Электрическая вихревая турбина "Торнадо"

[QULIBIN]

Литцендрат. Но он ничем принципиально не лучше рукотворной многожильной косы, кмк.

Сложно представить, как кто-то мотает 640 жил по 0,1 мм в косу, вручную))

[QULIBIN]

Если контроллер настраиваемый можно попробовать ограничить фазный ток 60А.

Греется. Меньше, дольше, но всё равно неприемлемо сильно, как я считаю. Через 15-20 сек рука уже не терпит. И теперь ещё и на максимальные обороты не выходит, почему-то, с уменьшением тока...(

Кстати, кто знает, какое должно быть правильное значение фазового сдвига в моём случае? (второй пункт сверху, после положения холлов)

[edw123]

Сложно представить, как кто-то мотает 640 жил по 0,1 мм в косу, вручную))

Сложно. По 10 жил вроде мотают без проблем. 640 - это наверное не хуже, если готовая. "С другого конца" мотают вообще фольгой или плоским проводом с шириной по зубу. Не те же частоты, чтобы так сильно опасаться скинэффекта. Но и не хуже, да.

[QULIBIN]

Сложно. По 10 жил вроде мотают без проблем. 640 - это наверное не хуже, если готовая. "С другого конца" мотают вообще фольгой или плоским проводом с шириной по зубу. Не те же частоты, чтобы так сильно опасаться скинэффекта. Но и не хуже, да.

Я планировал крутить свой мотор до 20-30 тыс об/мин. Из этих соображений и лиТцендрат и керамические подшипники. А теперь, вот, хочу хотя бы 8-10 тыс об/мин получить для испытаний. Сегодня еще и срыв синхронизации добавился на ровном месте, ни с того, ни с сего.
Сижу, думаю, может переконфигурировать мотор с 12N8P на 6N8P... До конца не понимаю, какие изменения это может дать, то возможно отношение размера магнита (30 мм) к катушкам (сейчас 20 мм) изменится. Да и на каждой соседней паре будет по 12 витков, получается.

Ещё такой момент присутствует. При замыкании фаз - ротор вращается также, как и без их замыкания.

А может, замкнуть поле сердечников снаружи? Обернуть в пару колец по 2-3 слоя ЭТС снаружи? Тогда, при вращении с замкнутыми фазами точно будет торможение ротора. Только, что это даст в реальности, для мотора?

При этом, когда мотор работает от авимодельного контроллера 100A (АКБ 42V), то выдаёт высокие обороты (5-6 тыс об/мин), достаточную мощность, без срыва синхронизации (холлов нет), но как уже не раз писал - греется сильно и быстро. Однако! При первом пуске турбины от велосипедного контроллера 42V 50A, на старых катушках и старом роторе, турбина не грелась практически вообще (20-40С). Ниже цитирую ссылку на тот первый пуск.

Осуществил первый пуск. Результатами очень доволен, крутит уверенно, с высоким моментом. Для теста использовался китайский noname контроллер номиналом 42V/50A.

[QULIBIN]

Поделюсь мыслями:

Могу предположить, что авиамодельный контроллер крутит мой мотор на максимум тока. Не понимаю, почему так.

В моменте, подключаю его родной мотор на 3 кВт / 100 kv / 24n28p, и тот на холостом ходу не нагревается больше 20-30С.

Тут же подключаю свой мотор, крутит быстро, но горячо. Наверное, грузит все свои номинальные 100А. Вероятно, этот контроллер для моего мотора не подходит. Катушки огромные, их всего 12, магниты тоже большие и гораздо более мощные (раз в 20), 4 пары полюсов. С другой стороны, этот же контроллер прекрасно работает с моим аксиальным мотором «Ромашка», сделанным по схеме 6N8P. Аксиальный мотор при этом выдаёт 6-7 тыс об/мин, и почти не греется.

Планирую снова съездить к своему товарищу, у которого тогда делал первый пуск. Теперь тест будет уже с новым ротором и новыми катушками. Может, алгоритм работы мотора решает...

[Blik86]

Вероятно, этот контроллер для моего мотора не подходит. Катушки огромные, их всего 12

У вас каждая катушка расположена в короткозамкнутом витке. Нет смысла надеяться на адекватную работу на высоких оборотах пока вы от этого не избавитесь.
Вы поймите, не только вращающийся ротор наводит токи в алюминии, это делают и обмотки. При этом через них херачат бесполезные токи которые греют и обмотки и контроллер.
Воткните 50 герцовый трансформатор  в розетку, какой он будет брать ток?.... Около никакой. А если его вторичную обмотку замкнуть накоротко...?
Вот у вас в моторе эта дичь нашла воплощение.

[QULIBIN]

У вас каждая катушка расположена в короткозамкнутом витке. Нет смысла надеяться на адекватную работу на высоких оборотах пока вы от этого не избавитесь.
Вы поймите, не только вращающийся ротор наводит токи в алюминии, это делают и обмотки. При этом через них херачат бесполезные токи которые греют и обмотки и контроллер.
Воткните 50 герцовый трансформатор  в розетку, какой он будет брать ток?.... Около никакой. А если его вторичную обмотку замкнуть накоротко...?
Вот у вас в моторе эта дичь нашла воплощение.

Ну так большинство электродвигателей в алюминиевых корпусах. Работают прекрасно. У меня очень большие сомнения в том, что проблема в корпусе статора. Просто, хотя бы потому, что стенки между катушками очень тонкие, 1-4 мм. Собирая такой статор я изучал тему с вихревыми токами и понимал протекающие процессы. Это не случайный выбор решения, поймите. Я конечно допускаю, что подобное решение может вносить свой вклад в общую работу, но о фатальных токах Фуко речи не идёт.

Я же специально привел пример первого пуска, когда мотор работал длительное (порядка 5 мин) время, на очень существенных скоростях (4,6 тыс об/мин) и не грелся вообще, при 30-50А на 42V.

[edw123]

Воткните 50 герцовый трансформатор  в розетку, какой он будет брать ток?.... Около никакой.

Ну не совсем так. Маленькие трансы довольно быстро и на хх нагреваются - всё на целевых компромисах.
Может и у этого мотора не бояться нагрева на хх, всё таки нормальный сердечник увеличивает индуктивность. Оно конечно понизит итоговую мощность, но позволит быстро крутить.

[Blik86]

Собирая такой статор я изучал тему с вихревыми токами и понимал протекающие процессы.

Что то недопоняли.

Просто, хотя бы потому, что стенки между катушками очень тонкие, 1-4 мм

Толщина стенки тут вторична. Проблема не том мизере, что наводится и течет в самой перемычке, а в том что наводится и течет вокруг катушки (через две перемычки и торцы статора). У вас физически в каждой обмотке есть дополнительный короткозамкнутый  виток охватывающий все поле обмотки и имеющий околонулевое сопротивление (сечение перемычки под 6мм2). Пилите перемычки или торцы.

Ну так большинство электродвигателей в алюминиевых корпусах.

У этого большинства поля замыкаются через шихтованное железо и не пронизывают короткозамкнутые кольца.

[Blik86]

Я же специально привел пример первого пуска, когда мотор работал длительное (порядка 5 мин) время, на очень существенных скоростях (4,6 тыс об/мин) и не грелся вообще, при 30-50А на 42V.

Это вообще не показатель. Даже незначительные отличия в алгоритмах и настройках контроллеров может менять кардинально все. Более низкая частота шим в купе с КЗ витками может приводить к значительным пульсациям фазных токов и потерям близким к работе на частоте ШИМ. При питании синусом фронты более пологие чем у трапеции... неправильное определение параметров мотора.... Существует куча малозначимых факторов переворачивающих все при встрече с кривыми моторами.

[Blik86]

Маленькие трансы довольно быстро и на хх нагреваются - всё на целевых компромисах.

Под нагрузкой они греются быстрее, а при КЗ они ГОРЯТ!!! Так как все в них вошло в них же и остается, а не уходит в нагрузку или обратно в сеть.

[QULIBIN]

Что то недопоняли.Толщина стенки тут вторична. Проблема не том мизере, что наводится и течет в самой перемычке, а в том что наводится и течет вокруг катушки (через две перемычки и торцы статора). У вас физически в каждой обмотке есть дополнительный короткозамкнутый  виток охватывающий все поле обмотки и имеющий околонулевое сопротивление (сечение перемычки под 6мм2). Пилите перемычки или торцы.У этого большинства поля замыкаются через шихтованное железо и не пронизывают короткозамкнутые кольца.

Понял Вас. Скорее, соглашусь с Вашими доводами. Полагаю, что герметичная карбоновая втулка, которая отделяет ротор от статора также вносит свои вихревые токи. Надо было делать из стеклоткани....

Но есть одно бюрократическое НО, для меня, в данном, конкретном случае.
Распилить прямо здесь и сейчас я уже не успеваю, т.к. заново расклеивать и разбирать статор уже не получится. Поскольку это прототип, то статор (карбон + алюминий) сцеплены намертво. В том числе, очень плотная посадка вала в керамические подшипники, которые при разборе с усилием, могут сломаться, чего бы очень не хотелось. Я, скорее, готов рискнуть обмоткой, нежели дорогущими подшипниками, которые сейчас так просто не купить из-за проблем с оплатой в Китай. Поэтому, хотелось бы услышать Ваш совет, в части грядущего испытания на большой воде. В данном, конкретном случае, я планирую залить статор снаружи (между корпусом из PETG и мотором/катушками) силиконовым двух-компонентным теплопроводным, электроизоляционным компаундом STEP T8.

Как Вы считаете, достаточно ли будет эффективным, в данном случае, отвод тепла в воде, чтобы мотор не сгорел?

Меня не сильно беспокоит этот момент, как факт. Потери тоже мало беспокоят именно в этом тесте, т.к. в части эффективности буду работать дальше. Просто, хотелось бы понять тягу мотора, протестировать новую крыльчатку и выпускные сопла двух разных типов. А уже после, я соберу новый статор (есть подготовленные комплектующие).

[Blik86]

Полагаю, что герметичная карбоновая втулка, которая отделяет ротор от статора также вносит свои вихревые токи. Надо было делать из стеклоткани....

Если вы про бандаж ротора, то магнитные поля в нем условно постоянны. Даже если его делать не намоткой нити фатального влияния быть недолжно, у карбона посредственная проводимость.

Поэтому, хотелось бы услышать Ваш совет, в части грядущего испытания на большой воде.

Может стоит начать как есть в ванне?

Как Вы считаете, достаточно ли будет эффективным, в данном случае, отвод тепла в воде, чтобы мотор не сгорел?

Сложно сказать. Должно хватить теплоемкости что бы мгновенно не сгорало. Так что вклейте туда копеечный термодатчик и просто следите за температурой обмоток.
Я бы за контроллер переживал. Если он без нагрузки перегревается, то на воде ему может очень быстро поплохеть. Так что начните с  малых фазных токов и постепенно  поднимайте   следя за нагревом.

[QULIBIN]

Если вы про бандаж ротора, то магнитные поля в нем условно постоянны. Даже если его делать не намоткой нити фатального влияния быть недолжно, у карбона посредственная проводимость.

Нет, я про перегородку тоннеля между статором и ротором (её видно на видео с ржавым мотором после первых тестов). Внутри алюминиевой клетки вклеена карбоновая втулка, с толщиной стенки 0,6 мм. Катушки упираются в эту втулку, чтобы выдержать зазор не более 1 мм между ротором и статором, и чтобы статор был герметично отделён от вращающегося ротора, т.к. и внутри него будет поток воды (он же крыльчатка), и полагаю часть воды, конечно будет в этом зазоре (что не очень плохо, учитывая эффект охлаждения). Но суть я понял, не особые вихревые токи с этой втулке.

Может стоит начать как есть в ванне?

Ну да, разумеется, сначала в ванне, как и прошлую итерацию. Вот, кстати, нашёл несколько видео с тестами и после. За лексикон стыдно, снималось для своих, но в целом суть видна.

Сложно сказать. Должно хватить теплоемкости что бы мгновенно не сгорало. Так что вклейте туда копеечный термодатчик и просто следите за температурой обмоток.
Я бы за контроллер переживал. Если он без нагрузки перегревается, то на воде ему может очень быстро поплохеть. Так что начните с  малых фазных токов и постепенно  поднимайте  следя за нагревом.

Датчик температуры уже стоит. Просто пока нечем снимать с него показания, т.к. на мотоциклетном контре Lingbo нет выхода под него, да и не работает он почему-то теперь с мотором, срыв синхронизации, хотя холлы стоят корректно. Сейчас тестирую по 10 сек на авиамодельном XAG (42V 100A)/ На нём и холлов нет, и обороты существенно выше. И к слову, я хочу его тоже залить гермоизолирующим теплопроводным компаундом (STEP T8), чтобы вместе с турбиной погружать его в воду и таким образом охлаждать. Весь вопрос только в том, чтобы тепло успевало отводиться.

[edw123]

Ну да, разумеется, сначала в ванне, как и прошлую итерацию.

Что с тягой получается?

[QULIBIN]

Что с тягой получается?

Не успел замерить ещё. Во-первых не было тензодатчика. Во-вторых изначально была выбрана неправильная конструкция ротора, которая работала неэффективно и некорректно. Поэтому, прежде ставить движитель на стенд, я решил закончить со сборкой правильной конструкции и разобрал первую итерацию, заменив подшипники на керамику, а моножильную обмотку 1,18 мм на литц 6 мм2. Пока, как показывает практика, у меня это не получается, в полной мере (паразитный нагрев). Вдобавок, у меня пока нет нормального контроллера. Планирую, при возможности, для первых тестов купить VESC 75100. Впоследствии Nucular F24. Но пока, за неимением горничной, еб*м дворника.
Но я уже купил направляющие на линейных подшипниках, для стенда. Дейдвуд, для крепления турбины (в сборе) на транец стенда или лодки.
Но отвечая на Ваш вопрос по простому - тянет нормально, даже, неожиданно мощно. Даже с вентиляционным сужением 120-100 мм)) А сейчас у меня уже готово сопло Лаваля, со спрямляющим аппаратом и сужением выпускного канала до 38 мм. Поэтому и важно избавиться от перегрева статора, т.к. продавливая такое давление реактивной струи, мотор будет в напряге. Вент сужение, которое на видео, вырывало давлением трижды. Еле закрепил черным армированным скотчем так, чтобы продержалось хотя бы для записи видео первого испытания.

[Blik86]

Внутри алюминиевой клетки вклеена карбоновая втулка, с толщиной стенки 0,6 мм.

Что мешает зажать мотор в токарник и сделать проточку в середине мотора до этого карбона  (перерезать перемычки)?

Просто пока нечем снимать с него показания,

По красоте всегда успеете сделать. Вклейте готовый цифровой термометр за 200р, на поиграться хватит.

[QULIBIN]

Что мешает зажать мотор в токарник и сделать проточку в середине мотора до этого карбона  (перерезать перемычки)?По красоте всегда успеете сделать.

Ничего не мешает, кроме опасения потерять жесткость конструкции. Ведь, после этого пропила статор будет тупо распилен пополам и вся жесткость будет обеспечена только этой полумиллимитровой втулкой. В любом случае, соглашусь, что стоит подумать об этом ещё тщательнее до того, как окончательно собрать и залить мотор в корпусе.

Вклейте готовый цифровой термометр за 200р, на поиграться хватит.

Это не имеет смысла, т.к. у меня уже вклеен датчик DS1820. Лучше уж, докупить дисплей индикатор, выносной.