Конструирование высокооборотного мотора аутраннера для скутера

Автор Combatos, 08 Июль 2016 в 12:31

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Combatos

Привет всем! Занимаюсь переделкой Honda Dio 25 в электроскутер. Был удален цилиндр с поршнем и шатуном, коленвал заменен на прямой вал, с требуемыми размерами. Двигатель самодельный, установлен вместо генератора скутера, передача зубчатым ремнем 54/33 через обгонную муфту на редуктор 1/12. Центробежное сцепление (задний вариатор) пока оставил, хочу поиграться с разными пружинами, может уберу совсем. Передаточное число с мотора на колесо получается (54/33)*(1/12)=0,136. При 7500 об/мин на валу двигателя колесо будет делать 7500*0,136=1020 об/мин. Конфигурация двигателя - 12N14P, если не устроит по оборотам и нагреву, легко переделывается на 12N10P удалением и перестановкой магнитов. Диаметр статора - 88,5 мм, толщина набора - 40 мм, магниты - 40х20х3 мм. В качестве ротора использован ротор генератора данного скутера, с обрезанным и приваренным новым кольцом под магниты. Была проверена идея в качестве статора  использовать статор генератора на 12 катушек (с китайского скутера), набор из 3 шт. для получения толщины 40 мм. Обмотка - 9 витков на зуб в 5 жил диаметром 0,93 мм. Аккумулятор - 20S LiFePO4. Результат плачевный.. Огромный ток ХХ, очень маленький момент. Как я понял, из-за малого сечения магнитопровода катушек.
Буду заказывать лазерную резку пластин ротора из стали 3406 0,35 мм по своим чертежам. Пока ищу железо. Вопрос к знатокам: на что и как влияет тот факт, что у меня ротор полностью магнитопроводящий, стальной, сварная конструкция? Обычно в аутраннерах магнитопроводящим делают только кольцо ротора, для замыкания поля магнитов, а фланец (диск ротора) изготавливают из дюрали..


i

Видно, что работать любите и умеете.
Огромный холостой ход, скорее всего от того, что где-то напутали с обмотками или датчиками... потихоньку разберетесь.
Цельный магнитный ротор не велика проблема, просто лишний вес получился. Так как ротор не перемагничивается при вращении, он вполне может быть цельным, там нет токов Фуко.

Combatos

[user]i[/user], спасибо, успокоили (насчет ротора). Вот еще бы со статором разобраться.. Намотано было правильно, перепроверял сто раз. И холлы подключены верно.  И соединять пробовал по-разному (звезда, треугольник, двойная звезда). И контроллеры пробовал разные, с датчиками и без (модельный). Результат один и тот же - ток ХХ более 20 А даже при питании от 4S LiPo. При этом стартует хорошо (с датчиками практически с нуля), при 16 В питания крутит 2000 об/мин на ХХ. Отсюда и вывод о слишком малом сечении магнитопровода статора, да и толщина пластин там около 0,7 мм, что не есть гуд. Буду делать новый. Пока вот только не могу найти контору, чтоб со своего материала вырезали, возможно придется сталь покупать в одном городе, а резать в другом (скорее всего в Харькове).

on4ip

Насчет отсутствия токов фуко я б не горячился так. Это вопрос частот и спектра.
В жизни все не так, как на самом деле.

SolarRay

[user]Combatos[/user], при нагреве лазером, скорее всего, обгорит изоляционное покрытие.
800-1000Гц для 0.7мм железа неизвестного происхождения, это очень много, не удивительно, что такие большие потери получаются. Для 0.35мм, потери будут в 2-4 раза меньше (если сильно повезёт, то они будут ещё меньше).
Если возможно, то стоит сделать воздушный зазор как можно меньше (наверняка у генератора он был очень большой), конечно это немного увеличит потери на хх, но зато максимальный момент и Km увеличаться.
-----
Малое сечение магнитопровода, не должно приводить к увеличению потерь на хх, скорее наоборот, оно должно их уменьшать.

Combatos

[user]SolarRay[/user], воздушный зазор - 0,5 мм. Думаю, меньше делать нет особого смысла. Про частоту перемагничивания и токи Фуко знаю, но неужели из-за этого такой большой ток ХХ? Намотано было по схеме (точкой отмечено начало обмоток):

Combatos

В реальности, на моем статоре от генератора ширина зубьев еще меньше, чем на картинке в пред. посте

Alex75

 Первое и главное - однозначно, толщина пластин очень большая. Ширину магнитов надо уменьшить - не более 14 мм в общем случае для такого диаметра статора. В вашем случае max - это не больше ширины зуба, min - это ширина ножки зуба. Из-за слишком широких магнитов велико время включённого состояния каждой фазы, и, возможно, железо входит в насыщение.
Должно быть вот так:

Даже возможна вот такая жесть:

Но это лучше, чем полное заполнение пространства магнитами. А то что башмаки узкие, так бывают и уже:



Между прочим, хороша идея самодельной нарезки динамной стали!
"От руин к обсерватории, от олимпа до низин ересь - двигатель истории, а еретики - бензин."

Gostya

Програмулька говорит,  что такая нарезка стали нехорошая. Магниты резко переходят с зуба на зуб-> магнитное поле через них "прыгает" и магниты ГРЕЮТСЯ причем не кисло. Скажу сразу-практически не проверял так оно или нет, но по логике на правду похоже...так что шапка зубу-нужна. Исключение - распределенка (3 зуба на 1 магнит) и то смотря сколько чего...

Combatos

Что скажете по новой геометрии статора, пройдет такой вариант? 


SolarRay

[user]Combatos[/user], на первый взгляд, железо ротора недостаточной толщины (магнитное поле ротора будет вылезать наружу и греть ближайшие к нему железки, не сильно, но сколько то на этом будет теряться). Если магниты плоские, и ротор не прилегает к ним по всей их площади, то поле будет слабее чем могло бы быть.

Gostya

Где вплотную магниты-так не надо делать. Кольцо ротора тонкое...толщина его ширина магнита/(2х1.5) это минимум...

Combatos

[user]Gostya[/user], вы хотите сказать, что при ширине магнита 20 мм толщина кольца ротора должна быть 20/(2х1.5)=6.67, грубо говоря 7 мм? Нехилый маховик..:)

Combatos

Подскажите, какое минимальное сечение провода обмотки должно быть  для мощности 7 кВт? Охлаждать двигатель будет сам себя (крыльчатка на роторе).

on4ip

А напряжения, полюсность, номинальные обороты? Есть двигатели с сечением в 1 квмм а есть в 20.
В жизни все не так, как на самом деле.

Combatos

Напряжение - 66В (3.3Вх20S), конфиг. 12N10P, макс. 8000 об./мин

Alex75

Из практики: человек со "сферы" перемотал Turnigy 80-100-130Kv (12N14P) с 8 витков многожильного провода(много жил по 0,25мм) на 9 витков одножильным 1,6 мм (1,68мм с изоляцией), сединение две звезды. Уверяет, что получил на 44 вольтах долговременно 100А(180А пик). Двигатель чуть тёплый. Контроллер от Льена на 12 фетов. На 6500 об/мин Iхх=5,5А. KV=128, R= 19мОм.
"От руин к обсерватории, от олимпа до низин ересь - двигатель истории, а еретики - бензин."

SolarRay

[user]Combatos[/user], похоже придётся делать новый мотор целиком. Может тогда лучше посмотреть в сторону моторов с ротором внутри? Всё таки outrunner больше подходит в тех случаях, когда нужен большой момент и небольшие обороты при малом весе.
Inrunner же имеет гораздо меньше проблем с охлаждением и его проще крепить к раме.
Вот например проекты с 5.3 кг мотором в который подают ~7кВт:
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=28&t=60191
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=28&t=57668
Правда там используется низкооборотистый мотор с 12 магнитами, но с тем же весом и размером, существует более скоростной мотор (8 магнитов). На 7500об/м и его не получится использовать (там 0.5мм железо), но думаю, изменить редукцию будет проще и дешевле, чем разработать и изготовить новый электромотор.