больше (или кт меньше). Если например полюсов было 40 а стало 16, а kv вырос в 1.5-2 раза то это хорошо, если в 2.5 то нормально, а вот если больше 2.5, то в такой переделке нет смысла (если не нужен именно скоростной мотор).

Чтобы понять, что получится после переделки, хорошо бы узнать, что есть сейчас, до переделки. А то может там ближайший рабочий вариант совсем унылый будет.

kv изменится во столько же раз, во сколько изменится коэффициент магнитной редукции, если рассматривать "прямые" конфиги. А коэффициент магнитной редукции = количеству пар полюсов.

[olus]

Насчёт группировки двух зубов в варианте 48/16 я уже понял что затупил, я как раз переправил этот косяк в своём прошлом сообщении, пока Вы писали это.
Если 48/40 был намотан через зуб, то мне понятно, почему момент хуже и почему у него греется ротор.
Велосипедные мотор-колёса мотают на каждый зуб по 1/2 паза.

И всё же, что Вы скажете о конфигах 3/2 и 3/4, сравнительно с 3/1 ?

Моменты и токи на графиках как раз для двуслойной обмотки (половинная катушка на каждом зубце). Конфигурации 3/2 и 3/4, как Вы их называете, или q=0.5 и q=0.25, как это принято у проектировщиков, (для рассмотренного 48/40 q=0.4) имеют обмоточные коэффициенты меньше единицы, точные значения можете посчитать сами, в любой книжке по расчётам  электромашин описано, как это делать. Соответственно этим коэффициентам будет и снижение момента при сохранении значений индукции в зазоре. Частота вращения уменьшится (при той же питающей) соответственно в 2 и 4 раза, Пульсации момента будут заметно меньше, чем при q=1, особенно для q=0.25. ПротивоЭДС с уменьшением q приближается к синусоиде, но для подавления 5-й и 7-й гармоник обычно выбирают другие значения q=0,4 как раз уничтожает 5-ю гармонику. Следует заметить, что задача сохранения индукции с увеличением количества полюсов и соответственного уменьшения полюсного деления совсем нетривиальна. Дома найду кусок книжки, где описана методика построения обмотки для дробных q, выложу. Я лучше не объясню.