Мотор-колесо. Обмотки статора.

[Peoner]

Вот только огромная толщина изоляции (по сравнению с эмалированным) сводит на нет всю копеечную экономию от отсуствия эмали на жилах...

У МГТФ оплетка изоляции двойная. А что если один слой убрать? Надежность одного слоя изоляции сильно уменьшится в плане того что в процессе изгибов (при намотке прокладке) может утониться или сползти там... и оголить медь

[i]

Разобрал полностью своё мотор-колесо. Теперь думаю, как бы его намотать ...

Схема обмоток похожа на ямасаки. Что бы помочь привязать обмотки к датчикам прикладываю две картинки.

первый датчик расположен в середине 4-х зубой секции синей обмотки.
третий датчик расположен в середине 3-х зубой секции зелёной обмотки.
второй между ними.

[zap]

Узнаю брата Колю! Вы тоже перематывали?
Я тоже сфотал всё перед разборкой... мне скорее интересно, почему именно так, а не по-другому
К тому же, дополнительная проверка, чтобы не накосячить, не помешает... перематывать всё по-новой - занятие адское

[i]

Это в таком виде лежит уже второй год... и ещё будет лежать.

[zap]

Итак, продолжаем изобретать велосипед

Написал небольшую программу, которая пытается считать обмотки. В качестве исходных данных использую данные своего М-К, 46 полюсов ротора, 51 зубец на статоре.

На первой картинке привожу расчётную однослойную обмотку. Она полностью эквивалентна китайской изначальной обмотке.
Циферки ниже обмотки - это количество витков на зубец, для однослойной обмотки всегда по 8 (так задано).
Ещё ниже - форма противо-ЭДС обмоток (относительно нулевой точки), на которую ориентируется "считатель". График точно спозиционирован относительно рисунка зубцов, чёрные вертикальные полосы на графике соответствуют середине зубца.
Суть алгоритма проста: для каждого зубца статора (в середине зуба, т.е. на пересечении с вертикальной чёрной полосой) считаем целевую амплитуду ЭДС для всех трёх фаз; та, которая даёт максимальную (в абсолютном значении) ЭДС "захватывает" зубец, направление намотки (по часовой или против) зависит от знака ЭДС.

Теперь очевидно, что датчики Холла ставят в тех точках, где соответствующая ЭДС достигает максимума. При этом, кстати, заметно, что на самом деле третий датчик заметно отклоняется от середины четвёртого зуба; второй, видимо, тоже. На деле замерил китайский статор - датчики установлены ровно посередине.

Если чутка изменить целевую функцию противо-ЭДС на нечто более трапецеидальное, расчёт фазных обмоток не меняется. То есть, для однослойной обмотки пофигу, синусоидой будут управлять или блочно.

[mevial]

Теперь очевидно, что датчики Холла ставят в тех точках, где соответствующая ЭДС достигает максимума. При этом, кстати, заметно, что на самом деле третий датчик заметно отклоняется от середины четвёртого зуба; второй, видимо, тоже. На деле замерил китайский статор - датчики установлены ровно посередине.

Не новость, что датчики стоят криво, Жека это уже обнаруживал на максконтроллере, но списали на кривую установку. А вот за теорию почему криво однозначно +1, тоже заметил, что если очень медленно вести вел с мотором, то моменты переключения обмоток неравномерны, а в одном из 3х положений  возможно возникновение "дребезга", на кристалайте такого не было, но там и понятно почему.

[zap]

На кристалайте с косым статором я вообще не понимаю где там пик фазы должен быть
Впрочем, не исключено что даже на кристалайте с прямым статором позиции датчиков расчитаны более точно.
Интересно было бы померить при случае штангерциркулем расстояние от дырки для датчика до левого и правого края.

[alexey520]

Итак, продолжаем изобретать велосипед

У меня завалялся старый потолочный вентилятор, и есть возможность достать неодимовые магниты. У мотора  40 полюсов (20 пар), обмотка на 220 вольт сгорела. Мотор колеса  пока не освоил, но работаю над этим. Из уже освоенного понял что полюса статора должны быть кратны 3. У меня вопрос: можно из этого мотора изготовить мотор колесо?

[zap]

Самое ценное - это сам статор (где обмотка). Если статор на подходящей оси (10 или 12мм диаметром), и можно каким-то образом спицы прицепить к ротору (или нацепить камеру прямо на корпус...), то в принципе можно, конечно.

А не тяжеловат ли ротор? На вид довольно массивен.

Но, как мне кажется, овчинка выделки не стоит.  Новое мотор-колесо в Китае взять можно за пять тыщ рублей... а гемморой с магнитами и перемоткой можно устраивать разве что чисто ради интереса...

[zap]

Продолжаем разговор

Заинтересовался я многослойными обмотками. Для примера, рассмотрим обмотку аж в три слоя (ясно, что кол-во слоёв не может быть больше кол-ва фаз). Для многослойных обмоток лучше взять побольше витков на зубец, иначе теряется смысл. Поэтому здесь взял 32.

Если целевая ЭДС синусоида, то имеем обмотки в виде трёх переплетающихся синусоид. Понятно, что никто в здравом уме такое мотать не будет, тем не менее, смотрится интересно

А вот если целевую ЭДС сделать трапецевидной, картинка меняется (второй рисунок). Интересно, правильно ли моя программа посчитала обмотки, или там надо полную симуляцию магнитного поля в движении делать.

В реальности можно попробовать намотать не более двух слоёв. Третья схема просчитана для синусоидального ЭДС, а четвёртая - для трапецевидной. Она-то как раз и самая простая для намотки.

Позиция датчиков для такой двухслойной обмотки, как видно, может оставаться прежней.

Из плюсов такой обмотки вижу сокращение длины межзубцовых переходов на обмотке а также, вероятно, более близкая к трапеции форма противо-ЭДС.

Есть смысл пробовать такую обмотку, или ну его нафиг?

[alexey520]

Самое ценное - это сам статор (где обмотка). Если статор на подходящей оси (10 или 12мм диаметром), и можно каким-то образом спицы прицепить к ротору (или нацепить камеру прямо на корпус...), то в принципе можно, конечно.

А не тяжеловат ли ротор? На вид довольно массивен.

Но, как мне кажется, овчинка выделки не стоит.  Новое мотор-колесо в Китае взять можно за пять тыщ рублей... а гемморой с магнитами и перемоткой можно устраивать разве что чисто ради интереса...

Лежит мотор на работе, выкинуть жалко. Есть все виды станков и знакомые станочники. На фото белечье колесо, придется изготавливать новое из стали  под магниты. Ось (трубка) выходит только с одной стороны, тоже придется точить новую. Сейчас мотор тяжелый, но можно  облегчить. Я уже было забросил затею, потомучто равномерно не намотаешь, но вы выложили картинки на которых обмотки расположены не равномерно, и это в меня вселило надежду. Вопрос вот в чем. Как наматать 3 фазы на 40 полюсов, и сколько при этом нужно магнитов? Магниты 70*10*4мм.

[zap]

А, так это асинхронник...

Я уже было забросил затею, потомучто равномерно не намотаешь, но вы выложили картинки на которых обмотки расположены не равномерно, и это в меня вселило надежду.

Если Вы имеете в виду китайскую намотку "внавал", то это китайцы так прям на заводе наматывают
Только надо будет пересчитать мотор под пониженное напряжение (мотор-колёса обычно расчитывают на 24, 36 или 48 вольт).
Про пересчёт обмотки я писал вот здесь.

Вопрос вот в чем. Как наматать 3 фазы на 40 полюсов, и сколько при этом нужно магнитов? Магниты 70*10*4мм.

На 40 зубцов три фазы - никак. Количество зубцов должны быть кратны трём.

Пересчитайте зубцы статора, может их всё-таки не 40. Тогда покрутить полюса и магниты можно вот в этом калькуляторе: http://www.emetor.com/edit/windings/
Number of slots - количество зубцов статора
Number of poles - количество полюсов магнитов

[alexey520]

 Пересчитать полюса получится только завтра вечером. Мотор похоже однофазный с пусковой обмоткой. Значит если окажется что полюсов 40, то мотор можно смело выкидывать?

[zap]

Ну, если 40 то из него ещё можно сделать двухфазный либо четырёхфазный синхронник
Другой вопрос, что контроллер под него, наверное, придётся сочинять самому.
Хотя наши братья китайцы каких только чудес не делают
Кстати, магниты не обязательно брать по ширине впритык друг к другу, вполне нормально если между ними будет щель примерно на 1/3 ширины магнита. Я сегодня экспериментировал - практически никакой разницы. Наши братья китайцы ставят магниты впритык в М-К только из любви к простоте сборки и пренебрежительно малой цене редкоземельных магнитов в самом Китае

[alexey520]

Ну, если 40 то из него ещё можно сделать двухфазный либо четырёхфазный синхронник
Другой вопрос, что контроллер под него, наверное, придётся сочинять самому.
Хотя наши братья китайцы каких только чудес не делают

Генераторы импульсов со сдвигом 120^о собирал, а с обратной связью по положению сочинить не смогу. Может скопировать, но только не на микроконтроллере. Ну не дружу я с ними. Еще надо подождать пока  развалится очередной серводвигатель, чтобы наковырять из него магнитов. Ушел изучать теорию.

[zap]

У нас на форуме имеется схема одного очень интересного контроллера на TL494
Там трёхфазный контроллер, но он легко переделывается под любое количество фаз.
https://electrotransport.ru/index.php/topic,1957.0.html

[zap]

Продолжаем монолог (после небольшого перерыва на логосрач )

Сначала обрисую цель. Хочется разработать себе обмотку, которая, с одной стороны, была бы по возможности не слишком сложной в намотке, с другой стороны, чтобы она была более оптимизирована под трапецевидное (блочное, дискретное - не знаю как лучше назвать) управление. То есть, как считается, форма противо-ЭДС двигателя должна быть трапецевидной. Почему не синусный контроллер? Как показывает практика, к сожалению, на текущем этапе развития электроники генерация синуса означает дополнительные существенные потери в ключах (т.к. приходится ШИМить и верхние, и нижние плечи полумостов).

Если просчитать обмотку, чья противо-ЭДС в каждой отдельной фазе будет стремиться к "трапеции", получается вот так:


На рисунке выше приведена расчётная двухслойная обмотка, у которой целевая противо-ЭДС в отдельных фазах стремится к идеалу для текущих контроллеров.

Однако, получается фигня. На нижнем графике приведена сумма противо-ЭДС фазы A и B (жёлтым), а также управляющее напряжение A-B (программа симулирует выхлоп контроллера по сигналам датчиков Холла, и считает разницу напряжений между фазами). Меня смущает то, что форма противо-ЭДС и форма управляющего сигнала нифига не стали ближе, чем при синусном управлении:


То есть, толку в такой "трапецевидной" обмотке не видно никакого.

Внимание, вопрос - так какой же должна быть форма противо-ЭДС в отдельных фазах для того, чтобы их сумма (жёлтый график) была максимально близка к форме управляющего сигнала (коричневый график)?

[mevial]

Почему не синусный контроллер? Как показывает практика, к сожалению, на текущем этапе развития электроники генерация синуса означает дополнительные существенные потери в ключах (т.к. приходится ШИМить и верхние, и нижние плечи полумостов).

Дополнительные потери несомненно есть, но у синусного управления есть одно неоспоримое преимущество. Он абсолютно бесшумен. В том числе бесшумными становятся и шестерёнчатые моторы, т.к. воздействие на зубья становится равномерным. Ну и возможно это продлевает жизнь шестерёнчатым моторам.