Нужна помощь в расчётах самодельного двигателя

[Leshander]

Пишу программу для самодельного двигателя.
Пока пришёл к следующему:
1) Считаем от источника питания,
2) При использовании постоянных магнитов количество полюсов статора (магниты на роторе) -2, или +2,
3) По току потребления, это-20% от максимума потребления по вольтажу аккума и нужному току считаем сопротивление и на сколько его хватит.
4) Обмотка катушек последовательная, но разнофазная: - два провода один мультик,
5) Делим сопротивление на количество полюсов получаем данные одной катушки, получаем сопротивление катушки I - ток у нас общий и является константой,
6) Подбираем сечение провода под данный ток,
7) Получаем метраж и габаритные размеры намотки исходя их площади сердечника намотки.
Подбираем из полученых вариантов,
9) Вводимые данные: параметры аккумулятора, сердечник, ток который хотим на 20% ниже максимума отдачи аккумулятора.
Есть тут ошибки? Если есть пожалуйста укажите.  Готовую прогу потом скину без проблемм.

[residentivan]

Пишу программу для самодельного двигателя.

Я дико извиняюсь, но я ничего не понял.
Подскажите, для каких целей будет ваша программа? Она будет помогать расчитывать двигатели?
Если расчитывать-то маловато переменных, имхо. И это... расчет двигателя (на мой взгляд) не должен зависеть от параметров аккумулятора. Должно быть наоборот: аккумулятор подбирают для определенного контролера+двигателя.

В любом случае удачи в вашем нелегком деле.

[Leshander]

[user]residentivan[/user], Как раз наоборот, вы имеете аккумулятор и хотите на него (доступный в ширпотребе) создать свой двиган, потом не заморачиваясь об источнике питания если вдруг его убили. Сама программа будет выдавать обмоточные данные на одну катушку и общие на всю систему.  Не задумывались почему используется большой ампераж? Потому что экономия меди. А для лично себя Вы наверно не будете экономить? Свои пункты могу обосновать на физмате, НО мне нужна помощь и критика.

[residentivan]

[user]residentivan[/user], Как раз наоборот, вы имеете аккумулятор и хотите на него (доступный в ширпотребе) создать свой двиган

Универсальное-враг хорошего. Во всяком случае, если делать по правильному, то аккумулятор подбирается под параметры двигателя и желаемой длины пути, который должен будет преодолевать ваш электротранспорт.

Если, конечно у вас не лежат готовые батареи на 48/60/72в на много амперчасов...

Сама программа будет выдавать обмоточные данные на одну катушку и общие на всю систему. 

Она будет учитывать силу магнитов? Или якоря?
(кстати такая программа есть, но на буржуйском языке))) И расчет там идет не от батареи.

Не задумывались почему используется большой ампераж? Потому что экономия меди.

Не на том собираетесь экономить. Вам придется мотать катушки более толстым проводом или укладывать в паз дохрена тонкого, но с большим суммарным сечением. Ни чего не экономится. И есть еще один момент:
Посмотрите сколько стоят транзисторы для более высокого тока. Всю экономию меди вы ощутите в покупке даже одного транзистора более высокой мощности. Не зря все максимально увеличивают напряжение, чтобы снизить ток.

Есть более очевидные примеры с приусом, лифом, эстимой, и прочими гибридами. Посмотрите, на каком напряжении работают их моторы. Не думаю, что инженеры просто так отказались ездить на "батином сварочном аппарате" и предпочли ему двигатель, работающий на 300-400вольтах.

А для лично себя Вы наверно не будете экономить?

Я уже наэкономился)))
Мне хватило. Два года изучал всю эту лепестрическую лабудень, и начав собирать свой "сверх совершенный и мегабюджетный" мотор понял, что я со своими знаниями-не знаю ничего.  А энтузиазму было не меньше вашего))) И денег потрачено столько, что хватило бы на хороший мотор и контроллер, а выхлоп нулевой, если не учитывать то, какой огромный опыт я получил при это эксперименте.
Экономия в данном случае (с постройкой электротранспорта) ни к чему хорошему не приводит. Расчитать двигатель реально сложно! Сложно его сделать с нуля, т.к. сложно найти материалы, а если материалы есть, то купить их очень сложно дорого.
Как показали многочисленные эксперименты завсегдатых этого сайта-самый бюджетный вариант автогенератор, потом асинхронник, потом МГ от приуса. Дальше будет нереально дорого.  Не надо изобретать велосипед. Все уже придумано, только поискать нужно)

Свои пункты могу обосновать на физмате, НО мне нужна помощь и критика.

Не надо ни кому ничего обосновывать. Вы не знаете, что здесь (на этом форуме) сидят люди, которые с этими моторами и контроллерами вообще на "ТЫ". Некоторые могут за двадцать-тридцать минут рассчитать любой двигатель. Тут несколько человек реально академики))) И еще с десяток инженеров)))

Может кто и поможет вам в вашем начинании, но критиков будет куда гораздо больше)))

[Blik86]

Не задумывались почему используется большой ампераж? Потому что экономия меди.

Нет там экономии. Есть дико навороченные и шибко умные контроллеры. Что ограничивает токи и обороты, обеспечивая тем самым номинальный выходной момент во всем диапазоне требуемых оборотов ( а то и форсирование) при напряжениях питания  контроллера смертельных для двигателя, как в момент пуска, так и на ХХ. И если у вас такой контроллер то  из-за меньших резистивных потерь КПД двигателя с низкоомной обмоткой будет выше. На пуске не сдохнет из-за ограничения тока, на ХХ не разлетится в клочья из-за ограничения оборотов.
Резюмируя, выбирать мотор под батарейку это уровень самоделок пионеров и колхозников.

[Leshander]

Нет там экономии. Есть дико навороченные и шибко умные контроллеры. Что ограничивает токи и обороты, обеспечивая тем самым номинальный выходной момент во всем диапазоне требуемых оборотов ( а то и форсирование) при напряжениях питания  контроллера смертельных для двигателя, как в момент пуска, так и на ХХ. И если у вас такой контроллер то  из-за меньших резистивных потерь КПД двигателя с низкоомной обмоткой будет выше. На пуске не сдохнет из-за ограничения тока, на ХХ не разлетится в клочья из-за ограничения оборотов.
Резюмируя, выбирать мотор под батарейку это уровень самоделок пионеров и колхозников.

Тогда как же ампер-витки? 
Прямая зависимость вольтажа от ампеража и сеченья провода, и как следствие его мощьности что прячется как раз в ампер витках?
Пример: электромагнитный замок AL-350FB 12v 0.5A  удержание 3500H это 356.9кг!
Ваш дрынопед может развить такое усилие на валу? Ответ: НЕТ!
А для его питания хватит и обычного аккумулятора свинцового.
Прежде чем троллить мат часть почитайте, не все могут себе позволить купить готовое изделие которое потом требует ещё и вложения от 5к рублей минимум.

[Leshander]

Общие формулы и соображения:
Магнитодвижущая сила:
Е_м=1,3Iw
w - количество витков,
I-ампераж
1.3-коэффициент укладки.
Я рассматриваю аксиальное расположение, по этому вся магнитная система двигателя является замкнутой за исключением зазора между ротором и статором.
По этому рассматриваем последовательное разнополярное подключение катушек.
При таком подключении требуется простой ШИМ и всего два провода. чем проще тем лучше.
Выбираем ток потребления исходя из номинальной отдачи аккумулятора, допустим акк 12v 4а  в номинале ампер часы будут влиять на то сколько мы сможем на нём ехать по времени.
Вспоминаем последовательное подключение сопротивлений [b-b]ток в нём является константой и одинаков для всех сопротивлений коими являются катушки[/b-b] от сюда 4а потребления на всю магнитную систему!
По закону Ома находим сопротивление общее 12/4=3 Ома на все катушки.
Смотрим таблицу сопротивления и допустимой плотности тока, выбираем сечение провода.
Теперь, как раз для чайников: [b-b]чем больше диаметр провода тем больше витков вы можете сделать[/b-b] от них зависит сила вашего двигателя.
Самый фокус в том что расчёт ведётся изначально по мощьности и заданным параметрам аккумулятора, просто потом делим на количество полюсов и получаем данные на одну катушку.
[b-b]Внимание бонус![/b-b]
от радиуса зависит сила на валу - это рычаг на вал (чем он больше тем сильнее усилие).

Ну и кто тут не прав в надобности сего?
P.S. Есть технари с кем можно посоветоваться? У меня просто дисков с магнитами много вот и решил себе самокат сделать.
Забыл, при уменьшении сечения можно увеличить вольтаж вместо ампеража в соответствующее количество раз...

[NUBITO]

  [user]Leshander[/user], не стоит нести чепуху, по расчетам двигателей пишут книги с формулами и пояснениями, а у вас расчет пару строк занимает.
В вашем примере при сопротивлении катушек 3 Ом и токе 4А у вас W=I*I*R=4*4*3=48Вт только катушки рассеивать должны в номинале. Реально сопротивление обмоток будет десятые и сотые доли Ом, ток, без учета контроллера, ограничивается снижением напряжения питания за счет противо-ЭДС.
  Пожалуйста, направьте ваш энтузиазм в правильное русло, не изобретайте колесо, всё уже изобретено. Советую найти пару книг по проектированию электродвигателей, подчерпнете много нового, 99% всех вопросов отпадут сами собой.

[Blik86]

не все могут себе позволить купить готовое изделие которое потом требует ещё и вложения от 5к рублей минимум.

Еще меньше могут позволить себе сделать двигатель с нуля.
Соответственно расчет ведется под конкретное статарное железо (под то что есть). А утверждение "чем больше диаметр провода тем больше витков вы можете сделать" противоречит реальности. А ввиду достижения статарным железом насыщения в первую очередь от них зависят габариты, а не сила.
Но не суть.
Суть же в том, что двигатель по этим расчетам будет выдавать расчетный выходной момент только на  оборотах близких к 0!  Что делает его для практического применения абсолютно бессмысленным!! Людям нужен момент на скорости!!!

[i]

Пример: электромагнитный замок AL-350FB 12v 0.5A  удержание 3500H это 356.9кг!
Ваш дрынопед может развить такое усилие на валу? Ответ: НЕТ!

Разумеется "НЕТ", так как в двигателе есть зазор, ибо он должен вращаться.
А зазор в замке  - это зло! Даже если на магнитной площадке появится просто много грязи , то большая часть его ньютонов исчезнет без следа. При зазоре в 0,5мм, дверь с таким замком открывается ребенком.

[Механик Зелёный]

Не задумывались почему используется большой ампераж? Потому что экономия меди.

Я извиняюсь спросить — а где тут экономия?
Чем больше сила тока при том же напряжении, тем большее сечение провода потребуется. Закон Ома же.

[Leshander]

Разумеется "НЕТ", так как в двигателе есть зазор, ибо он должен вращаться.
А зазор в замке  - это зло! Даже если на магнитной площадке появится просто много грязи , то большая часть его ньютонов исчезнет без следа. При зазоре в 0,5мм, дверь с таким замком открывается ребенком.

дверной приведён лишь как пример.
Добавлено 15 Авг 2018 в 18:28

  [user]Leshander[/user], не стоит нести чепуху, по расчетам двигателей пишут книги с формулами и пояснениями, а у вас расчет пару строк занимает.
В вашем примере при сопротивлении катушек 3 Ом и токе 4А у вас W=I*I*R=4*4*3=48Вт только катушки рассеивать должны в номинале. Реально сопротивление обмоток будет десятые и сотые доли Ом, ток, без учета контроллера, ограничивается снижением напряжения питания за счет противо-ЭДС.
  Пожалуйста, направьте ваш энтузиазм в правильное русло, не изобретайте колесо, всё уже изобретено. Советую найти пару книг по проектированию электродвигателей, подчерпнете много нового, 99% всех вопросов отпадут сами собой.

[b-b]48w чего??? - потребления от источника, а не мощьности установки[/b-b] Отвечаю тем же: Пожалуйста поучите основы электротехники и погуглите полную энергию магнитного поля и связь индуктивности с количеством витков, и геометрией катушек.

[Leshander]

Я извиняюсь спросить — а где тут экономия?
Чем больше сила тока при том же напряжении, тем большее сечение провода потребуется. Закон Ома же.

По существу:
Закон Ома:
I=U/R
Закон Ома для последовательно соединённых сопротивлений:
I=I1=I2=In
R=R1+R2+Rn
U=U1+U2+Un
Ток выбран не диким и соответственно как писал выше равен допустим 4а при 12вольтах, т.е. R общее у нас 3 Ома NUBITO всё верно.
Возьмём 6 полюсных катушек 3/6=0,5 Ома.
А теперь про экономию:
При 3х А/мм² диаметр меди от 1,32мм при нём метр имеет сопротивление 0,013 Ом получаем 38,46 метра
При выборе провода диаметром 1,6мм 0,0086 Ом/м получаем 58,13метра!
Но при этом не трогаем заданный ампераж системы, получая выигрыш в ампер-витках и соответственно силе наших катушек...
Тем же самым способом можно увеличивать вольтаж получая прибавку в силе катушек за счёт количества витков.

[Leshander]

P.S. в замен стали буду использовать чашки от уличных громкоговорителей, да и вообще проблемм с упорными подшипниками не вижу для уменьшения воздушного зазора, как и с магнитомягкими сплавами.

[NUBITO]

[user]Leshander[/user], мотая по вашему примеру катушки у вас получатся неимоверно большими. При тех же 1.6мм диаметра провода и 58 метрах длины получается около 1кг меди на обмотки при мощности 48Вт(12в*4А). И это без железа. Вы можете как угодно ухищряться, но вы проиграете либо в массогабаритных показателях, либо упретесь в насыщение железа и просто спалите двигатель.
Поверьте, спроектировать электродвигатель с хорошими показателями и тем более собрать реальный образец, который будет максимально близким к расчетам не так просто.

[residentivan]

Не стоит мешать человеку совершать собственные ошибки)

Собирая свой двигатель не забудьте, что магнитный зазор в кустарных условиях вы не сделаете 0,2мм, а если сделаете, то через какое-то время статор начнет шабарить об магниты, а если не начнет, то залипание будет дикое... Я бы на вашем месте прислушался к окружающим, и не стал бы их каждый раз тыкать в основы электротехники. Разница между электромагнитом и обмоткой электродвигателя есть, уловите её, когда с этим столкнетесь.

Очень интересно, что у вас получится. Реально интересно, без стёба!

[Leshander]

[user]Leshander[/user], мотая по вашему примеру катушки у вас получатся неимоверно большими. При тех же 1.6мм диаметра провода и 58 метрах длины получается около 1кг меди на обмотки при мощности 48Вт(12в*4А). И это без железа. Вы можете как угодно ухищряться, но вы проиграете либо в массогабаритных показателях, либо упретесь в насыщение железа и просто спалите двигатель.
Поверьте, спроектировать электродвигатель с хорошими показателями и тем более собрать реальный образец, который будет максимально близким к расчетам не так просто.

Для критики размеров. посмотрите в сторону авиационных двигателей, в том числе электро, ну и схемотехника.
Я прошу сейчас помощи в расчётах, неужели не осталось физиков?

[Leshander]

Не стоит мешать человеку совершать собственные ошибки)

Собирая свой двигатель не забудьте, что магнитный зазор в кустарных условиях вы не сделаете 0,2мм, а если сделаете, то через какое-то время статор начнет шабарить об магниты, а если не начнет, то залипание будет дикое... Я бы на вашем месте прислушался к окружающим, и не стал бы их каждый раз тыкать в основы электротехники. Разница между электромагнитом и обмоткой электродвигателя есть, уловите её, когда с этим столкнетесь.

Очень интересно, что у вас получится. Реально интересно, без стёба!

Через неделю я в отпуск, после интервью в Екатеринбурге, намотаю и напишу отчёт, но мне хотелось найти  единомышленников, по ответам,-не судьба.
Зазор планирую в рамках 0,15+-0,02. Как это сделаю напишу.
Первая ошибка у Всех зазор и магнитная система, аксиальная отличается от других