I2SM безмагнитный синхронный двигатель

[ELOV]

Может уже было, но не нашёл тему
https://4pda.to/2023/09/17/418032/razrabotan_samyj_kompaktnyj_bezmagnitnyj_elektrodvigatel/

Штука непонятная.
Похоже что чёрные стаканы графитные, а медные кольца на них зажаты.
Это мотор без коллекторный, но щёточный.
Синхронный якорь с целующимися щётками 

У обычных моторов коллектор большой в диаметре, кроме того щели кусают щётку, площадь щётки тоже маленькая.
Тут применили стаканные щётки трущиеся сами об себя, возможно даже в масле.
Площадь контакта большая, диаметр меньше чем коллекторов, получается трение ещё меньше.
Фактически вечная реально скользящая щётка.

Для негерметичных древних моторов так сделать было нельзя, масла не было. Сейчас все электромобили с масляными моторами, поэтому проблемы нет.

И главное когда она кончится, купить её можно будет только у официалов.

Других объяснений что это за диковинка не нашёл.
Но идея вставить щётку в торец у меня была, просто я не знал о синхронных моторах, которые сейчас популярны, и думал улучшить мотор с механическим коммутатором.

Кто то реально думает что эти кольца внутри магнитов которые намагничивают катушки, но они замкнуты и у них всего 1 контакт.
Кроме того чтоб намагнитить такую тушу, нужен генератор размером не меньше самих катушек.

Намагнитить его можно и наведённым переменным полем как асинхронник, но тогда этот узел вообще не надо показывать и концы просто замкнуть.
Но оно не будет работать если пазы прямые и у статора и у якоря.
Возможно якорь подманивался бы частично чтоб на малых оборотах иметь лучше эффективность.
Но давайте вспомним что электромобили прямоприводные и у них даже сцепления нет, поэтому мотор работает на разных оборотах и вовсе не резонансный.

Похоже про бесноватый контакт написал сам автор статьи.
Никаких брушлесов я там не нашёл, а индуктор это как раз штуковина с катушками.

Ктото ещё говорил пускать магнитное поле вокруг вала, но там низкие частоты и потерь ещё больше, гудеть будет конкретно.

Ладно ещё вариант, они туда засунули ВЧ трансформатор.
Но он будет с зазором и на 2 тактах работать не сможет, а больше 100вт там будут потери.
Если вспомнить сварочный аппарат, то при его 4вт, его трансформатор сравним с половиной ротора 2квт щёточной болгарки. Получается трансформатор тоже не малый, минимум с четверть.

Всё таки возможно он и есть, но тогда для него тоже нужны детали, проверить такой эксперимент просто закупившись не получится.

[Aquinax]

Бесконтактная индукция — один из способов направить электричество на катушки ротора без щёток или колец.

Я подобное видел в генераторе советской дизель-электростанции - возбуждение ротора посредством индуктора, а не щеток.

[ELOV]

Вот вижу тему про предка этого мотора придуманного года за 2 до того https://electrotransport.ru/index.php?topic=63720.0

Предположу в I2SM сделан специальный заказной трансформатор, или какойто самосбор.
Задняя часть в виде пробки с дыркой, сама дырка маленькая и очень напоминает наши броневые чашки.
Самый большой я нашёл Ч48 около 50мм в диаметре https://www.chipdip.ru/product/m2000hm-ch48-1-sht
но верхняя внешняя часть с него срезана.
Внутренний диаметр 7мм, для вала мотора этого мало, и в этом роторе с картинки похоже что подшипник стоит как раз на толстой трубке снаружи этих колец. Подшипник нужен больше узел передачи тока.

Ещё в пробке есть дырка под провода, я уж не думаю что ктото будет срезать чашки и сверлить дырки, но возможно такая ферритовая пробка реально существует для аппаратуры каких то стран.

Следующая часть трансформатора это кольцо втулка, такие втулки я тоже думаю существуют. В маленьких телевизорах вроде Рекорд67 были взрывоопасные ЭЛТ которые были только колбой, у них ОС крепилась на раму, и намотана была как раз на подобную втулку, но она была ещё большего размера. Сама по себе странная ферритовая штуковина.
Примерно такая наверно используется и тут и вероятно тоже готовая.

Предположу что на роторе есть и закрывающая ферритовая шайба, с ними попроще они тоже есть.
Но вот собрать все 3 кольца по размеру без притирки, не факт что такое можно купить готовое.

Но если их не покупать и не допиливать, то странно что не придумали 2 части специальной формы вместо таких деталей.

Теперь обмотки, они сделаны медной лентой и выводы катушки сложенные вместе. Чем рулон ленты лучше провода не ясно, возможно витков там намного больше чем нарисовано.
Такие катушки внутри этой разборкой чашки вставляются одна в другую, вероятно потребуется тефлоновая втулка между катушками чтоб они просто не сварились. Или расстояние между ними тоже будет значительное.

В итоге имеем трансформатора из 3 частей где точно будет суммарный зазор, и работать это будет на высокой частоте.
Где на схеме показано как согласовывать эту высокую частоту ? Никакого модуля нет.
Такой трансформатор будет работать в однотакте, а значит чтоб сделать с него постоянку хватит и диода с конденсатором. Но их не видно. Без конденсатора оно работать не будет, если только не подавать импульс каждый момент когда полюс ротора совпал с полюсом статора, но тогда мотор не будет работать.

Поэтому при конденсаторе и 1 диоде, намагниченность будет возможно только в 1 направлении, фактически получается электромагнит постоянного тока одной полярности.
реверса полярности там нет.

Уже вижу что сделать его не проблема самому.
Покупаем чашки и кольца, стачиваем алмазом, вкручивается это в железо обычного якоря, и ставится прямо вместо коллектора.
А если точнее то 2 противоположных конца коллектора подключается на концы этого трансформатора через диод.
И на сам коллектор набивается втулка диэлектрика и на неё насаживается подшипник.

Задняя часть из обточенного кольца прикручивается на М6 винтик к задней части корпуса мотора.
Дли питания используется любой импульсный БП готовый на подходящее напряжение до 100вт.
Мотор готов, работа на 2 вечера при наличии станков.

Почему ещё нет ниодного готового ?

Mahle из соседней темы сделан иначе.
Там вообще чётко не видно что именно сделано. Но похоже трансформатор там плоский, из просто ферритовой шайбы.
На шайбу наклеена плоская катушка как в беспроводных зарядках. И этот пучок провода там видно.
Причём сделано более реально, именно пучок тонких жилок, а не лента.

Но там видно и кольцевые дорожки на плате, но тогда это многослойная плата. Как вариант изготовления возможно и такое, но дороже и сложнее. Но одновременно с плоской катушкой существовать оно не должно, в этом нет смысла.

Всё сложнее с ферритом, будто художник хотел запутать и показать все возможные варианты.
Феррит тут в виде полой шайбы, это получается тарелки без центра. И похоже они склеены и крутится только 1 плоская катушка ротора.
Такие тарелки вероятно заказные, они очень большие и тонкие. Но именно их тонкость намекает на планарную катушку из дорожек, возможно такие ферриты реально есть для плоских трансформаторов не встроенных в платы.

Возможно в центре катушек есть ферритовая втулка затычка, по сути кольцо замыкающая тарелки.

Но за этой конструкцией трансформатора видно ещё кольца одно в другое, это вообще что ?
ну не может быть трансформатор одновременно 2 типов конструкций, чтоб за ним был ещё один совершенно другой.
Это кубертрансформатор получается, так сложно даже резонансные стабилизаторы не делали.
Хотя возможно это кольцо дроссель чтоб задавить пульсации ВЧ и лучше их выпрямить.
Или вообще что угодно.
А вот дальше видно дюралевое кольцо корпус электроники.
Конструкция ещё технологичнее и сложнее.

В теории такое сделать можно, но сложнее, нужно из чашек высверлить центра.

Но вернёмся к самокатам.
Как сделать такой трансформатор велосипедного размера, то есть больше чем втулка колеса ?
Где взять такие громадные ферриты или их комбинации?

Всё таки тут показаны моторы у которых есть тонкий вал.
на конце мотора ставится феррит, как это делалось с магнитами для датчика.
А сам подшипник стоит в более толстой части вала, там где классический коллектор.

Но если это перенести на мотор-колесо, даже если поставить это на боковую крышку, то диаметр получается минимум 5см. Если изобретать с нуля и совать внутрь мотора то тоже 2см. При том что Ч48 7мм внутри.


В общем у меня теоретические мысли, будет ли такой мотор с ВЧ передачей энергии, более выгодным по сравнению с мотором у которого ротор просто железяка.
Ведь у железяки рабочих полюсов меньше, а у синхронного мотора с магнитом все полюса рабочие и управляются датчиком, но требуется энергия на подпитку.

Ещё думаю ведь ротор можно делать из железа с проводом, а намотать само железо так чтоб было в роли катушки.
Чтото вроде генераторного ротора с кольцами где 2 катушки, только убрать железо, а катушку намотать железной лентой, им запитать от того трансформатора.
https://139-qmb.ru/product/yakor_benzogeneratora_rotor_2_kvt/
Сечение будет большим, но никакого расхода меди.
И токи с трансформатора могут быть любыми, ведь они зависят от размера трансформатора, и можно намотать сразу шину на малое напряжение и большой ток и этим нагрузить стальную катушку.

Пока думаю поискать моторчик который не жалко и сделать такой железный ротор с консервной банки 
Может макетку на дереве.
Просто нет таких моторов готовых чтоб многофазный статор и ротор с чётными катушками.

[Alex75]

У меня есть несколько подобных заготовок, давно чешутся руки...

Спойлер

Не надо ничего мудрить с вращающимся трансформатором. Можно просто изготовить качественный скользящий "вечный" токосъёмный узел, игнорируя основное правило капитализма - правило часто сгорающей лампочки. https://www.youtube.com/shorts/wY3YoJmOAsY .

[vladk]

Сдается мне, что достаточно загерметизировать корпус и обеспечить качественную смазку движущимся частям (включая коллектор). В идеале- с насосом, неполнопоточным фильтром на подшиники, термостатом, радиатором, подогревом))
Насчёт лампочек, кстати- быстро сгорающие в перекале ж работают, световой КПД повыше все же, чем у обычных)

[ELOV]

Я тут малость подумал и всё таки сделать трансформатор Mahle не проблема наверно.
Вместо чудо чашки, использовать обычные П ферриты которые с одной стороны шва сжаты клипсой, а с другой паз расширить до 2мм.
Сделать текстолитовый диск толщиной чтоб влезал в паз, стандартно 1.5мм или даже 1мм. На край диска наклеить катушку.
Половина диска с катушкой будет вставлена между ферритов, а другая сторона диска будет винтами со стойками прикручена к основе ротора колеса.

Причём этот диск можно сделать металлический и прижимать щётку если что. Получается в любом случае будет крепится на стойках над основанием ротора, в одной плоскости не получится.

Самих ферритов типа П+П=С будет несколько, тут наверно зависит от лени их крепить, потому что не знаю сколько их надо чтоб оно работало, ведь получается катушка намного больше сердечника и только малая часть в нём.
Но тогда не нужна огромная ферритовая шайба.

Нужно будет замерить индуктивность чтоб найти эквивалент параметров такого трансформатора под который считать DCDC.
Подойдёт какой нибудь контролер вроде 3842 с питанием 12в. То есть на такое напряжение вообще не будет проблем со схемой передачи.

Но это уже не о моторах, а о импульсных блоках питания. И чтоб это сделать, нужно для начала иметь сам мотор, то есть тушку с подходящим железом, где будет и ротор и статор с чётными количеством зубьев для 4 полюсов.
Сам мотор можно будет пускать через ключи приделанные к вентиляторному датчику.
А если полюсов на статоре кратно 3, то просто будет BLDC. Но тут надо учесть не будет ли проблем с контроллером если в моторе внезапно пропадёт магнит.

[Blik86]

Ладно ещё вариант, они туда засунули ВЧ трансформатор.

Это и есть кольцевой вращающийся трансформатор. Для снижения габаритов работающий на высоких частотах. Современные полупроводники и ферриты позволяют работать с высокой эффективностью на частотах 500-2000кГц.

[Aquinax]

таки сделать трансформатор Mahle

А в чем проМблема сделать его с магнитопроводами из набранных железных пластин, или скажем из пермаллоя, с заделом чтобы после испытаний на стенде использовать по назначению, чем извращаться и моделить из ферритовых чашек катушек индуктивности?

[ELOV]

Видал я генератор на тракторе, мы его на 2 лампочки повесили, слабовато светит.
Делали в прошлом генераторы где ротор намагничивался катушкой, катушки были размером с пол генератора. Фактически рабочая часть была треть, остальное это трансформатор намагничивания.

На низких частотах это не выгодно, чтоб намагнитить мотор, с учётом потерь надо намотать на треть больше чем сами магниты.

Допустим есть статор bldc с 1 кг меди. Значит на ротор надо 1кг меди, на его катушку 1.3кг меди, и 1.5кг меди чтоб ответную часть намагнитить.
Раньше можно было взять 1кг меди и поставить 1кг магнитов и получить 1квт.
А тут мы берём 0 магнитов, 2 железа мотора и 5кг меди.
Ну и какая выгода заменять неодим железом и медью делая мотор в 3 раза тяжеле ?

На низких частотах размеры большие. 200вт трансформатор это 3кг метала. В обычном БП от ПК ферритовый трансформатор 50г.

Может на 1000гц ещё получится завести, но сомневаюсь что резаное железо проще скрепить в единую деталь.
Хотя можно нарезать шайбы 2 размеров с ямкой для провода. Насадить их на вал и на каждый накрутить. Но тогда подающую часть надо будет наверно сварной или вообще с сегментов. В тракторном генераторе были огромные зазоры и какое попадя железо, в том числе корпус.

В теории можно делать с распылённого железа что угодно, но там другие расчёты. В любом случае это заказуха и не сильно проще.
С ферритом как раз хорошо что он даёт насыщение при малых объёмах, и можно делать большой зазор. Ведь если развалится подшипник, разобьёт трансформатор.

[Aquinax]

Ну и какая выгода

При моем узколобии и наверное скудоумии в данном аспекте вопросов в электроприводе возможно снижение противо ЭДС. Или не канает?

[ELOV]

Смысл убрать магниты чтоб сделать мотор дешевле и убрать редкий неодим.
Но если мотор может ездить на ферритовом магните, тогда зачем вообще изобретать передачу тока на ротор ?
В прошлом были никелевые магниты, не вижу чтоб его стадо дефицит, у каждого магазина на улице забор с нержавейки.

Меди в цене не должно быть больше чем неодима.
Феррита на трансформаторе тоже не должно быть больше чем ротор с ферритовыми магнитами.
И по железу увеличение веса в 2 раза тоже плохой вариант даже если использовать алюминий, будут большие потери, тогда уж проще ротор клеткой делать.

Поэтому только 1 вариант, передача на высоких частотах когда трансформатор будет очень маленький, и дальше в постоянный ток и этим подмагничивать.
Но это будет именно замена постоянных магнитов.

Где то писали что надо 2.5% на подмагничивание, возможно дальше притянет поле самого статора когда замкнётся.
У коллекторных моторов на статоре 10% тока можно считать это потерями на магниты. Если ротор намагнитить расходуя тоже 10% всей энергии и 80% эффективностью. То в итоге расход на передачу будет 2%.

При 1000вт моторе будет 120вт расход на трансформатор, а он размером с коробку спичек.
В таком случае расход ресурсов феррита и меди минимальный.

В советское время использовали всякий пермаллой и другую хрень для 1000гц, но оно всё свистело и мощности там были сильно меньше.