Двигатель Дуюнова

[kommunist]

Каким образом при воздушном охлаждении воздух проходит через  обмотку (даже через не залитую) и как проявляется недостаток теплопроводности воздуха?))) При принудительном воздушном охлаждении все упирается в поток воздуха и теплопроводность обмотки. .

Да, именно в поток воздуха. Но никак не теплопроводность обмотки, которой с избытком. Или вы считаете что градиент температуры внутри обмотки и снаружи градусов 50?   И потом, напрочь забыли, что при той же мощности выделяемое обмоткой тепло в случае алюминия, будет распределено на больший объём, это раз. И на большую на 30% теплоёмкость это два. То есть, она тупо будет куда холоднее и более устойчива к резким пиковым нагрузкам. И это даже при том же внешнем охлаждении.

[kommunist]

Не получается. У мотор колес обмотка на статоре, а для ощутимого эффекта облегчать нужно ротор. А он у вас наоборот станет тяжелее так как размер железа статора больше, из-за увеличения объема нерабочих лобных частей крышки больше и тяжелее.

С какой стати ротор у нас будет тяжелее? Напряжённость поля в зазоре у нас будет меньше, соответственно и магниты тоньше, и железо, замыкающее поле магнитов тоже тоньше, но зато несколько шире. То есть, итоговый вес ротора тот же. Такая же картина и с железом статора, оно чуть шире будет (пакет пластин), но все его сечения тоньше (ножка зуба и спинка). Пазы больше, объём алюминия больше, но его вес вдвое меньше. Ось та же крышки те же. Вес в итоге меньше. И потом, с какой стати облегчать нужно именно ротор? Неподрессорной массой является всё мотор колесо, а не только ротор.

[aviator79]

Удельное сопротивление алюминия грубо в два раза больше, чем у меди, а плотность наоборот, меньше в три раза. При сохранении сопротивления обмоток, сделанных из алюминия на прежнем уровне, нам потребуется увеличить его сечение тоже в два раза. Но масса провода при этом снизится где-то на 1/3. Размеры статора мотора тоже увеличатся, так как нужно уместить провод вдвое большего сечения. В итоге однотипный мотор с теми же характеристиками, но с алюм. намоткой получится немного больше, немного легче и немного дешевле, чем с медью.  На счет охлаждения никакой разницы не наблюдаю. Если только мотор увеличенного размера будет иметь немного увеличенную площадь рассеивания тепла. 

[Blik86]

Напряжённость поля в зазоре у нас будет меньше, соответственно и магниты тоньше, и железо, замыкающее поле магнитов тоже тоньше, но зато несколько шире.

Для сохранения момента на сколько вы уменьшите напряженность - на столько же придется увеличить площадь поверхности в зазоре, то есть в лучшем случае то на то и выйдет.

Такая же картина и с железом статора, оно чуть шире будет (пакет пластин), но все его сечения тоньше (ножка зуба и спинка).

Сечение железа выбирается под напряженность. То есть при сохранении габаритов железа увеличение пазов под обмотку снизит номинальный момент/мощность, то есть под медь статор меньше.

крышки те же

У вас лобные части обмоток вдвое больше по сечению, как они влезут в крышки той же глубины?

И потом, с какой стати облегчать нужно именно ротор? Неподрессорной массой является всё мотор колесо, а не только ротор.

   

 

[kommunist]

Удельное сопротивление алюминия грубо в два раза больше, чем у меди,

В 1,65 раза. А вес в 3,22, писал уже.
И да, чуть большие внешние габариты неизбежно улучшат теплоотвод.
Вопрос, а как нам провести практические эксперименты? Как адекватно сравнить? Не нарезать же сызнова расчитанный под алюминий статор. Такие статоры на авиамоторах, но опять же, а как найти аналогичный но поменьше и с более толстыми сечениями под медь, чтобы адекватно сравнить. В общем, к сожалению, эксперименты повисают в воздухе

[kommunist]

Напряжённость поля в зазоре у нас будет меньше, соответственно и магниты тоньше, и железо, замыкающее поле магнитов тоже тоньше, но зато несколько шире.

Для сохранения момента на сколько вы уменьшите напряженность - на столько же придется увеличить площадь поверхности в зазоре, то есть в лучшем случае то на то и выйдет.

Такая же картина и с железом статора, оно чуть шире будет (пакет пластин), но все его сечения тоньше (ножка зуба и спинка).

Сечение железа выбирается под напряженность. То есть при сохранении габаритов железа увеличение пазов под обмотку снизит номинальный момент/мощность, то есть под медь статор меньше.

крышки те же

У вас лобные части обмоток вдвое больше по сечению, как они влезут в крышки той же глубины?

И потом, с какой стати облегчать нужно именно ротор? Неподрессорной массой является всё мотор колесо, а не только ротор.

   

Вы только писатель что-ли? По сути, со всем согласились

[Blik86]

Не нарезать же сызнова расчитанный под алюминий статор. Такие статоры на авиамоторах, но опять же, а как найти аналогичный но поменьше и с более толстыми сечениями под медь, чтобы адекватно сравнить. В общем, к сожалению, эксперименты повисают в воздухе

Что вам мешает взять мотор с железом рассчитанным на плохое заполнение медью и по максимуму заполнить пазы алюминием?   

[Blik86]

Вы только писатель что-ли?

Вам спеть и сплясать нужно было? Или вы банальных вещей не понимаете?

[kommunist]

Что вам мешает взять мотор с железом рассчитанным на плохое заполнение медью и по максимуму заполнить пазы алюминием?   

Коллега, ну вы опять меня не услышали   Я и говорил что есть такие статоры. Это от авиадвигателей. И можно намотать. Но как сравнить с медным? Медный то нужен чуть меньше, но с большими сечениями. То есть, по весу статоры должны быть одинаковыми, но с разными габаритами и сечениями. И вот тогда уже, намотав оба, сравнивать по мощности, весу, нагреву и кпд 2 двигателя.

[aviator79]

Вопрос, а как нам провести практические эксперименты?

Переделывать мотор под алюминий смысла нет. Я привёл примерные расчеты только для того, чтобы показать достоинств и недостатки обоих вариантов серийных моторов.

[edw123]

Да промышленность отородясь умела мотать и мотала алюминием в том числе   Правда пока лишь ради одной цели - экономии.

Да что Вы говорите. Она и маркировку стирает на чипах, и песок в большие конденсаторы подсыпает.
Правда расчитано это всё изначально другими людьми и для другого - для меди. Вот разве что алю клетки в асинхронниках - общепринятая вещь, но тоже лишь потому, что запас по параметрам в моторе был сделан, не на пределе работают. Как только речь поднимается о более высококачественных моделях - переходят на медь.
Большие размеры требуют и большей прочности и большей материалоёмкости корпусных конструкции - вес и стоимость.
ТКС алю выше чем у меди, ТКР у алю выше чем у меди, теплопроводность в 2 раза хуже... Есть над чем задуматься конструкторам "новой промыщленности".
Вобщем на фоне вполне интересных плюсов жесткая гуманитарная практика плавит медь и не выделывается, ещё и считает именно медь "новым золотом" наступающей электроэры, не только литий.

[Игорь64]

но стальных как бы никогда не было.

Стальные покрытые медью кучу раз видел на ЖД станциях. Рельсы замыкают, да контактные провода сотни километров.

[aviator79]

Китайцы стали производить радиоэлементы с железными выводами. Их даже омеднять не нужно, а только облуживать.

[ELOV]

у щёточной болгарки, всё уходит в тепло.

Если перемотать обычный мотора с магнитами то можно получить меньше вес и меньше мощность, но и меньше потерь. Тут нужно опытно смотреть, может быть это увеличит пробег.

У мотор колёс тонкий алюминиевый корпус крепящий тонкие магниты и спицы. Основное железо в статоре, но между катушкой и креплением железа много места, поэтому в железе получается большая пустота. В очень больших моторах эта пустота ещё больше.
Так что у мотор колеса внешний магнитный ротор с лёгкого метала, точно намного легче чем внутренние стальные роторы для статоров у других типов моторов.
Просто железо часто используется как несущее чтоб его не оторвало, поэтому от вала до катушек много железа.

Для опыта надо найти железо от чего нибудь и проверить индукцию. Или хотите считайте.
Допустим взять какой то якорь щёточный, а лучше 2, стащить пластины и намотать туда катушку как она и была медью, замерить индуктивность. Потом посчитать подобное сечение по сопротивлению алюминиевого провода и намотать его чтоб совпала индуктивность, а для этого добавить пластин железа.
Это будет линейный рост набора пластин, как раз будет видно процент на столько набор больше.
Потом это просто положить на весы, если мотался алюминий.
Не надо замерять токи и температуру, мотор будет холоднее и за счёт этого с чуть лучшими параметрами чем была медь. Но мне кажется гонятся за экономией незачем, любое уменьшение потерь это только в плюс.
А вот реально изменившийся вес и будет показатель выгодности таких моторов.

В общем у металистов надо набрать железок на разбор.

Народ даже титановые болты ставит, так что экономия во всём есть. Я в своей советской поделке тоже думал заменить М6 на дюралевые, но дорого.

Но это будет замер по весу, а не по тяге, железа ведь стало больше, значит тяга увеличилась, а значит для сравнения железо надо чуть уменьшить.
Тут оптимизация скорее упирается в имеющийся провод.

Для обмотки провод стальной провод должен быть тонким. бывает и 3мм мягкий, а бывает 2мм согнуть невозможно. Но обжига медь может не выдержать, поэтому не подойдёт. Я на опыты хотел именно тонкий провод, нужен 0.5 или тоньше. Пока что видел только сварочный, грубоват, и без изоляции. Возможно на опыты можно накрутить тонкий слой скотча или малярки, но только на опыты и работы много. Проблема первых изобретений была как раз с изоляцией. Тогда изоляция была тряпкой, а поэтому толстой, так что по компактности такой метод проиграет.

[Чижов Игорь]

Получается о Дуюнове даже и поговорить нечего...

[ELOV]

О Дуюнове мы говорим не меньше чем он о своём моторе 

[kommunist]

Потом посчитать подобное сечение по сопротивлению алюминиевого провода и намотать его чтоб совпала индуктивность, а для этого добавить пластин железа.

А надо ли, чтобы совпадала индуктивность? Разве она не будет однозначно другая, учитывая, что кол-во витков в алю моторе будет точно меньше? Меньше чтобы сохранить тот же KV, при увеличенной ширине статорного железа.  Мне кажется, достаточно уравнять статоры по весу. Можно попросить Алексея (Alex75), у него много разных статоров, может и подберёт у себя. На вскидку, как раз в размере самокатных мотор колёс есть (диаметр статора 100-110мм) много разных недорогих вариантов в продаже. И как раз примерно в этом же габарите есть авиамоторчики с более тонкими зубьями и спинкой статора. По сути, найти равные диаметры таких статоров и до равного веса уменьшить/увеличить толщину, удалением/добавлением пластин. Ну а потом, соответствующей намоткой добиться равного KV моторов. Правда ещё как то надо бы уменьшить толщину магнитов у алюминевого и их стального кольца, чтобы объективно оценить уменьшение веса мотора. И да, всё может упереться в отсутствие нужного алю провода для намотки

[ELOV]

Я говорю о моторе с равными меди параметрами. Понятно что можно и на 1 витке ездить, но при малой индуктивности будут потери на КЗ, кроме того чем меньше витков на железе, тем менее оно магнитное, а значит мотор слабее. При уменьшении витков вырастет ток, а это потери и по эффективности и по тяге. В общем то так и работают коллекторные моторы, но нагрев они снижают скоростью, но потери всё равно высокие по сравнению с большими моторами.

Тут можно вспомнить работу Тиля — Смолла, который по сути закон, но с одной поправкой, это работает только в одном диапазоне частот. Эти данные получены экспериментами, аналогично и с моторами.
Нет теории в которой единые параметры массы и объёма разных плотностей металлов были бы равны и по электромагнитным параметрам. Можно попробовать это доказать, но хорошо бы для начала исследовать если ли в этом хотя бы близкое сходство.

Уравнять статоры по весу намного сложнее, одинаковые моторы не сделать. Для точности нужно увеличивать железо по обоим осям, а это резко увеличит вес, при этом будет больше проигрыш в весе из за увеличение перемычек между катушками.
Когда просто увеличивается набор пластин, то сравнение более ровное, но и ответная часть должна подходить.

По хорошему нужна ровная полоса и безветренная погода чтоб просто проехать по прямой на полной скорости, но у нас таких условий нет вообще. Лучшее что возможно это поехать по дороге ночью когда никого нет, но вы городе куча перекрёстков и надо смотреть кто выскочит, а по трассе выездом из города обычно дорога с горкой и кривая.
Взлётная полоса тоже плохой вариант, там много швов между бетонными плитами.

Габарит мотора зависит от мощности. Если у асинхронных моторов есть стандартный диаметр вала, мотор может быть меньшей или большей мощности, тут надо смотреть по максимальной. Но это значит что у мотора чуть больше, вал будет заметно больше в расчёте на ещё большую версию мотора. Моторы различаются даже весом вала.
У мотор колёс тоже прочность зависит от мощности, и если мотор крупнее и мощнее, то метала там тоже излишне больше, чем нужно было бы алюминиевому менее мощному мотору.

На опыты я бы предложил стартерный якорь и просто сделать новый мотор.
Можно протестировать и на коллекторе, может даже мотать меньше. Или сделать свой ротор с магнитами.
Кстати магниты судя по замерам, в 2 раза тоньше чем нужно для их полной мощности, поэтому китайские моторы слабоваты, магнит надо толще.
Чтоб полностью использовать магнитную индукцию и не терять в весе, магнит надо не меньше 5мм, и побольше витков на катушке.

Тут понятность автора запуталась, но исправлять не буду