Бесщеточный двигатель - плотность тока

[Olehs]

Подскажите, какую максимальную плотность тока можно держать в проводнике обмотки бесщеточного двигателя долговременно\краткосрочно(20сек)

[tmiaer]

[user]Olehs[/user], ставьте термодатчик и сами всё поймёте. Всё зависит от конструкции конкретного мотора и возможностей его охлаждения.

[Olehs]

Что бы поставить термодатчик сначала нужно что нибудь намотать. Ведь должна быть закономерность. Например у трансформатора 4-5 А\мм2, а  тут как?
Судя по авиамодельным движкам весом 200 гр и мощностью по несклько киловатт, ампер 50 получается на 1мм2.
Фантастика какая то.

[tmiaer]

[user]Olehs[/user], ампер 50 может быть, если присутствует достаточно интенсивное охлаждение. Количество меди в мотор влезет всё-равно одинаковое, как ни мотай. И разогрев при одном и том же развиваемом мотором моменте будет одинаковый вне зависимости от схемы намотки при прочих равных.
Так сложно сказать. У меня с охлаждением по двести ампер в три квадрата в пике вваливается, например. Без охлаждения ампер 50-60, наверно, предел.
Из куска моточного провода, помнится, нагрузку делал. Так в воде 100 ампер на квадрат через него протекало спокойно.

[DIVAS]

[user]Olehs[/user],  если очень интенсивно продувать обмотки мощной турбиной, то можно и 100А/мм2 вдуть без перегрева. А под жидким азотом так наверное и 1000А/мм2 нормально взлетит.
При этом в рядовом МК с полностью отсутствующим прямым охлаждением обмоток можно зажарить обмотки и 20А/мм2.

[Olehs]

Ну вообще мне нужен максимально большой момент. При этом обороты вообще не важны. Из того что я прочитал стало ясно что чем больше витков на катушках тем больше момент. Отсюда следует, что надо взять провод потоньше и намотать побольше.(капай глубже кидай дальше )
Вот я думаю взять например 0,5 мм и намотать через зуб (по методу LRK), так больше поместится.  В общей сложности мне нужно получить 1 киловатт (с запасом) кратковременно, для запуска мотора.
То есть в кажндой катушке (их 6 на фазу), придется ватт 150-200. То есть ампер 30-50 по проводу.   
Я правильно рассуждаю?
Тут уже была тема про запуск двигателя таки способом. Только он бросил писать после того как все заработало.

[tmiaer]

[user]Olehs[/user], нет.  Момент даёт произведение тока в обмотке на количество витков. Один и тот же момент можно получить намоткой разного числа витков разного сечения и нагрев при этом будет одинаковый (при условии 100% заполнения паза, разумеется). Все извращенские обмотки проигрывают в моменте или КПД. Больше меди не поместится, а железа в работе останется меньше.

[DIVAS]

[user]Olehs[/user], Вы правильно начали про плотность тока. А дальше закралась ошибка в понимании.
Плотность тока считается не по одному витку, а по всему сечению меди в пазу.
Т.е. если Вы намотали 10 витков по 1мм² и пустили в них ток 10А, то плотность тока получается 1А/мм². И при 20 витках сечением 0.5мм² прм 10А плотность тока будет та же.
Писал с телефона на ходу, привёл не совсем удачный пример и посчитал неправильно.
В этих примерах одинаковой будет не плотность, а сечение. А плотность тока как раз разная.
Пересчитываем правильно по действиям:
10А нужно умножить на 10 витков - получим 100А в пазу. Именно эта цифра (А/паз) характеризует крутящий момент.
Меди в пазу 10*1мм²=10мм². Плотность будет 100А/10мм² = 10А/мм². И эта цифра будет отвечать за нагрев (тепловые потери, перегрев).
А если взять 20 витков при 10А - это уже 200А в пазу. А меди в пазу будет столько же, сколько и в предыдущем случае - 20*0.5=10мм². Итого, плотность 200А/10мм²=20А/мм².
Итого, мы имеем: при 200А/паз крутящий момент можно получить вдвое больше, чем при 100А/паз. Разумеется, это только при условии, что остальная электромагнитная система не будет узким местом. Т.е., казалось бы, во втором случае момент вдвое больше - значит ли, что это лучше..?

Теперь вспоминаем формулу мощности на резисторе: P=I²*R. Условно примем за R сопротивление отрезка медной обмотки сечением 1мм² и длиной, к примеру, 10мм.
Таким образом, увеличивая ток в 1мм² меди в два раза, мы получаем увеличение нагрева в 4 раза.

Спойлер

Кто-нибудь сейчас возразит, что ток те же 10А. Да пожалуйста - во втором случае сечение витка вдвое меньше и витков вдвое больше, получите увеличение сопротивления в 4 раза при том же токе. Арифметика с другой стороны, а итог тот же.

Что лучше - больше момент или меньше нагрев? Ответ прост - нужно найти баланс между желаемым моментом и приемлемым нагревом.


Количеством витков Вы лишь задаёте соотношение напряжение/ток, при котором получатся нужные характеристики. А потенциальные механические возможности двигателя вообще никак не зависят от намтоки. (Подразумевается, что при любой намотке в пазы запихивается одинаковое сечение меди)

[Olehs]

Тааак, блин тема засекреченная, никак не могу дойти до истины
То есть  что бы получить максимальный момент, нужно максимально заполнить пазы медью, и не важно в каком соотношении толщина\колличество. Правильно?
И пазы можно заполнять не равномерно? С верху больше влезет чем с низу

[tmiaer]

[user]Olehs[/user], Да. Максимально забить пазы. Пока лезет, впихивать. А количество витков выбирать исходя из напряжения и тока, которыми собираетесь питать мотор

[Olehs]

Теперь ясно, остался еще один не выясненный вопрос, создам новую тему

[DIVAS]

[user]Olehs[/user], Перечитайте моё предыдущее сообщение, я там немного ошибся в примере и сейчас исправил.
Добавлено 02 Апр. 2018 в 23:11

Теперь ясно, остался еще один не выясненный вопрос, создам новую тему

Зачем ещё одну? Может, уже есть подходящая существующая..?

[Olehs]

Меди в пазу 10*1мм2=10мм2. Плотность будет 100А/10мм2 = 10А/мм2. И эта цифра будет отвечать за нагрев (тепловые потери, перегрев).
А если взять 20 витков при 10А - это уже 200А в пазу. А меди в пазу будет столько же, сколько и в предыдущем случае - 20*0.5=10мм2. Итого, плотность 200А/10мм2=20А/мм2.

Честно говоря не очень уловил мысль. Если я правильно понял то увеличив в 2 раза ток, будет и момент в 2 раза выше. Это логично, просто информации очень мало по этому вопросу, все перематывают на обум, без каких либо обоснований, а на некоторых сайтах вообще прямо утверждается - больше витков больше момент и меньше скорость, меньше витков толще провод - соответственно наоборот. Я тоже сомневался в этом, но раз уж прям утвеждают, поддался....

Может, уже есть подходящая существующая..?

Нету подходящей, сикретная информация, нихто не пишет

[DIVAS]

Честно говоря не очень уловил мысль. Если я правильно понял то увеличив в 2 раза ток, будет и момент в 2 раза выше. Это логично,

Именно так. Если увеличить ток в 2 раза, то и момент будет больше в 2 раза (при прочих равных, в идеальном случае, если остальная электромагнитная система не станет узким местом).
Но не забывайте про нагрев - он при прочих равных условиях будет в 4 раза больше.

информации очень мало по этому вопросу, все перематывают на обум, без каких либо обоснований, а на некоторых сайтах вообще прямо утверждается - больше витков больше момент и меньше скорость, меньше витков толще провод - соответственно наоборот. Я тоже сомневался в этом, но раз уж прям утвеждают, поддался....

Эти утверждения тоже верны, но только с привязкой к конкретному частному случаю, а именно - напряжению батареи.
Когда нам нужно перемотать имеющийся мотор, чтобы он лучше ехал с имеющейся батареей - эти утверждения верны.

А когда мы проектируем электромагнитную систему мотора с нуля и вообще ещё не думали про напряжения - эти утверждения вообще не имеют никакого смысла, т.к. относятся только к частным случаям.


К примеру, мы имеем мощный шестивитковый 3кВт (этой мощности более чем достаточно и для 60-80км/ч) 96-Вольтовый мотор-колесо, который при батарее 48В едет максимум 30км/ч, потребляя при этом 300Вт, а дальше ему нехватает напряжения батареи для того чтобы набрать большую скорость.  Грубо говоря, мы имеем сильно рассогласованную систему батарея-мотор, которая не позволяет мотору работать на всю мощность, и в этом и есть проблема.
А нам нужно, чтобы он ехал с той же батареей 60км/ч. Тогда мы берём и перематываем его на три витка, увеличив сечение вдвое. Попутно добавляем в настройках контроллера фазный ток в два раза и получаем 60км/ч на той же батарее. При этом крутящий момент останется тот же (т.к. А/паз осталось тем же), нагрев тот же (т.к. А/мм2 тоже не изменилось), а максимальная скорость вырастет вдвое.
Такая перемотка, условно, просто помогает подогнать нужные характеристики мотора к нужному рабочему напряжению батареи. Но никаких чудес не бывает - перемотка не расширяет потенциал железа, а лишь позволяет полнее его использовать при заданных условиях, если ранее полное использование было невозможным. Мотор после перемотки не станет из трёхкиловаттного десятикиловаттным, не получит момента свыше номинального и не разгонится выше номинальной скорости. Просто он сможет достичь при 48В того, что ему было предписано по паспорту при 96В, жря при этом вдвое больший (чем по паспорту при 96В) ток.

А если Вы проектируете электромагнитную систему нового мотора, то Вы работаете только с величиной А/паз, при этом никакие сечения проволоки и токи на этом этапе вообще не нужны. Они будут позже, когда в условии задачи появятся напряжение и скорость и Вы будете рассчитывать намотку на это сочетание напряжения и скорости.

[Olehs]

Ну у меня все проще, железо типа такого https://electrotransport.ru/index.php?topic=49044.0#topmsg
все что мне надо получить от него максимальный момент, как это сделать я понял, теперь бы кто про "переворачивание вектора" разъяснил

[DIVAS]

теперь бы кто про "переворачивание вектора" разъяснил

Думаю, тут на форуме всего несколько человек свободно разбираются в векторном управлении...

А Вы собираетесь проектировать свой контроллер? Может это и не имеет смысла, их сейчас готовых на любой вкус...

[DragonTM]

что бы получить максимальный момент, нужно максимально заполнить пазы медью, и не важно в каком соотношении толщина\колличество.

У вас контроллер то есть? Под его возможности и мотайте в первую очередь! А то сейчас паз заполните, а потом будете искать контроллер на  тысячи ампер фазного

[edw123]

Подскажите, какую максимальную плотность тока можно держать в проводнике обмотки бесщеточного двигателя долговременно\краткосрочно(20сек)

А что за мотор-то? С постмагнитами?