Мотор-колесо. Обмотки статора.

[Alex_Soroka]

картинки - я имел в виду илюстрации, поясняющие рассуждения о зазоре и прохождении магнитного потока, почему на краях наконечника он не работает.Понятно, что за пару минут не нарисовать, но если есть модели, то такие картинки могут найтись.

Вы хотите чтобы я за свои деньги проведенные мат.моделирования и ПО-пакеты моделирования выложил вот просто так, чтобы вы глубокомысленно рассуждали что и как мне еще надо делать ? ...

"Рассуждения о зазоре" - прочитайте учебник по эл.машинам - там практически все разжевано, это раз - а два - машина может работать и при зазоре в 6мм - но тогда нужны смециальные способы и средства для концентрации магнитного поля в полюсах, чтобы и в этом мегазазоре создать поле в 0.6Тесла хотя-бы... почитайте про "вентильно-реактивные" моторы - вообще-то это наше будущее сейчас для них делают готовые контроллеры (микросхемы) к которым только мощный выходной каскад надо.

Вентильно-индукторные двигатели, по заявлению ряда ведущих специалистов и фирм, весьма перспективны. Но двигатель с постоянными магнитами на роторе будет иметь по крайнем мере вдвое меньшие габариты, чем вентильно-индукторный "классический" при одинаковой мощности...

читаем:
http://www.kaskod.ru/ru/motorsrm/srm_article02.php
"моментный с внешним ротором" - это наше будущее в МК-строении.
но лучше - "обращенный" с первого рисунка - "с внутренним ротором" который - если ротор сделать внешним.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C
обратите внимание на его обмотки.


Особо обращаю внимание:
[b-b]Практически достижимый КПД вентильного реактивного электродвигателя/генератора мощностью 1 КВт может доходить до 90 % в диапазоне 5-10-кратной перестройки частоты вращения. КПД более мощных электрических машин может достигать 95-98 %.[/b-b]

ВРД часто путают с [b-b]синхронным реактивным электродвигателем (СРД)[/b-b], обмотки якоря которого питаются [b-b]синусоидально изменяющимися напряжениями[/b-b] без обратной связи по положению ротора. СРД имеет низкий КПД, который не превышает 50 % для маломощных электродвигателей и до 70 % для мощных электрических машин.
...

так вот - говоря проще - МК имени китая это синхронный реактивный электродвигатель только с датчиком обратной связи по положению ротора - и "контроллер" его питает [b-b]синусоидально изменяющимися напряжениями[/b-b] - на самом деле "квадратами" "синусоидального" напряжения
так что не обижайтесь что колесо "не тянет" - оно и не должно - по определению...

Китайцев я люблю - но они в школе эектротехнике плохо учились

[b-b]Эмоции ОN:[/b-b]
Вы все почему-то зашорены на том что вам скармливает кто-то   НИКТО из вас, тут живущих не хочет анализировать суть природы электродвигателей и решений которые вы "имеете в ощущениях" ...
ПРОСТОЙ ВОПРОС: А ПОЧЕМУ применяется электропривод именно ТРЕХФАЗНЫЙ ? в том числе в МК ? а ларчик-то просто открывался.
И не для нас этот ларчик делался вообще-то - а...

...а потому что в далекие времена возникла у ПРОМЫШЛЕННОСТИ реальная потребность получить РЕГУЛИРУЕМЫЙ асинхронный(!) электродвигатель. Подумали инженеры, и применили датчик положения и микроконтроллер, который следил за датчиком и менял частоту подачи "квадратных синусоид".
И увидели инденеры что это шорошо, и стали они масштабировать это решение - от сотен ватт до десятков киловатт, а потом пришли китайцы и решили сделать на этом бизнес - НЕ ПОДУМАВ что это "накатанное" решение не является САМЫМ ЛУЧШИМ как по моменту так и по КПД и энергетике...

Вот как все было НА САМОМ ДЕЛЕ !
[b-b]Эмоции ОFF:[/b-b]

[Leka]

Уважаемый Alex_Soroka, никто не пытается из Вас выудить надурняк знания честно, в трудах Вами добытые. Вам решать, что из этого багажа выложить, а что нет.
"Electrotransport.ru - форум для самодельщиков и любознательных " и не всегда здесь профессионалы-специалисты, поэтому и задаются такие вопросы.
Утрированный пример: ко мне приходит сосед и просит рассказать (не сделать!) как раскрутить батарею отопления, я надуваю щеки и говорю, что знаю, но не скажу.Пожайлуста без обид, это тольлко пример, а не намек. Я, кстати, не сантехник.
Спасибо за Ваши указки-ссылки, попробую ими воспользоваться.
      Еще возник вопрос.На этой ветке обсуждается, как выдавить из имеющегося мотора большую мощность. А как определить, это в принципе можно? [b-b]Как посчитать (прикинуть) габаритную мощность железа.[/b-b] Если бы речь шла об отечественном аппарате, вопрос бы и не возник.Там обычно 2-3кратный запас.Китайцы же готовы, как кто-то здесь подчеркнул, "удавиться за цент", поэтому и железо может быть набрано впритык.Пример - трансформатор. Чем большую хочешь снять мощность, тем больше должна быть площадь сердечника, должно быть положено определенное количество и качество меди. Китайцы же около 10% меди для себя сберегают, отсюда при ПВ 100% их транаы сильно греются и часто просто сгорают.Так что есть сомнения по поводу железа

[Creator]

Уважаемый Alex_Soroka, никто не пытается из Вас выудить надурняк знания честно, в трудах Вами добытые. Вам решать, что из этого багажа выложить, а что нет.
"Electrotransport.ru - форум для самодельщиков и любознательных " и не всегда здесь профессионалы-специалисты, поэтому и задаются такие вопросы.
Утрированный пример: ко мне приходит сосед и просит рассказать (не сделать!) как раскрутить батарею отопления, я надуваю щеки и говорю, что знаю, но не скажу.Пожайлуста без обид, это тольлко пример, а не намек. Я, кстати, не сантехник.
Спасибо за Ваши указки-ссылки, попробую ими воспользоваться.
      Еще возник вопрос.На этой ветке обсуждается, как выдавить из имеющегося мотора большую мощность. А как определить, это в принципе можно? [b-b]Как посчитать (прикинуть) габаритную мощность железа.[/b-b] Если бы речь шла об отечественном аппарате, вопрос бы и не возник.Там обычно 2-3кратный запас.Китайцы же готовы, как кто-то здесь подчеркнул, "удавиться за цент", поэтому и железо может быть набрано впритык.Пример - трансформатор. Чем большую хочешь снять мощность, тем больше должна быть площадь сердечника, должно быть положено определенное количество и качество меди. Китайцы же около 10% меди для себя сберегают, отсюда при ПВ 100% их транаы сильно греются и часто просто сгорают.Так что есть сомнения по поводу железа

в мотор-колесах как минимум двухкратный запас и по железу и по проводам. экспериментально доказано.

[Leka]

в мотор-колесах как минимум двухкратный запас и по железу и по проводам. экспериментально доказано.

Мне хотелось бы знать, как это посчитать

[Leka]

Допустим есть предварительный (упрощенный ) расчет трансформатора.Вот на этом оценочном уровне хотя бы и посчитать железо для МК.Понимаю, что в случае с МК будет посложнее

[Alex_Soroka]

Уважаемый Alex_Soroka, никто не пытается из Вас выудить надурняк знания честно, в трудах Вами добытые. Вам решать, что из этого багажа выложить, а что нет.

так вот - я вам всем сообщил ВЫВОДЫ которые вытекают из моих исследований, а вы начали обижаться что я что-то утаиваю
я написал и нарисовал что именно надо улучшать в колесе.

Еще возник вопрос.На этой ветке обсуждается, как выдавить из имеющегося мотора большую мощность. А как определить, это в принципе можно? [b-b]Как посчитать (прикинуть) габаритную мощность железа.[/b-b]

на этот вопрос я ответил тут:

https://electrotransport.ru/index.php/topic,583.msg6238.html#msg6238

[i]

Допустим есть предварительный (упрощенный ) расчет трансформатора.Вот на этом оценочном уровне хотя бы и посчитать железо для МК.Понимаю, что в случае с МК будет посложнее

Посложнее. Трансформаторы рассчитываются по "приведённым" формулам (частота 50Гц, средние значения длинны магнитной линии, индукция трансформаторной стали и пр.). Если брать исходные формулы (с мю и прочими "вкусностями") можно рассчитать все что угодно. Но все равно потребуются некоторые исходные данные по железу. Его проницаемость, индукция насыщения. Эти данные нигде не найти (подозреваю, что они будут разными от мотора к мотору).
Можно снять эти характеристики экспериментально.
На одну обмотку статора (без ротора) подать регулируемый ток, с помощью простого гауссметра измерять магнитное поле на полюсе получившегося электромагнита. Пока с ростом тока растёт и магнитное поле - все нормально, ток приемлемый. Но при некотором значении тока магнитное поле перестанет изменятся, это наступает насыщение железа, т.е. такой (или больший) ток нет смысла подавать.
Максимальный ток ограничивает ещё и сила магнитов. Это ограничение тоже можно измерить. в собранном моторе на одну обмотку подать регулируемый ток. Заметить показания встроенных датчиков. Повышать ток до момента когда один из датчиков переключиться (при неподвижном моторе). Это будет означать что магнитное поле статора пересилило магнитное поле постоянных магнитов ротора. При таких токах мотор будет работать со сбоями, так как датчики будут врать.
Ну и третий ограничивающий фактор - обмотка. Какой ток она может выдержать без вреда для своего здоровья.
За максимальный ток для мотора надо брать наименьший ток из измеренных. А тут уже и до мощности не далеко.

[Alex_Soroka]

Допустим есть предварительный (упрощенный ) расчет трансформатора.Вот на этом оценочном уровне хотя бы и посчитать железо для МК.Понимаю, что в случае с МК будет посложнее

"упрощенный расчет" вам не поможет. Надо моделировать магнитную цепь и поле в зазорах и магнитопроводе, чтобы видеть где и что улучшать.

[b-b]рекомендую Интернет как источник знаний [/b-b]

"Моделирование и расчет электродвигателей и электрогенераторов"
К.В. Мякушев.
motor.zip 1098 Kb (doc, zip)
http://www.cadfem.ru/gallery/ours/doc/motor.zip

Как самому рассчитать и сделать электродвигатель
http://nehudlit.ru/books/detail8383.html

как происходит процесс проектирования:
http://www.sapr.ru/article.aspx?id=7289&iid=297

[Creator]

в мотор-колесах как минимум двухкратный запас и по железу и по проводам. экспериментально доказано.

Мне хотелось бы знать, как это посчитать

а чего считать? ездили на электровелосипеде при 60 В, контроллер грелся сильно. мотор-колесо еле теплое. вот и весь подсет.
практика она и есть практика

[Leka]

Допустим есть предварительный (упрощенный ) расчет трансформатора.Вот на этом оценочном уровне хотя бы и посчитать железо для МК.Понимаю, что в случае с МК будет посложнее

"упрощенный расчет" вам не поможет. Надо моделировать магнитную цепь и поле в зазорах и магнитопроводе, чтобы видеть где и что улучшать.

[b-b]рекомендую Интернет как источник знаний [/b-b]

"Моделирование и расчет электродвигателей и электрогенераторов"
К.В. Мякушев.
motor.zip 1098 Kb (doc, zip)
http://www.cadfem.ru/gallery/ours/doc/motor.zip

Как самому рассчитать и сделать электродвигатель
http://nehudlit.ru/books/detail8383.html

как происходит процесс проектирования:
http://www.sapr.ru/article.aspx?id=7289&iid=297

Ок. Я не обижался, я Вас боялся обидеть.И потом хотелось бы знать не только ЧТО улучшать, но и ПОЧЕМУ.
Второй источник уже изучал, информация оттуда еще "не устаканилась", поэтому еще не знаю как это поможет в контексте МК.

[Leka]

в мотор-колесах как минимум двухкратный запас и по железу и по проводам. экспериментально доказано.

Мне хотелось бы знать, как это посчитать

а чего считать? ездили на электровелосипеде при 60 В, контроллер грелся сильно. мотор-колесо еле теплое. вот и весь подсет.
практика она и есть практика

То что МК еле теплое - не показатель, я думаю. Его корпус-хороший теплоотвод.Что внутри его замкнутого объема без датчика температуры - не скажешь.

[Alex_Soroka]

хотелось бы знать не только ЧТО улучшать, но и ПОЧЕМУ.

...странный вы человек...

вот расскажите мне - вот как вы собираетесь "упрощенными методами" понять как распределяется сложное магнитное поле - например такое:


вы понимаете вообще, что ЭФФЕКТИВНАЯ эл.машина сейчас невозможна в построении без МОДЕЛИРОВАНИЯ и поиска самых лучших решений на основе мат.моделирования ? извините - вопрос: у вас есть высшее образование ? в какой области ?

[i]

-1 за вопрос. (неужели вам это интересно?)
Картина распределения магнитных линий красивая. На орангутанга похожа. Только что она дает?
Проблема CAD-ов в том, что 90% усилий уходит на борьбу с самим CAD-ом. Все ему "объясни, покажи, да дай попробовать". Когда модель пропустила ток 10А через диод Д9 и тот "не пискнул", я очень сильно засомневался в корректности моих выводов. Что бы CAD-ы приносили пользу, необходимо очень сильно разбираться как в самом CAD-е, так и в предмете моделирования. Иначе идеальная модель превратится в реальный кошмар.

[Leka]

высшее образование есть:автоматизация и комплексная механизация производственных процессов, специализация - управляющая электроника. Дело не в этом, можно не иметь высшее и многим его имеющим дать немалую фору.
Действительно, мне, не имеющего опыта работы в этой области и с этим инструментом, разобраться не то что сложно, а просто невозможно, да ещё и скартинкой выхваченной из контекста.
Если я провожу какой-то эксперимент, то я знаю его условия, наличный инструмент и его возможности и знаю (или предполагаю) результат. Поэтому в результатах эксперимента разобраться не сложно, но если я выхвачу фрагмент, дам его Вам с тем же уровнем описания, что у Вас, то и результат будет соответствуюший, опять  таки если Вы не спец в той области, в которой проводился эксперимент.
Это и есть причина, по которой я просил объяснить на популярном уровне бе серьёзных математических выкладок. Потому что я не спец в моторостроении, но мне это интересно.
А вообще  изначально мне хотелось разобраться, что с магнитами у ruma.
То , что Вы предлагали обратить внимание на катушки (ссылка на википедию), имелись ввиду концентраторы на наконечниках? Там на картинке наконечник имеет все-таки башмакообразный вид, а не прямой, как Вы предлагаете.

[Alex_Soroka]

Что бы CAD-ы приносили пользу, необходимо очень сильно разбираться как в самом CAD-е, так и в предмете моделирования. Иначе идеальная модель превратится в реальный кошмар.

золотые слова ! сложными проблемами должны заниматься ПРОФЕССИОНАЛЫ в этой области, а крики "да я щас тут все сделаю в 5 раз лучше!" только раздражают
Поверьте - электротехника наука консервативная, сейчас прогресс возможен только в части "умного управления" и оптимизации магнитных полей.

У меня на столе лежит "итоговый документ" по моей разработке - так вот там пришлось 5 разных схем моделировать - и на все схемы делать модель и "играться" параметрами и смотреть как будет вести себя магнитное поле - где будет пересыщение железа и на каких режимах(частоте). И из 5 всего одна схема дала примерно требуемое...

без обид, ладно ? 

[b-b]Leka[/b-b] вы вот возьмите и хотя-бы по методичке ВУЗА разработайте любой электромотор - вы тогда поймете меня когда "циклом" будетет пересчитывать куски расчетов из-за того что то провод не того диаметра, а именно вашего диамера промышленность не выпускает, или насыщение наступает раньше чем нужная мощность достигнута и т.п. - вот после этого вы совсем по-другому разговаривать будете на тему "улучшения моторов"

А вообще  изначально мне хотелось разобраться, что с магнитами у ruma.

а что с магнитами ? если у него NdFeB - то там "точка Кюри" на 180С - никто вам не ответит насколько он перегрел магниты... Стойкость эпоксидки и "красного" закрепителя резьбы - примерно 220С ... мерять "гаусометром" - не знаю насколько удачная идея... проверить все просто - колесо едет так-же - значит магниты в норме. Сделать "перемагничиватель" - не такое сложное дело:
http://imlab.narod.ru/M_Fields/Magn_Equip/Magn_Equip.htm

википедию), имелись ввиду концентраторы на наконечниках? Там на картинке наконечник имеет все-таки башмакообразный вид, а не прямой, как Вы предлагаете. 

"башмак" - это из области генераторов и мотров КЛАССИЧЕСКОЙ схемы. У нас-же ВЫСОКОМОМЕНТНЫЙ мотор - ему это НЕ ПОДХОДИТ.
Иными словами (устал я уже это повторять) - Китайцы просто ОДИН РАЗ разработали СТАНДАРТНЫЙ АСИНХРОННЫЙ трехфазный двигатель, а к нему приделали классическую схему управления - "как у больших". То что получилось - продают массово и задешево.
Но это НЕ оптимальное решение для ВЫСОКОМОМЕНТНОГО мотора !
Вентильно-реактивные ПОТОМУ и имеют лучшие параметры, что в них магнитное поле в зазоре сильнее (в том числе).

[Leka]

Что бы CAD-ы приносили пользу, необходимо очень сильно разбираться как в самом CAD-е, так и в предмете моделирования. Иначе идеальная модель превратится в реальный кошмар.

золотые слова ! сложными проблемами должны заниматься ПРОФЕССИОНАЛЫ в этой области, а крики "да я щас тут все сделаю в 5 раз лучше!" только раздражают
Поверьте - электротехника наука консервативная, сейчас прогресс возможен только в части "умного управления" и оптимизации магнитных полей.

У меня на столе лежит "итоговый документ" по моей разработке - так вот там пришлось 5 разных схем моделировать - и на все схемы делать модель и "играться" параметрами и смотреть как будет вести себя магнитное поле - где будет пересыщение железа и на каких режимах(частоте). И из 5 всего одна схема дала примерно требуемое...

без обид, ладно ? 

[b-b]Leka[/b-b] вы вот возьмите и хотя-бы по методичке ВУЗА разработайте любой электромотор - вы тогда поймете меня когда "циклом" будетет пересчитывать куски расчетов из-за того что то провод не того диаметра, а именно вашего диамера промышленность не выпускает, или насыщение наступает раньше чем нужная мощность достигнута и т.п. - вот после этого вы совсем по-другому разговаривать будете на тему "улучшения моторов"

Во-первых, я ни от одного участника форума не видел реплик типа "да я щас тут все сделаю в 5 раз лучше!".
Во-вторых, я прекрасно знаю, и не понаслышке, что такое процесс проектирования и тон моих постов больше вопросительный чем назидательный, но когда я по вузовской методичке что-нибудь рассчитаю, то обогащенный новыми знаниями и опытом конечно же разговаривать буду по-другому.
Тут  на форуме, рассчитанного на энтузиастов-любознательных-самодельщиков, было пару вопросов на тему как сделать самому МК, так вот уровень ответов (в принципе справедливых) или их отсутствие вообще способны вообще убить этот энтузиазм-любознательность.Думаю, эти люди и пропали с форума , хотя причины могут быть и другие.
Так что выделенную в цитате часть ответа можно было бы и не писать.
Сделать "перемагничиватель" - не такое сложное дело, но и не такое простое для тех, кто с высокими напряжениями раньше не имел дела. указанную страничку я видел раньше.
Вентильно-реактивные заинтересовали, спасибо за направление, хочу полюбопытствовать поглубже.

[i]

...то что я писал про "увеличение пазов" - смотрите картинку.

Магнит ротора создает МДС (магнито-движущую-силу), зазор - сопротивление, железо - проводник. Магнитный поток (ток), зависить от МДС (ЭДС) и зазора (сопротивления). Чем сильнее поток тем больше сила. Зазор в идеале должен вообще отсутствовать, но конструктивно это невозможно сделать.
"Башмаки" на зубцах предназначены для уменьшения пути силовой линии магнита по воздуху, тем самым увеличивая поток. Если их срезать, то ширина зубца станет меньше ширины магнита и краевые силовые линии будут больше проходить по воздуху, прежде чем доберутся до железа. Т.е. "приведенный" зазор станет больше, поток - меньше. Но плотность линий на зубце возрастёт и магнитное поле в зазоре будет больше (в зубцовой зоне). Но надо ли нам это? Ведь в зазор мы ничего не вводим! Обмотки взаимодействуют с потоком, что существует в зубцах.

Совсем другая картина в реакторных двигателях (без магнитов).  Такой двигатель вообще не будет работать с гладким ротором/статором. Для его работы совершенно необходимы широкие пазы, так как электромагнит притягивает ближайший зуб, а пазы как раз эти зубы и формируют. Тут картинка и рекомендация будут правильными.

По моему - так. 

[Alex_Soroka]

"Башмаки" на зубцах предназначены для уменьшения пути силовой линии магнита по воздуху, тем самым увеличивая поток

Если их срезать, то ширина зубца станет меньше ширины магнита и краевые силовые линии будут больше проходить по воздуху, прежде чем доберутся до железа. Т.е. "приведенный" зазор станет больше, поток - меньше

Уважаемый "i" !
я так понимаю, вы уже успели мои рисунки ввести в программу моделирования магнитного поля, посмотрели что получилось в итоге, и теперрь, [b-b]на основании вашей модели [/b-b] вы все выше написанное ВАМИ написали ?  ТАК ???

Если так - то давайте посмотрим то что выдала Ваша модель, а я покажу что выдала наша - и разговор будет конкретным и техничным.

Если НЕТ - то я вообще прекращаю на этом форуме (как раньше прекратил на скиф.бизе) всякие публикации выводов из моих коммерческих исследований с привлечением докторов наук по электротехнике 

...мне уже начинает надоедать, когда то над чем бился коллектив людей с десятками лет опыта расчетов моторов, строил математические модели полей, - а тут появляется некто, кто двумя фразами превращает в балаган типа "да они все не так считают!" 

Чтобы не разводить флейм - прямой вопрос: ВЫ ПОСЧИТАЛИ И СМОДЕЛИРОВАЛИ то что я нарисовал как "улучшение" или вы просто решили глубокомысленно напустить тут пару для тех кто не в теме электричества ?



для всех интересующихся моделированием - скачайте "студенческую версию" хотя-бы вот этого - и попытайтесь  построить модель:
http://www.tor.ru/elcut/feat_r.htm
там есть раздел готовых машин из области "учебного" - по крайней мере хватит чтобы понять как и что выглядит и на что влияет.