Мотор-колесо от гироскутера, напряжение 96 вольт

[big17]

Коллеги, всем привет!

Разрабатываю дисплейчик для Kelly-контроллеров для конфига на 96 вольт.
Хочу в качестве домашнего компактного стенда использовать мотор-колесо от гироскутера, закрепленное на деревянной раме.
Нагрузки практически не будет, просто холостое вращение.
Нет ли подводных камней при работе с таким напряжением?

[on4ip]

Коллеги, всем привет!

Разрабатываю дисплейчик для Kelly-контроллеров для конфига на 96 вольт.
Хочу в качестве домашнего компактного стенда использовать мотор-колесо от гироскутера, закрепленное на деревянной раме.
Нагрузки практически не будет, просто холостое вращение.
Нет ли подводных камней при работе с таким напряжением?

используем мотор на 120 вольт, единственный момент надо КВ мотора учитывать а то получится у вас 100500 оборотов и это плохо.
у нашего мотора всего 4к оборотов при 120 вольтах, а у более низковитвкового может быть в формате мотор колеса это уже опасно. у колес обычно до 1000

[kor]

Хочу в качестве домашнего компактного стенда использовать мотор-колесо от гироскутера, закрепленное на деревянной раме.
Нагрузки практически не будет, просто холостое вращение.
Нет ли подводных камней при работе с таким напряжением?

Кv гироскутерных мк примерно 16-18об/в. При 100в это 1600-1800об\мин, это при 30 полюсах 450 Гц частота перемагничивания, контроллер должен уметь работать на такой частоте (обычно до 350гц кажется заявляется работоспособность простых контроллеров).  И, часто гироскутерные мк плохо сбалансированы, может начать трясти стол на таких оборотах.

[Alex75]

Простой китай-контроллер способен работать до 400-425Гц. Я переконфигурировал мк гироскутера в 8 полюсную систему. Разгоняю его без покрышки от простого контроллера до 6400 об/мин. На 6 полюсной системе получаю почти 8500 об/мин.

[kor]

Я переконфигурировал мк гироскутера в 8 полюсную систему. Разгоняю его без покрышки от простого контроллера до 6400 об/мин.

По теории, при такой переделке (каждый полюс составляется из 3-х родных магнитов вероятно), нужно толщину спинки статора и толщину стального кольца под магнитами тоже увеличивать в 3 раза, иначе появятся доп потери в стали и недобор по максимальному моменту.  Кольцо ротора можно выточить новое, но статор уже не переделать а спинка "a" у него явно маловата для полюса шириной в 3 магнита.
Что нибудь уже измеряли? (Кv, сопротивление фаза-фаза, статический момент срыва при плотности тока 10а/мм2, потребляемая мощность с оборотами холостого хода.)

Спойлер

[Alex75]

Вообще, анализ статоров асинхронных двигателей показывает для распределённой обмотки примерно такую формулу расчёта толщины ярма(спинки) статора в зависимости от полюсности системы: (ширина ножки зуба*количество зубьев, охваченных одной катушкой/2)*(0,7...0,75)=высота ярма статора. Например, в 4-х полюсной системе 2P=4 на 24-х зубом статоре одна катушка может охватывать 6 зубьев. Это самый максимально ресурсоёмкий вариант обмотки по количеству используемых активных материалов, соответственно, высота ярма в этом случае получается максимальной. Изменяя другие параметры обмотки( укорочение, количество слоёв) катушки могут охватывать меньшее количество зубов при одинаковой полюсности, соответственно и высота ярма при таких параметрах обмотки может уменьшаться. В первом случае - 24-х зубый статор 4-х полюсного АД от стиралки мощностью 180Вт: высота ярма 10мм, ширина ножки зуба 4,5мм, 4,5*6/2*0,75=10,125мм.

Во втором случае - 24-х зубый статор 4-х полюсного АД от компрессора мощностью около 800Вт: ярмо 12,9мм, ширина ножки зуба 6,1мм. 6,1*6/2*0,7= 12,81мм.

Т.е. расчёты по формуле совпадают с фактическими размерами.
  А теперь гляньте на фото нескольких статоров от гироскутеров и найдите одно главное отличие.

Естественно, я выбирал из всего многообразия статор, высота ярма которого подойдёт под распределённую обмотку с охватом трёх зубов.

Например, ширина ножки зуба 5,3мм, высота ярма 7мм: 5,3*3/2*0,75=5,96мм. 7>5,96, т.е. статор более чем подходит под распределённую обмотку с охватом трёх зубов.

[kor]

 Если рассмотреть гироскутерные пластины 27 зубов с самой тонкой спинкой 4.3мм,  зубом 5.3мм, стандартный вариант мотора с 30 полюсами: с магнитного полюса шириной 11мм имеем рабочую индукцию пусть около 0.9Тл, далее она идет в один зуб толщиной 5.3мм и индукция в зубе становится 0.9Тл/5.3*11=1.87 Тл (рекомендуется 1.7...2 Тл).
Далее она расходится в две стороны по спинке (ярму) статора, это  4.3+4.3=8.6мм и индукция в спинке 0.9Тл/8.6*11=1.15тл (рекомендуется 1...1.3 Тл). вроде-бы все вписывается. Тоесть размеры зуба и спинки конструкторами мотора расчитаны правильно.
  Предельно, (для варианта 27/30) жертвуя увеличением потерь в спинке, минимальную толщину спинки можно сделать равной половине толщины зуба (это получается 2.65мм), тогда в ней будет такая-же индукция как в зубе.
     По вашему расчету для 30 полюсного спинка может быть 5.3*1/2*0.75=2мм что как-то подозрительно мало (почти в 2 раза). (возможно для асинхронных моторов индукция рабочая в зазоре меньше, и поле магнитного полюса у них (уменьшается к краям) не как от постоянных магнитов (неизменно от края до края полюса)).

  Тогда получается для переделки 30 полюсного мотора в 8 ми полюсный (ширина магнитного полюса в 3 раза больше, 33мм) надо выбирать пластины со спинкой (ярмом) 4.3*3=12.9мм . Предельно, ухудшая параметры, минимум 2.65*3=7.95мм.
  Со стальным кольцом для магнитов то-же самое.

[Alex75]

  Может, имеет смысл мне завести свою тему, чтобы здесь не выкладывать информацию не по теме?

Предельно, ухудшая параметры...

Не так. Адаптируя параметры двигателя, которые могу изменить(например, индукцию в магнитном зазоре...) к параметрам статора, которые изменить не в состоянии, я лишь, возможно, ухудшаю удельную мощность двигателя(смотря с чем сравнивать), но не в ущерб КПД(как самой важной характеристики). Супер лёгкий двигатель - это хорошо, но не везде обязательно, а двигатель с высоким КПД - обязательно.
  Для сосредоточенной обмотки есть эмпирическая формула: высота ярма(спинки)=0,7*ширина ножки зуба.
Вот ещё пример: автогенератор Bosch 200А, спинка 5мм, ножка зуба 4мм, 36N12P, т.е. одна катушка охватывает 3 зуба, магнитный зазор, как у асинхронника - 0,25мм. По формуле получается 4*3/2*0,75=4,5.

Первый 8-ми полюсный двигатель я сделал (не смотря на вышеуказанные недостатки) полностью используя только части МК гироскутера только для того, чтобы проверить работоспособность 6...8...10 полюсной системы на 27 зубом статоре. Ведь калькулятор bavaria-direct вообще исключает работоспособность комбинаций 27N6P, 27N8P, а 27N10P получается какой-то "недоразвитой". Все эти комбинации рабочие и мотаются не так, как рисует их калькулятор.
  Мотор с 6...8...10 полюсами планировался как высокооборотистый. При таком большом диаметре и такой большой толщине пластин(0,5мм) имеет смысл увеличить магнитный зазор с 0,5мм до 1-1,5мм. Иначе на высоких оборотах индукционные токи будут переводить много полезной энергии в тепло. Точного значения индукции в таком зазоре не знаю, но думаю, что в этом случае расчётная высота ярма статора впишется в фактическую даже по вашим выкладкам. Толщину кольца для магнитов в другом своём двигателе я тоже учитываю.

[kor]

Может, имеет смысл мне завести свою тему, чтобы здесь не выкладывать информацию не по теме?

Думаю да, интересная тема.