Коллекторный двигатель на неодимовых магнитах.

Автор ximik-n, 11 Май 2020 в 21:02

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

ximik-n

Идея переделать коллекторник на неодимовые магниты с целью уменьшения веса, увеличения мощности. Управление остается стандартным. КПД должно уменьшиться из-за большей мощности передаваемой через коллектор и увеличиться из-за неодимовых магнитов. Может кто нибудь этим занимался или изучал этот вопрос.

SkeptiK

Кстати реальный вопрос - почему массовые коллекторники не на неодиме? А большие мотэнержи тоже на чёрных?

NUBITO

Если изначально был статор с обмотками КПД и мощность +/- такими же останутся, а вес уменьшится, если конечно не напортачить.

Добавлено 11 Май 2020 в 21:35

[user]SkeptiK[/user], в мощных моторах дорого и не оправдано. Плюс момент уменьшится. И это не говоря о том, что управляют и по статору тоже, что увеличивает регулировочные способности и области применения.

SkeptiK


edw123

Цитата: ximik-n от 11 Май 2020 в 21:02
Идея переделать коллекторник на неодимовые магниты с целью уменьшения веса, увеличения мощности. Управление остается стандартным. КПД должно уменьшиться из-за большей мощности передаваемой через коллектор и увеличиться из-за неодимовых магнитов. Может кто нибудь этим занимался или изучал этот вопрос.
И на сколько планируется уменьшить вес? На 10%? Вес самих магнитов не сильно велик, много весит корпус с креплением. Придётся мудрить переходник, искать подходящие магниты... Цена переделки совсем не интересует?
Мощность едва ли вырастет, поскольку ограничена коллектором и обмотками-железом.

Babylon4

Цитата: SkeptiK от 11 Май 2020 в 21:29
Кстати реальный вопрос - почему массовые коллекторники не на неодиме?

  Потому что во первых дороговато, Во вторых даже применения неодима не избавит от искрения и прочих помех.
  Но всё же  для переделки на мой взгляд подошли бы двигателя с низким напряжением и большим допустимым током, применение неодима подымет рабочее напряжение(по сравнению с феритом ) По сравнению с  двигателями последовательного работа двигателя на неодиме будет работать очень жостко и потребует контролер. 

TRO

Я менял магниты, и на коллекторниках, и на бесколлекторниках.

У мотора уменьшится KV и увеличится KM . Т.е. простым языком, для создания такого же момента нужен будет меньше ток, а для создания таких же оборотов нужно будет больше напряжение. Так что коллектору станет полегче, ток через него упадет. С другой стороны вырастут потери в железе при тех же оборотах (магниты своим полем нагреют), т.е. по перегрузочной характеристике обороты упадут (меньше возможностей форсажа по оборотам), но вырастет момент (так как вместе с пониженным током снизятся потери на активном сопротивлении ротора) и позволит снимать с мотора больше мощности на низких оборотах, что для транспортного применения предпочтительнее.

Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором, и и МОНОКОЛЕСО

NUBITO

[user]TRO[/user], а на каких моторах меняли? С постоянными магнитами? Вообще, электромагнит (он же статор), имеет большую магнитную индукцию, что и даёт повышенный момент и ниже скорость.

edw123

Цитата: NUBITO от 12 Май 2020 в 01:44
[user]TRO[/user], а на каких моторах меняли? С постоянными магнитами? Вообще, электромагнит (он же статор), имеет большую магнитную индукцию, что и даёт повышенный момент и ниже скорость.
Наверное дело не столько в замене материала магнитов, сколько в увеличении их силы. Это можно и ферритовыми, добавив их снаружи корпуса. Делалось давно такое.
А если поменять на рзм не увеличивая силу, только для уменьшения размеров/массы, то не должны константы измениться. Хотя как зазор сделать, конечно...

kor

Цитата: NUBITO от 12 Май 2020 в 01:44Вообще, электромагнит (он же статор), имеет большую магнитную индукцию, что и даёт повышенный момент и ниже скорость.
Нет, посмотрите типовую индукцию в воздушном зазоре, для коллекторных моторов с обмоткой в статоре она выбирается в пределах 0,35-0,6 Тл. У моторов с ниодимовыми магнитами 0,8-1 Тл.
  Дело еще в том, что размер зубцов ротора у коллекторных моторов с обмоткой в статоре (ширина зубцов якоря) тоже делается под эту (0,35-0,6Тл) индукцию, и если заменять статорную обмотку ниодимовым магнитом то получается перенасыщение железа якоря. Выше TRO про это написал.
  Вариант, попробовать подобрать оптимальную величину воздушного зазора, чтобы индукция в зазоре стала равна или чуть больше исходной (получить мотор с моментом равным исходному или чуть бльше) и отсутствием потерь в обмотке статора (увеличение кпд).

NUBITO

[user]kor[/user], не знаю точно откуда у вас эта информация, буду рад если поделитесь источником для изучения, но вот что было найдено мной
Спойлер
ЦитироватьМагнитная индукция в воздушном зазоре B(Тл) пропорциональна основному магнитному потоку Ф. В машинах постоянного тока общего назначения
B = 0,6 - 1,0 Тл (большие значения B соответствуют более крупным машинам).

Есть смысл брать не неодимовые магниты, раз уж так, а альнико или самарий-кобальтовые. Не такие дорогие и зазор не нужно править.

edw123

Цитата: kor от 12 Май 2020 в 08:53
если заменять статорную обмотку ниодимовым магнитом то получается перенасыщение железа якоря.
От массы/размеров установленного магнита ведь зависит.

Alex75

Наверное, последняя модель шуруповёрта, изготовленная этой фирмой с коллекторным движком. На статоре неодимовый магнит 4 полюса, 2 мм - предвестник бесколлекторных электродвигателей:
"От руин к обсерватории, от олимпа до низин ересь - двигатель истории, а еретики - бензин."

kor

#13


Цитата: NUBITO от 13 Май 2020 в 17:36не знаю точно откуда у вас эта информация, буду рад если поделитесь источником для изучения
Выбор индукции в воздушном зазоре для моторов с электромагнитным статором зависит от мощности, оборотов, размеров (диаметра якоря). Начиная с 0,22Тл для маленьких моторов мощностью несколько десятков Вт, доходит до 1Тл у больших моторов с диаметром якоря в несколько десятков сантиметров. (в маленьких моторах не хватает места чтобы разместить статорную обмотку способную дать большую индукцию и при этом не перегреться).
   Типичную индукцию в воздушном зазоре и в прочих элементах магнитной системы можно посмотреть в этом пдф. перепечатке из "Справочник молодого обмотчика электрических машин" 1985 Кокорев А.С.  стр 2, 5. Там же дана формула расчета мощности мотора по которой можно видеть что и как на нее влияет.
  А также например в:
Виноградов Н.В. "Как самому расчитать и сделать электродвигатель" стр76.
Вольдек А.И. "Электрические машины" стр.52.

NUBITO

[user]kor[/user], благодарю за информацию.
Как раз так и предполагал, сказалось то, что не имел дела с проектированием столь малых электрических машин, буду заполнять пробелы.

ELOV

Хорошо бы иметь реальные результаты разницы сравнения магнитов. Коллекторные моторы сильно нагреваются и только за счёт больших оборотов вентилятора не сгорают при таких размерах. Магниты не выживут в таких условиях, их придётся ставить дальше от ротора и корпус делать алюминиевым.

В коллекторном моторе большая часть напряжения падает на статоре, придётся мотать тонким проводом. Поэтому мне кажется для элевела подойдёт самый обычный якорь от болгарки, который врятли больше чем на 80в, а скорее на 50в, что самый оно для батареи.

Коллекторные моторы интересны тем что работают на любом токе, главное чтоб он был. А вот с магнитами будет работать только на постоянном, так что для розетки это лишнее усложнение инструмента. Поэтому и не делают.

А ведь такому мотору даже корпус не нужен. Пару подшипников закрепить, пару магнитов на радиаторы. Зато щётки проще менять, сгорать они будут быстро.
В то и упёрлись что ехать будет даже лучше чем многие поделки из генераторов, но коллектор всё портит

K-1

Просто смысла нет. Эти моторы выполнены так, что могут преобразовать примерно 70% энергии в работу. Дело не в щётках или магнитах, а в распределении энергии в обмотках. Из 3 обмоток лишь одна работает на 100%, а остальные 100%/2.
Конечно можно увеличить силу магнита, но тогда нужно подогнать магнитопроводы так, чтобы не было сильного залипания на магнит.

Есть другой вариант, можно вообще убрать коллектор, тогда может получиться интересная штучка.

nerung

Кто-то поднял тему, и она попалась мне на глаза. Прочитал - господи, какая ахинею демонстрируют люди, когда они пишут чего не знают... Сначала хотел опровергать попунктно, но пришлось бы слишком много возиться с цитированием. Поэтому просто опишу то, что знаю.
Я имел с ними дело ещё с 1970-х, тогда они назывались высокомоментными моторами постоянного тока, потому что большой крутящий момент они давали начиная с самых малых оборотов. А крутиться они начинали аж с долей вольта, имея при этом достаточно линейную регулировочную характеристику даже сами по себе. А если учесть, что на борту у них, как правило, был ещё и тахогенератор постоянного тока, то с учётом ООС по его сигналу электропривод вообще получал просто великолепные характеристики. Например, рабочий диапазон оборотов был от почти нуля до 20000 об/мин. Применялись такие приводы там, где нужна была как быстрая реакция, так и точное позиционирование. Два примера применения:
1. Станки с ЧПУ повышенной и высокой точности и производительности. Доводилось наблюдать работу такого станка для сверления печатных плат - темп сверления был выше, чем у швейной машинки, и свёрла ведь при этом тыкались не в мягкую ткань, а в твёрдый стеклотекстолит. Правда, и обороты у этих свёрл были порядка 300 000 об/мин (моторы, вращающие их, тоже были на неодимах, хотя и не коллекторные, а, как сейчас говорят, BLDC, но тогда такого термина ещё не было).
2. Приводы позиционирования антенн радиолокаторов. С такими приводами локатор не терял сопровождения даже самой скоростной цели, пролетающей близко. Наверняка военных применений было много больше, чем я знал.
Что касается дороговизны. Да, сначала они были недешёвыми, но потом... Характерный пример: последний такой 220-вольтовый движок, который долго валялся в моём хламовнике и в конце концов был подарен кому-то из коллег, был извлечён из обычной домашней стиралки-автомата. А в ширпотреб дорогое не ставят.
Разговоры о невозможности работы на переменном токе - это вообще ни о чём, поскольку присобачить куда угодно 4 диода сейчас вообще не является проблемой.