Помогите с конфигурацией статора и ротора аутранера

[Алексей Вудайс]

   В этой теме новичок, очень хочется собрать BDLC мотор, на стадии проектирования появились такие вопросы:
1. Читал было, что в мотор колёсах применяется компоновка 10 магнитов на 9 зубов статора, какие ещё бывают варианты компановки  ? (Если что мотор без механического редуктора)
2. Зубья статора это тело, на которое наматывается провод, или это промежуток ? (нашёл калькулятор онлайн, который меня слегка запутал)
3. Если предположим что 10 магнитов и 9 зубов статора это работает, но мало рабочей площади, то будет ли работать схема 40 магнитов и 36 зубов статора ? И как там с магнитной редукцией ?
4. Если я всё таки выберу 40 магнитов и 36 зубов статора, то на сколько у меня много возможностей, для перемотки и изменения KV ?
5. На сколько сильно влияет соотношение магнитов и зубов статора на плавность хода ? ( в планах работать на квадратных волнах, так как синус это вроде как сложней и дороже реализовать)
6. Как вообще магниты клеятся в моём варианте: "s n s n"  , или например "s s n n" ?  ( ширина магнита 30мм )

   Нужно вращение мотора в пределах 2880 об/мин, Диаметр статора 395мм +- 5мм, ширина статора 100мм, питание 48s (177.6 вольт, номинал)
Выглядит конечно как безумие, но оно и задумывается как реальное безумие.
   Понимаю что вопросов много у меня, реализовать это будет огромных денег, проект долгоиграющий, но очень хочется. В продаже таких мотор нет, да если бы и были, то стоили бы как новый автомобиль, если сравнивать с мотор колесом на 12кВт 70нм за 115 000 р.
    Это первый пост на этом форуме, прошу не пинайте. Если нужны ещё параметры и размеры железа, напишу ещё.

[Алексей Вудайс]

На днях нашёл заводской вариант типа размера + - как у меня: 140 кВт номинал, момент номинал 500 Н*м, 3400 об/мин, Напряжение питания 340 - 800 вольт. Размеры диаметр габарит 350мм и толщина 105мм. Вес его 39кг. Так же у него количество полюсов равняется 10-ти . 

[Алексей Вудайс]

Прикинул я так, что при моём размере мотора, один только статор у меня будет весить около 33кг, что это может значить ? Возможно, что  в мой будущий статор можно будет "в качать" больше тока ? Мой получится в итоге ещё мощней чем тот заводской ? Или что я взял слишком много статорного железа ? То есть по сути можно использовать меньше по высоте зуб статора ?

[Алексей Вудайс]

И ещё, в этом заводском моторе (описанном выше) 10 полюсов, я так понимаю что это полюса ротора, так как оно должно быть кратно 2-м, то есть 5 северных и 5 южных, правильно ? Интересно тогда сколько зубов статора и сколько зубов занимает одна фаза в нём ?
Интересно есть ли зависимость в этом: У заводского мало магнитов ротора (всего 10), но "огромное рабочее напряжение" (340-800 вольт), и в моём проектируемом много магнитов (40 штук) и заметно меньшее напряжение работы (177.6 вольт), а холостые обороты примерно похожи друг на друга. Что то слишком сложно всё.
Можно предположить, что в описании мотора на сайте могли допустили ошибки, или то что задумываю я, теоретически невозможно, или не эффективно, или и то, и другое.

[kor]

У заводского мало магнитов ротора (всего 10), но "огромное рабочее напряжение" (340-800 вольт), и в моём проектируемом много магнитов (40 штук) и заметно меньшее напряжение работы (177.6 вольт), а холостые обороты примерно похожи друг на друга. Что то слишком сложно всё.

10 полюсов у него чтобы получить преемлимую частоту перемагничивания =4300*10/120=358 Гц. при этом статор вероятно набран из хорошего тонкого 0,2..0,3мм толщиной железа. При 40-ка полюсах на тех-же оборотах частота будет в 4 раза выше, и железо не потянет из-за возрастания потерь.

[kor]

На днях нашёл заводской вариант типа размера + - как у меня: 140 кВт номинал, момент номинал 500 Н*м, 3400 об/мин, Напряжение питания 340 - 800 вольт. Размеры диаметр габарит 350мм и толщина 105мм. Вес его 39кг. Так же у него количество полюсов равняется 10-ти . 

Дайте ссылку на него посмотреть.

[Алексей Вудайс]

Дайте ссылку на него посмотреть

Сюда можно закидывать ссылки с товарами ? Вот заводской мотор: https://bldc-motor.ru/catalog/bldc-motory/elektrodvigatel-emrax-348-s-vozdushnym-okhlazhdeniem-140kvt/

[Алексей Вудайс]

10 полюсов у него чтобы получить преемлимую частоту перемагничивания =4300*10/120=358 Гц. при этом статор вероятно набран из хорошего тонкого 0,2..0,3мм толщиной железа. При 40-ка полюсах на тех-же оборотах частота будет в 4 раза выше, и железо не потянет из-за возрастания потерь.

Частота перемагничивания - Это частота смены магнитных полюсов в железе ? Для своего мотора нашёл в продаже железо 0.27мм толщиной, оно с кремнием 3 - 4.5 % Марку точно не скажу, так как их очень много, и а я в них вообще не соображаю. Частота железа зависит от его толщины, или сплава ?
Если железо по частоте не вывезет, оно будет греться и падать КПД ? И что с оборотами вращения будет, они упрутся в потолок по железу, и дальше только потери, или обороты будут расти, но не эффективно ?  Подскажите пожалуйста.   

[Алексей Вудайс]

Немного о статоре который в планах сделать :
При производстве статора очень не выгодно рубить железо из листа, в виде полностью готового статора (после рубки лишь
остаётся набрать его толщину пакетом). Что если сделать сегменты и скрутить их шпильками через стекло-пластиковые
изоляторы, а базировать на двух кольцах, через которые стягивать шпильками. Сегмент выбрал на 3 зуба, это ширина одной
фазы. Думаю, а что если разделить вот так фазы (как на фото ниже), не будут ли они лучше работать, фазы южные в момент работы не будут связаны с фазами северными, или как оно там называется. То есть у каждой фазы будет свой магнитопровод, между фазами проложить тонкий диэлектрик. А в случае с
заводским, все фазы мотаются на цельный кусок железа (цельный слоёный бублик) , вот и интересно не мешает ли это работе, а если и мешает, то на сколько сильно ? И имеет ли право на жизнь сегментный статор ?
На фото фазам присвоены цвета: оранжевый, зелёный и жёлтый. Напомню что диаметр статора 395мм и толщина 100мм.
Получается, что при таком размере не рационален пакет из цельного тора, так как на листе торы лягут не компактно, и ещё к этому останется сердцевина в виде обрезков.

Вот так выглядят сегменты, и вот так компактно можно расположить на листе перед резкой:

Кстати прикинул вес одного набранного сегмента, он представлен как цельный кусок, и он уже весит 3.3 кг (то есть вес лака для изоляции пока что в расчёте нету, с учётом лака сегмент будет немного легче).

Получается вес мотора будет примерно около 60-80 кг ! Если не больше.

[edw123]

Частота железа зависит от его толщины, или сплава ?
Если железо по частоте не вывезет, оно будет греться и падать КПД ? И что с оборотами вращения будет, они упрутся в потолок по железу, и дальше только потери, или обороты будут расти, но не эффективно ?  Подскажите пожалуйста.

1. Зависит. Разбиение на зубья-сектора тоже должно вносить потери - обычно магнитопровод стараются сделать целиковый.
2. Сначала замедлятся, а потом и расти перестанут если раньше не сгорит.

[Алексей Вудайс]

1. Зависит. Разбиение на зубья-сектора тоже должно вносить потери - обычно магнитопровод стараются сделать целиковый.
2. Сначала замедлятся, а потом и расти перестанут если раньше не сгорит.

Понял, спасибо вам ! Если действительно на разделённом статоре будут потери, то это печально. Хотя в яндекс картинках видел сегменты статора, но то был не мотор а скорее всего генератор или что то связанное с тяжёлыми машинами, может даже электростанция...

[edw123]

Понял, спасибо вам ! Если действительно на разделённом статоре будут потери, то это печально. Хотя в яндекс картинках видел сегменты статора, но то был не мотор а скорее всего генератор или что то связанное с тяжёлыми машинами, может даже электростанция...

Потери будут, но вообще и стараются делать сплошное железо. Хотя например почти все трансформаторы, кроме торов, составные и ничего. Так что это не фатально, но и не идеал.

[kor]

Вот заводской мотор:

Может быть указанные 10 это у него не полюсов а пар полюсов, т.е. 20 полюсов.
Параметры подозрительные, если из данных номинальной мощности и момента посчитать номинальные обороты то будет 140000*9.55/500=2674об/мин (а указаны 3400 )

[kor]

То есть у каждой фазы будет свой магнитопровод, между фазами проложить тонкий диэлектрик.

Не надо диэлектрика между сегментами, наоборот чем меньше зазор тем лучше, еще как вариант соединять сегменты с перехлестом "в перекрышку" (для штучного производства), как в старых трансформаторах, сделав  сегменты 2-х разных форм.

[kor]

нашёл калькулятор онлайн, который меня слегка запутал

Можете ссылку дать на него?
Форму зуба, размеры A и B как-то расчитывали? Обычно ширина зуба расчитывается под рабочую индукцию и делается постоянной, а паз сужающимся.

[edw123]

Не надо диэлектрика между сегментами, наоборот чем меньше зазор тем лучше, еще как вариант соединять сегменты с перехлестом "в перекрышку" (для штучного производства), как в старых трансформаторах, сделав  сегменты 2-х разных форм.

Количество воздушных зазоров это не уменьшает, разве что немножко разносит по объёму, а сборка здорово усложняется.

[kor]

Количество воздушных зазоров это не уменьшает,

Это дает возможность силовым линиям "обходить" торцевой воздушный зазор через боковые межпластинные большей площади и меньшей величины, т о уменьшая критичность к малости торцевого зазора.
Можно еще прошлифовать торцы, стянуть применяя спец ферроклей, затем проварить край, но всю правильную геометрию сохранить проблемно вероятно будет.

[edw123]

Это дает возможность силовым линиям "обходить" торцевой воздушный зазор через боковые межпластинные большей площади

Между ними тоже воздушный зазор иначе зачем разбивать на пластины. В итоге от наборных трансов практически полностью отказались.