WIRTUALNY KLUB MODELARZY RC

Witam!
Planuję zbudować samochód RC z czterema silnikami umieszczonymi w kołach.
W załączniku znajdują się zdjęcia silnika oraz tabliczki znamionowej.

Wymiary silnika:
średnica statora: 50,5 mm
grubość statora: 11 mm
wewnętrzna średnica rotora: 58,5 mm
grubość oryginalnego magnesu: około 4 mm
wysokość oryginalnego magnesu: 18 mm
Silniki oryginalnie nawinięte w konfiguracji ABCABCABCABC.

Chcę te silniki przerobić tak, aby miały obroty regulowane w zakresie około 200-1800 obr/min i w całym zakresie obrotów możliwie jak największy moment obrotowy i sprawność.
Wg tabeli z załącznika wynika, że im mniej biegunów tym więcej obrotów. Można więc wnioskować, że im więcej biegunów tym mniejsze obroty.
Wynika z tego, że dla tych silników najlepsze było zrobienie 16 biegunów. Lecz czy przy większej ilości biegunów taki silnik działał by lepiej (przy danych założeniach)? Jeśli tak to w jakiej konfiguracji zwojów?

Pytanie drugie. Zakładając 16 biegunów za najlepsze rozwiązanie.
Czy jeden biegun możne być zbudowany? - z czterech magnesów to jest 15x4x2 + 15x4x1,5 (z materiału N38SH) co daje jeden magnes 15x4x3,5 w dwa takie sklejone magnesy na jeden biegun dałyby to 79% pokrycia. Czy lepiej było by zbudować jeden biegun kaskadowany z dwóch magnesów 12x4x3,5 (z materiału N35SH)?
Jak się ma wysokość statora do wysokości magnesu? - ponieważ oryginalny magnes ma 18 mm wysokości przy 11 mm wysokości statora?

Drutem jakiej średnicy byłoby najlepiej nawinąć takie silniki?
http://www.alexrc.pl/old_files/voytek_pl.html
Z wątku w powyższym linku wnioskuję, że lepiej jest nawinąć więcej zwojów i o mniejszej średnicy dla mniejszych obrotów.

_________________
Krzysztof Żółtek

Witaj. Na poczatek ciut teori (ale na szczescie nie na poziomie politechniki ).
Zaczac trzeba od wymiarow i konfiguracji mechanicznej. Od tego bezie zalezal maksymalny moment obrotowy, ktory bedziesz mogl wycisnac. Konfiguracja 12-16 jest najbardziej "bezpieczna" do stabilnej pracy, i dobrego rozruchu (klasyczna konfiguracja 3/4). Poniewaz uklad jest symetryczny wiec przy optymalnym rozlozeniu magnesow silnnik bedzie ci dawal maksymalny moment.

Rozklad magnesow iest bardzo istotny dla uzyskania maksymalnego momentu. Zbyt male pokrycie jest tak samo zle jak zbyt duze pokrycie. Wszystko zalezy od ksztaltu koncowek biegunow stojana. Nie sugeruj sie "sprezaniem" (czyli skokowymi oporami podczas ruchu bez zasilania) - nie ma zelaznej reguly: duze "sprezanie" moze byc tak samo zle jak zbyt male. Wysztko zalezy od ksztaltu koncowekbiegunow stojana. Jesli szukasz konkretnej liczby optymalnego procentu pokrycia to bez teoretycznych wyliczanek chyba sie nie da na 100% powiediec co jest najlepsze. Powszechnie stosowana liczba "na oko" jest okolo 70-80% pokrycia.

Jesli chodzi o wysokosc magnesu to "nawis" jest tylko martwa waga. To co wystaje ponad stojan nie ma wplywu na moment obrotowy.

Mozna stosowac dwa lub wiecej magnesow na jeden biegun, jedynym problemem jest "walka" z magnesami, ktore chca sie odpychac w czasie wklejania.


Zalatwiwszy sprawe maksymalnego momentu mozesz regulowac stala kV (liczba obrotow na volt) stosujac odpowiednia liczbe zwojow. Pewnie da sie to wyliczyc, ile potrzeba zwojow na dana wartosc kV, ale pamietaj, ze kV zalezy nie tylko od liczy zwojow ale od mechanicznej konstrukcji stojana i wirnika (o czym pisalem wczesniej). Zasada jest taka, ze im konstrukcja pozwala na wiekszy moment tym mniejsza bedzie wartosc kV (dla tej samej liczby zwojow).

Przy ustalonej konstrukcji wartosc kV jest odwrotnie proporcjonalna do liczby zwojow. Z praktycznego punktu widzenia wartosc kV jest dobierana do tego jak chcesz silnik zasilac dla oczekiwanych obrotow (mniejsze kV wymaga wiekszego napiecia zasilania ale za to mniejszego pradu, wieksze kV wymaga mniejszego napiecia i wiekszego pradu). Oczywiscie nie nalezy przeginac ze zbyt wielka wartoscia kV bo przy duzych pradach i malej liczbie zwojow rogulator nie dostanie odpowiedniego "feedback" nie bedzie chcial regulowac silnika poprawnie.


Ostatnia uwaga dotyczy samej idei zastosowania silnika bezszczotkowego "sensorless" do bezposredniego napedu. W takim ukladzie jak piszesz (silnik w piascie kola) praktycznie nie ma zadnych luzow miedzy silnikiem a obciazeniem, czyli kazdy ruch silnika napotyka na natychmiastowy opor. To sie nie zgadza z metoda rozruchu takiego silnika.

Silnik bezszczotkowy "sensorless" przy starcie najpierw probuje sie obrocic w dowolna strone i po wykonaniu przynajmniej jednego cyklu (w twoim wypadku okolo 1/16 obrotu) regulator "dowie sie" jakie jest polozenie biegunow wirnika wzgledem biegunow stojana i dopiero wtedy moze podawac napiecia na uzwojenia, zeby silnik krecil sie w prawidlowa strone. Oczywisie ten ruch musi byc w miare szybki, wiec lepiej zeby nie bylo oporow.

W modelach samolotow silnik nie napotyka oporow przy probie startu (o ile smiglo nie jest za ciezkie) wiec nie ma tutaj problemu. Zwroc uwage jak startuje silnik bezszczotkowy w modelu samolotu: smiglo "drga" przez chwile w jedna i druga strone zanim silnik ruszy. Tak samo w modelach lodzi.

W modelach samochodow z przekladnia zwykle przekladnie i dyferencjaly maja takie duze luzy ze silnik moze wykonac swoj "taniec" bez ruszania kolami. Mysle, ze widzisz juz w czym problem.

Dlatego do modeli samochodow wolnobieznych takich jak "rock climbers" stosuje sie albo silniki szczotkowe (ktore startuja od zera z maksymalnym momentem obrotowym) albo silniki bezszczotkowe "sensored". W silnikach "sensored" znajduje sie halotron (jeden lub wiecej) ktory podpowiada regulatorowi w jakim polozeniu sa bieguny wirnika wzgledem biegunow stojana, i wtedy regulator nie musi odstawiac "tanca" tylko startuje w odpowednim kierunku z pelna moca.

_________________
Rysiu M.

Biore udzial w akcji "Chce pisac poprawnie"

Dziękuję za pomoc
Ewentualne postępy będę dokumentował w tym wątku.

Która koncepcja umiejscowienia magnesów jest lepsza:
Z załącznika "schemat magnesy2" (to jest przyklejone jeden przy drugim 15x4x1,5 + na nich przyklejone jeden przy drugim 12x4x2) czy "silnik schemat z hallotronami" (to jest sklejony jeden 15x4x1,5 z drugim 12x4x2 a następnie taki zlepek jeden przy drugim)?
Ze względu na wysoką cenę magnesów 12x4x3,5 "lepsze" rozwiązanie to 15x4x1,5 + 12x4x2 a 3 mm nadmiar mógłby być wykorzystany do czujników halla.

Czarne kwadraty na statorze to hallotrony.

Czy można je zamocować jak na przykładzie w załączniku czy lepiej na osobnej płytce drukowanej?

_________________
Krzysztof Żółtek