ОКР "Инвалидная коляска с мотор-колесами и LiFePo аккумулятором"

[Микроныч]

Да ничего сложного в МК нет.
Какой диаметр нужен? Желательно максимально возможный но под доступные обода и резину.
ну и максимальная ширина?

Диаметр мотора максимум 400 мм (обод 22" крепится прямо на мотор), толщина мотора до 50 мм. Вес до 5 кг. Есть возможность делать корпуса из композита (карбон - кевлар - базальтовая сота).
Вот.

[nikvic]

P.S. Хочу немного поправиться - не с сотней пар магнитов, а с сотней пар полюсов (магнитов там - кот наплакал).

Помнится, полюсами Вы называли зубцы статора - на которых обмотки. Никаких пар там нет - в отличие от магнитов, которые образуют-таки виртуальные пары  

Количество зубцов выбирается, исходя из (чётного) числа магнитов, в норме они скорее "страиваются", и их ширина обычно несколько меньше ширины магнитов.

Теперь по делу. Когда зубец проходит, с надлежащим перемагничиванием, мимо одной "волны" магнитного поля, он даёт порцию работы, ограниченную физическими свойствами железа и меди.
Как говорится, "глубже нельзя,  чаще - можно", и конструкторы стараются увеличить электрическую частоту = РПМ*число пар магнитов (в простых случаях - порядка 50гц).

В случае МК для малой скорости может спасти именно увеличение числа магнитов. Но это означает конструирование нового мотора и, боюсь, этот путь уже исследовался и был признан не вполне разумным - по сравнению с классикой мотор+редуктор.

[suso]

Диаметр мотора максимум 400 мм (обод 22" крепится прямо на мотор), толщина мотора до 50 мм. Вес до 5 кг. Есть возможность делать корпуса из композита (карбон - кевлар - базальтовая сота).
Вот.

Ну если вы можете изготавливать многополюсный статор 400мм - то проблема оборотов и тяги должна быть решена. Тут и магниты можно поменьше использовать, и толщину железа статора уменьшить до 1см - и то запас по мощности останется. Но при таких внушительных размерах статора и ротора появляются проблемы центрирования всей системы (зазор между статором и магнитами ротора). Т.е. конструкция мотора должна быть жесткой и легкой. Думаю при современном производстве это все можно решить.

[av-master]

Согласен. композитные боковины с ребрами жесткости. легко и прочно. колцо из трубы 400-го диамметра ротор с магнитами. статор тоже на композитных боковинах неплохо ляжет.

все реально.

я бы занялся но немного позже... даже не изза денег а чтобы сделать и продать потом проект какому нить производству в Украине )) УТОС-у например.

[Микроныч]

Согласен. композитные боковины с ребрами жесткости. легко и прочно. колцо из трубы 400-го диамметра ротор с магнитами. статор тоже на композитных боковинах неплохо ляжет.

все реально.

я бы занялся но немного позже... даже не изза денег а чтобы сделать и продать потом проект какому нить производству в Украине )) УТОС-у например.

Сначала в Россию, а потом всяким УТОСам... 
А почему бы не сделать две плоскости - одну с магнитами, а другую с железом и катушками? На диаметре 400 мм радиусность зазоров между магнитами будет небольшой. Тогда есть возможность сделать сверхплоский двигатель... Есть еще идея - магниты вклеить торчком, и пустить катушки с обоих сторон магнитов. Тогда можно будет сэкономить на витках или вообще сделать катушки печатным методом - гальваникой нанести толстую медь и дать 5-6 слоев внутри платы. Это можно сделать  в Москв - есть линии производства плат, которые могут делать многослойные платы с толщиной проводников до 1 мм. и платы размером 600Х600.

[av-master]

Печатная катушка такого размера даже однослойная будет дорогой. и без железа низкоэфективной. зазор в 1 мм выдержать механически не очень сложно. тем более на композитном держателе с ребрами жесткости. его можно сделать очень крепким (гораздо крепче стали).

магниты тонкие маленькие, выйдет недорого.

Основная стоимость все таки останется за батареями. 1.2у.е за 1А/ч + Доставка разтаможка...

[Микроныч]

Печатная катушка такого размера даже однослойная будет дорогой. и без железа низкоэфективной. зазор в 1 мм выдержать механически не очень сложно. тем более на композитном держателе с ребрами жесткости. его можно сделать очень крепким (гораздо крепче стали).

магниты тонкие маленькие, выйдет недорого.

Основная стоимость все таки останется за батареями. 1.2у.е за 1А/ч + Доставка разтаможка...

Железный сердечник и печатную катушку на нем можно сделать - послойная склейка и металлизация делают чудеса 

Насчет дороговизны - да, аккумы будут недешевые, а печать зависит от партии. Если заказывать 1000 штук, цена приемлемая, я узнавал вчера.

[Abos]

Помнится, полюсами Вы называли зубцы статора - на которых обмотки. Никаких пар там нет - в отличие от магнитов, которые образуют-таки виртуальные пары  

Количество зубцов выбирается, исходя из (чётного) числа магнитов, в норме они скорее "страиваются", и их ширина обычно несколько меньше ширины магнитов.

Теперь по делу. Когда зубец проходит, с надлежащим перемагничиванием, мимо одной "волны" магнитного поля, он даёт порцию работы, ограниченную физическими свойствами железа и меди.
Как говорится, "глубже нельзя,  чаще - можно", и конструкторы стараются увеличить электрическую частоту = РПМ*число пар магнитов (в простых случаях - порядка 50гц).

В случае МК для малой скорости может спасти именно увеличение числа магнитов. Но это означает конструирование нового мотора и, боюсь, этот путь уже исследовался и был признан не вполне разумным - по сравнению с классикой мотор+редуктор.

Пары полюсов образуют не зубцы статора, а зубцы ротора или полюса ротора, т.е. там, где стоят постоянные магниты.
В случае глубокой электромагнитной редукции (при использовании зубчатых полюсов статора, на которых сосредоточены катушки обмотки якоря) можно выполнять ротор с одним кольцеобразным магнитом (или использовать слой постоянных магнитов простой формы типа трапеции, чтобы получился наборный цилиндр), ось которого совпадает с осью вала и два зубчатых пакета, расположенных слева и справа от ПМ. Такие машины называются с аксиальным возбуждением от ПМ. Они исследованы питерцами и разработаны для ВМФ. Была статья в журнале "Электротехника" (либо за 2004, либо за 2005 г.г., точно не помню, но могу уточнить) О.К. Епифанова "Моментный двигатель". Там даны конструктивные особенности этих двигателей и сравнительные характеристики по отношению к вентильному индукторному двигателю.
Можно выполнить и с тангенциальным расположением магнитов и с зубчатыми полюсами и статора и ротора. Они еще не исследованы на достаточно высоком уровне. Так вот. В таких машинах число пар полюсов равно общему числу зубцов ротора (в случае с аксиальным возбуждением - числу зубцов одного пакета ротора). Так что, такие конструкции заменяют множество пар магнитов, расположенных на роторе радиально, в машинах, о которых Вы пишете.

[nikvic]

Цитата: Abos от Вчера в 22:41:55 -
P.S. Хочу немного поправиться - не с сотней пар магнитов, а с сотней пар полюсов (магнитов там - кот наплакал).

Пары полюсов образуют не зубцы статора, а зубцы ротора или полюса ротора, т.е. там, где стоят постоянные магниты.

Какая-то мешанина. Никаких зубцов у ротора МК директ драйв нет...
И, главное, малое количество магнитов делает МК  директ драйв негодным для малых скоростей.

[Abos]

Какая-то мешанина. Никаких зубцов у ротора МК директ драйв нет...
И, главное, малое количество магнитов делает МК  директ драйв негодным для малых скоростей.

Вы упорно цепляетесь за стандартные китайские МК директ драйв.
Чем отличается МК от стандартного двигателя? Только тем, что вращается внешняя часть, а не внутренняя. И какая разница - какую машину я для этой цели буду использовать - коллекторную МПТ, асинхронный двигатель, синхронную индукторную машину, синхронную вентильную машину с постоянными магнитами (в том числе и директ драйв) или какую другую машину? На любой машине можно получить МК.
Я уже где-то на форуме выкладывал чертежи с синхронной машиной с зубчатыми полюсами и с тангенциальным расположением магнитов. Вы мне уже отвечали на мои посты.

[Abos]

Сначала в Россию, а потом всяким УТОСам... 
А почему бы не сделать две плоскости - одну с магнитами, а другую с железом и катушками? На диаметре 400 мм радиусность зазоров между магнитами будет небольшой. Тогда есть возможность сделать сверхплоский двигатель... Есть еще идея - магниты вклеить торчком, и пустить катушки с обоих сторон магнитов. Тогда можно будет сэкономить на витках или вообще сделать катушки печатным методом - гальваникой нанести толстую медь и дать 5-6 слоев внутри платы. Это можно сделать  в Москв - есть линии производства плат, которые могут делать многослойные платы с толщиной проводников до 1 мм. и платы размером 600Х600.

Не забывайте, что электромагнитные силы действуют не только на железо, но и на проводники. В силовых машинах печатные платы не используют (и по этой причине тоже). Есть машины постоянного тока с печатными платами, но они используются в качестве исполнительны быстродействующих двигателей с очень малыми моментами на валу.
В тех МК, которые Вы собираетесь выполнять или использовать готовые - электромагнитные силы очень не слабые. Есть вероятность того, что повырывает проводники с платы "к едрени - фени", не смотря на чудеса нашей гальванопластики.

[nikvic]

Вы упорно цепляетесь за стандартные китайские МК директ драйв. Я уже где-то на форуме выкладывал чертежи с синхронной машиной с зубчатыми полюсами и с тангенциальным расположением магнитов.

Это - к автору темы. Он оговорил отсутствие всяких трансмиссий. В этом случае именно магниты имеют полюса, а катушки - зубцы.

И в этом случае большое количество магнитов неизбежно, если иметь ввиду скорости обсуждаемого средства транспорта

[av-master]

У меня есть Шаговый двигатель (гибридный)  с зубцами на полюсах
я на нем могу шагать 1 шаг = 0,9 Градуса. но также 1/2 , 1/4 , 1/8 , 1/16 , 1/32 Шага...
При этом магнитов там всего 12 или 8 (не помню)

[Abos]

У меня есть Шаговый двигатель (гибридный)  с зубцами на полюсах
я на нем могу шагать 1 шаг = 0,9 Градуса. но также 1/2 , 1/4 , 1/8 , 1/16 , 1/32 Шага...
При этом магнитов там всего 12 или 8 (не помню)

А я могу запустить Ваш гибридный двигатель не в шаговом режиме, а в режиме непрерывного вращения.

[av-master]

Да. в моем конроллере есть режим просто вращения, только мы пожмотились на систему обратной связи и просто считаем шаги в надежде что не пропустит, кстати чем меньше шаг тем сильнее тянет. потому на холостом ездит быстро в режиме 1/1 , а под нагрузкой 1/16.

[Abos]

Это - к автору темы. Он оговорил отсутствие всяких трансмиссий. В этом случае именно магниты имеют полюса, а катушки - зубцы.

И в этом случае большое количество магнитов неизбежно, если иметь ввиду скорости обсуждаемого средства транспорта

Я тут прикинул: чтобы получить скорость движения коляски в 4,6 км/час при диаметре колеса 400 мм при частоте питания 100 Гц от ПЧ достаточно иметь на роторе 100 зубцов шириной коронки зубца -  5 мм. И никаких механических редукторов. Либо 50 зубцов при питании от 50 Гц. Но в первом случае мощность будет в 2 раза выше и момент крутящий соответственно в 2 раза выше, чем во втором.

[nikvic]

Я тут прикинул: чтобы получить скорость движения коляски в 4,6 км/час при диаметре колеса 400 мм при частоте питания 100 Гц от ПЧ достаточно иметь на роторе 100 зубцов шириной коронки зубца -  5 мм. И никаких механических редукторов. Либо 50 зубцов при питании от 50 Гц. Но в первом случае мощность будет в 2 раза выше и момент крутящий соответственно в 2 раза выше, чем во втором.

Без уточнения КПД и мощности - пустой разговор, достаточно и двадцати. Вот только чего? Уж зубцы-то должны на 3 делица
=================
Автор указал 400мм как посадочный диаметр для шины колеса в 22", т.е. ~1.75м за оборот. На мой взгляд, великовато, ну да пусть так. Для прогулочной скорости, 3.5км/ч, получаем 2000 оборотов в час или 0.56гц. Для достижения "нормальных" электрических 50гц понадобится 180 магнитов, и расположить их придётся на 125-сантиметровой длине внутренней окружности ротора.
О статоре и говорить не буду - дохлое  дело. Гораздо перспективнее выглядит МК с планетаркой, хотя и там придётся перестраивать мотор на низкооборотный.

[av-master]

0.56 оборота  в секунду а не Герц. герц как раз таки 560 или еще больше. что уже довольно таки нормальная частота. С КПД около 90%.