Статор стиральной машины LG direct drive

[Werter]

Прихватизировал по случаю статор от стиральной машинки LG с прямым приводом.
У машинки сальник потёк, вода попала на обмотки,в итоге  коротнуло, контроллер сгорел, пластик статора местами поплавился.
Причём, судя по слою окислов на статоре, промежуток времени между «потёк сальник» и «коротнуло» был довольно большим.
Смотал с него весь провод, доломал пластмассу, получил статор в голом виде, в котором на этом форуме его вряд ли кто-видел.
А если и видел, то молчал как партизан.



Геометрические размеры статора:
Наружный диаметр – 265 мм
Толщина статора 19 мм.
Внутренний диаметр: 185
Диаметр по основании зубьев: 203 мм
Диаметр по 36 отверстиям - 194
Ширина зуба в середине: 5,5 мм
Расстояние между зубьями сверху:10мм
Расстояние между зубьями в основании зубьев:12мм
Высота зуба – 25 мм
Ширина зуба сверху: 13 мм
Ширина плоской части зуба сверху – 8 мм
Ширина зуба в середине: 5,5 мм
Вес голого статора – 1605 грамм.

Намотка – 36 зубьев, 100 витков на зуб алюминиевого провод 0.9 в 4 слоя, АВСАВСАВС……., звезда

Очень понравился способ изготовления статора.
Была взята лента 1 мм толщиной, правда, не из электротехнической стали, а из какого-то мягкого железа – впрочем, может это какая-то марка мягкой электротехнической стали?
 Из неё вырублены профили зубьев, а затем она была свернута в спираль и сжата в прессе для плоскостности.
Это сколько же металла экономится!





Впрочем, обратная сторона технологичности:



А если сворачивать не в спираль, а делить на куски по 360 градусов, а затем сложить вместе?
Естественно, с нанесением изоляции между пластинами.
Но, ведь так и магнитопровод ротора навить можно – из железной киперной ленты, которая на многих строительных рынках продаётся рулончиками по 10 ( что пошире) и по 25 метров ( 20 мм).
Правда, эти ленты чаще всего оцинкованные, но тут химия запросто поможет.
Кароче, интересные у LG технологии!
Может, кому и здесь пригодятся.

Где-тут на форуме видел приблизительный расчёт мощности двигателя по геометрическим размерам статора - но вот сейчас найти его не могу.
Может, кто подскажет?
Просто интересно, какую мощность двигатель на таком статоре выдать сможет?

[kor]

Просто интересно, какую мощность двигатель на таком статоре выдать сможет?

  Если бы этот статор был сделан под ниодимовые магниты, то он мог бы дать примерно 31нм номинального момента. Но он сделан под ферритовые (тонкие зубья) магниты (под индукцию в 2.5-3 раза меньшую) поэтому даст примерно 10-12 нм.
 Мощность будет зависеть от оборотов, которые определяются числом магнитных полюсов и частотой перемагничивания железа. Например при 30ти магнитах и частоте 150гц получатся 600об/мин  и около 700-800вт.
  Если сталь статора 1мм то 150гц для нее уже многовато.

[tmiaer]

Впрочем, обратная сторона технологичности:

Что не так? В любом статоре пластины будут замкнуты по постоянному току. Замыкания не должно быть между пластинами именно со стороны их боковых поверхностей для устранения кольцевых токов. Мультиметром это никак не определишь.

[Werter]

  Если бы этот статор был сделан под ниодимовые магниты, то он мог бы дать примерно 31нм номинального момента. Но он сделан под ферритовые (тонкие зубья) магниты (под индукцию в 2.5-3 раза меньшую) поэтому даст примерно 10-12 нм.
 Мощность будет зависеть от оборотов, которые определяются числом магнитных полюсов и частотой перемагничивания железа. Например при 30ти магнитах и частоте 150гц получатся 600об/мин  и около 700-800вт.
  Если сталь статора 1мм то 150гц для нее уже многовато.

Спасибо большое!
Честно говоря, я не специалист в этой области, скорее любитель ( что-нибудь сделать).
Поэтому прошу прощения, если то, что пишу Вам покажется наивным.
В родном двигателе  LG факически 48 полюсов.
При этом в режиме отжима машинка даёт 1000 оборотов
Коэфициенты магн. редукции при 30 магнитах - 180 , при 48 -144.
Т.е. при одинаковой частоте  контроллера при 30 магн.получается, что  ротор должен вращаться медленнее на 25 %, чем при 48.
Что даёт 750 об/мин.
Или вид магнитов ротора может как-то влять на скорость перемагничивания статора из-за того, что неодимовые сильнее?
А вот что с максимальным крутящим моментом?
например, на том же статоре, но при 40 магнитах?
В свое время начинал со "старого серого", а у него те же параметры: 36 зубов 40 магнитов.
Но, другие размеры статора.
Брату удалось выжать из него 1 квт в долговременном режиме, что и добило этот мотор..
Впрочем, это просто любопытство.
Есть и посерьёзней вопрос.
 Вчера баловался с калькулятором обмоток - ссылка
Применительно к колесу от гироскутера.
И получилось, что если оставить на роторе 28 магнитов вместо 30-ти и перемотать катушки, то угловая скорость колеса снизится почти втрое.



У меня имеется опыт заспицовки 10 дюймового мотор-колеса в 20-дюймовый обод.
Результат особо не впечатляет из-за малой тяги по сравнению с 350 ватным редукторным колесом и потребляемой мощностью в 450-470 ватт.
Хотя едет - с максимальной скоростью 25 км/ч по ровному месту.
Но, если момент при такой переделке также увеличися в той же пропорции, то подобное мотор-колесо может вполне  оказатся  дешёвым вариантом для инвалидной коляски.
Расчитать результат такой переделки сам не могу, но потенциально такой  вариант переделки  может оказатся интересным для многих.
Опять же, если потребление будет более-менее приемлимым.
Подскажите, пожалуйста!
параметры 10 дм гироскутерного колеса после переделки :
28 магнитов 25х10х3
  статор диаметр  105мм, толщина набора 24 мм 27полюсов.

[Werter]

Что не так?

Да просто начитался старых книг по электротехнике, где написано, что пластины статора должны быть тщательно изолированы друг от друга.

[kor]

И получилось, что если оставить на роторе 28 магнитов вместо 30-ти и перемотать катушки, то угловая скорость колеса снизится почти втрое.

У меня имеется опыт заспицовки 10 дюймового мотор-колеса в 20-дюймовый обод.
Результат особо не впечатляет из-за малой тяги по сравнению с 350 ватным редукторным колесом и потребляемой мощностью в 450-470 ватт.
Хотя едет - с максимальной скоростью 25 км/ч по ровному месту.
Но, если момент при такой переделке также увеличися в той же пропорции, то подобное мотор-колесо может вполне  оказатся  дешёвым вариантом для инвалидной коляски.
Расчитать результат такой переделки сам не могу, но потенциально такой  вариант переделки  может оказатся интересным для многих.
Опять же, если потребление будет более-менее приемлимым.
Подскажите, пожалуйста!
параметры 10 дм гироскутерного колеса после переделки :
28 магнитов 25х10х3
  статор диаметр  105мм, толщина набора 24 мм 27полюсов.

Номинальный момент любого электромотора на 90% зависит от толщины пакета статора помноженного на диаметр статора в квадрате, и не важно сколько у него магнитных полюсов.
Упрощенно: при установке 28-ми магнитов вместо 30-ти ,если заполнение периметра ротора магнитами останется прежним, например в обоих случаях 100%), номинальный момент мотора останется прежним, не изменится ( момент мотора почти не зависит от количества магнитных полюсов).
 При 28 магнитах частота перемагничивания уменьшится в 30/28=1.07 раза, потери в железе статора (на его перемагничивание), тоже немного уменьшатся если крутить мотор до прежних оборотов, или станут прежними если крутить быстрее в 30/28=1.07 раза.
Подставьте в , ексель ранее выложенный, данные гироскутерного колеса 10.5см , 2.4см и  удельную касат силу 1.5н/см2 (для ниодимов). И получите номин. момент 6.23нм , что при гироскутерном колесе 10" даст номинальную тягу 6.23/0.125=50н или 5кг силы. Для 20" колеса эта тяга будет в 2 раза меньше, всего 2.5кг. Что вы и получили в реальности.
 Если у вас есть размеры статора редукторного мотора то можете так-же в ексель подставить и сравнить, с учетом редуктора который в них 1/ 4… 1/5.
 Частота перемагничивания статора мотора считается так: F = обороты (об/мин) / 60 / 2 / * число магнитных полюсов.
У стиралки выходит 1000/60/2*48= 400Гц. видимо могут позволить себе в этом режиме большие потери в толстом железе при такой частоте, пусть железо греется, тем-более, что никакой другой большой механической работы при отжиме не требуется.

[tmiaer]

Номинальный момент любого электромотора на 90% зависит от толщины пакета статора помноженного на диаметр статора в квадрате

а не наоборот?

[Dmitry__]

Просто интересно, какую мощность двигатель на таком статоре выдать сможет?

Выдать может огромную мощность Перевел на неодимы. В статике снимал 25.8 N*m
Мои извраты:
ссылка
Тут кручу хоббийным регулем, синусом, без датчиков, 12v аккум, мотор не перематывал, т.е. на 220v, обмотки - люминь

[Dmitry__]

момент мотора почти не зависит от количества магнитных полюсов

Ну ерунда полная!
Сименс или Бош? Выкладывал зависимость момента от числа полюсов. При малом колич. полюсов, увеличение полюсности дает чуть ли не линейную зависимость момента. После опред. колич. полюсов (скажем после 12), зависимость становится менее очевидная.

Добавил:

Во:
ссылка

В компании Danaher Motion также считают, что большой диаметр и повышенное число полюсов являются отличительными признаками высокомоментных электродвигателей прямого привода. "Крутящий момент квадратично зависит от диаметра и прямо пропорционально от длины ротора" — поясняет Том Инглэнд, директор по управлению производством компании. "Повышенное число полюсов, которое обеспечивает более высокое удельное содержание меди в обмотках, создающих крутящий момент, приводит к повышению эффективности магнитного поля", — констатирует Инглэнд.

Другим показателем высокой плотности крутящего момента является количество магнитных полюсов, предусмотренных конструктивным исполнением. Увеличение числа полюсов трансформируется в высокий крутящий момент на выходе, однако такая закономерность более действенна при малом числе полюсов. Например, существенное повышение крутящего момент может быть достигнуто при увеличении количества полюсов от четырех до восьми при сохранении постоянного объема двигателя, однако, по словам Бэрана, прирост крутящего момента будет гораздо меньше при изменении количества полюсов, скажем, от 32 до 46. "На основании практического опыта увеличение количества полюсов до 30 является хорошим способом повышения плотности крутящего момента",- констатирует он. (Тем не менее, на рынке предлагаются бескорпусные высокомоментные двигатели с количеством полюсов, значительно превышающим 100.)

[kor]

Ну ерунда полная!

Не ерунда.

[kor]

а не наоборот?

Не на оборот.  D^2  *  H,  D-диаметр по воздушному зазору, H -толщина пакета статора, ширина магнитов = ширине пакета статора.

[Dmitry__]

Не ерунда.

Я привел аргументы
Сименс и Бош - авторитеты в этом деле


Добавлено 27 Сен 2019 в 17:45 kor,  коллекторный двигатель отличается от брушлесика как раз невозможностью нарастить полюсность. Только увеличение колич. щеток хоть как-то могут приблизить коллекторник к малополюсным брушлесам по мощности. Про многополюсные вообще молчим, коллекторник нервно курит в сторонке...

[kor]

Я привел аргументы
Сименс и Бош - авторитеты в этом деле

Аргументы не очень, без цифр. Приведите, посмотрите, формулу расчета электромагнитного момента для электрических машин.

[kor]

Вот как пример, сравнение номинальных моментов асинхронных моторов с 2, 4 и 8 полюсами. Видно, что нет увеличения  момента в 2 и 4 раза у 4 и 8 полюсных по сравнению с 2х полюсным.

[slav]

Про многополюсные вообще молчим, коллекторник нервно курит в сторонке...

Посмотрите династартер ДС-1 и убедитесь , что даже в быту есть коллекторники-многополюсники . 

Владельцы бесколлекторников нервно курят, глядя на их цену ! 

[Werter]

Владельцы бесколлекторников нервно курят, глядя на их цену ! 

Та ладно!
Владельцы более дешёвых колёс от гироскутера могут сделать  не худший по КПД паровоз с гораздо меньшими затратами сил !

[kor]

В компании Danaher Motion также считают, что большой диаметр и повышенное число полюсов являются отличительными признаками высокомоментных электродвигателей прямого привода. "Крутящий момент квадратично зависит от диаметра и прямо пропорционально от длины ротора" — поясняет Том Инглэнд, директор по управлению производством компании. "Повышенное число полюсов, которое обеспечивает более высокое удельное содержание меди в обмотках, создающих крутящий момент, приводит к повышению эффективности магнитного поля", — констатирует Инглэнд.

  Вот та-же конкретная общеизвестная пропорциональность момента от диамета в квадрате  и толщины пакета.
Про зависимость от числа полюсов-просто обтекаемые рассуждения без конкретики.
 И, речь там идет о моторах Прямого привода, в них ограничивающим фактором являются обороты (требуемая скорость ), их невозможно сделать больше, пропорционально получая бОльшую мощность. И масса.

[Werter]

Т.е. это предельно возможный крутящий момент, фактически момент срыва магнитного потока..
Выше которого, при заданной геометрии, не плюнуть.