max Drehmoment aus Turnigy 8085

Fitten

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Hallo,
ich möchte meinen Turnigy 8085 (gemessen 190kV,12N14P, Stator Aussen 63mm, Lfe=36, Anut 140mm^2, Bmag=11, Hmag=3, Rückschluss 1.5mm, Rotor aussen 80) auf maximales Drehmoment "pimpen". Als Drehzahl sind 400min-1 (also quasi nix) völlig ausreichend. Folgende Schritte plane ich dazu:

Schritt 1. Anpassung der Statorwicklung:
Ursprung ist 16Wdgn/Nut, Dreieck, Schema: AaBbCcaAbBcC ergibt kV=190min-1/Vdc.
Geplant: 40Wdgn/Nut, Stern, Schema unverändert. sollte kV=44min-1/Vdc ergeben. Draht: 1.25er (1.351mm inkl Isolation) ergibt grob 50% Füllgrad.
Frage: Ist das für ein Anfänger erreichbar, zu viel oder passt noch was rein? Was denkt Ihr?

Schritt 2. Anpassung der Magnetgeometrie und der Polzahl
Statt der 14 Magnete 11mmx3mm würde ich auf 38 Magnete 4x4 gehen wollen. Der resultierende mechanische Luftspalt beträgt dann noch 0.4mm (recht eng aber ausführbar, oder?).
Laut FEMM bringen diese Massnahmen (dickere Magnete + höhere Polzahl was eine Entlastung des Rückschlusses bewirkt) eine Drehmomentsteigerung von knapp 20%.
Realistisch? Was haltet Ihr davon, einen 12N Stator 38polig laufen zu lassen? Erfahrungen dazu?

Schritt 3. einbringen von Dummy-Slots auf den Statorzahnköpfen (siehe Bild)
duch die zusätzlichen "Nutöffnungen" werden die Felder p=17 und p=19 nochmals recht deutlich verstärkt (zumindest laut FEMM). Demnach ist nochmals eine Drehmomentsteigerung von guten 15% drin + Rastmomenten-Reduktion.
Hat schon jemand Erfahrung mit Dummy-Slots gemacht?

Was denkt Ihr über diese Massnahmen? Wenn alles umgesetzt ist sollte der Motor ca. 30min-1/Vdc haben. Ich hoffe das dann 7Nm drin sind.
Grüsse
 

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also wenn keiner was schreiben will:
mit deinem simulation hast du dir doch den großteil der anwort selber gegeben - in dem bild steht doch fast alles sehr schön drin!

oder hälst du es wirklich für sinnvoll oder auch nur realistisch, 1,9T durch die miesen trunegybleche zu jagen?

und der rückschluss wird ziemlich sicher viel eher warm (besser heiss) werden als die wicklung :D!

irgendwie ist es lustig, das die gleichen ideen immer wieder und wieder kommen. es wohl muss halt jeder seinen eigenen erfahrungen machen. :)

vg
ralph
 

Fitten

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also vor den 1.9T im Blech hab ich eigentlich keine Angst da a. die Sättigungsinduktion bei "schlechtem" Blech meist höher ist als bei guten dünnerem Blechen und b. die Frequenz verglichen zum Flugmotor deutlich tiefer ist.
Die Verluste in den Magneten und im Rückschluss machen da schon mehr Sorgen. Aber auch die sind stark von der Frequenz bzw Drehzahl abhängig und die ist tief in dieser Anwendung. *Hoffnung*

Das diese Ideen immer und immer wieder kommen hat wohl einen Grund: Niemend schreibt dazu seine gemachten Erfahrungen auf! powercroco.de ist echt genial und extrem informativ, hab aber auch dort nichts zu 12N34P oder 12N38P bzw Dummy-Slots gefunden. Hab ich da was übersehen?

Zurück zu meinem Prob: Ich hab echt keine Ahnung was für ein Füllgrad realistisch von einem Wickelanfänger erreicht werden kann. Was für einen Füllgrad schafft Ihr denn so?

Gruss
 
der erreichbare füllgrad ist immer geometrieabhängig.
wenns gut aufgeht isses mehr, wenn nicht weniger.
das kann man so aus dem hut nicht sagen.

um die testwicklung über 2 zähne wirst du wohl nicht drumrum kommen. 1,25er ist dazu erfahrungsgemäß ziemlich hartes brot für den anfänger.

btw: hast du evtl auch einen namen, gruss?

vg
ralph
 

Nice

User
Hi
bin zwar kein Guru in Sachen Motoren, aber oben schreibst du
der hat 190U/V, weiter unten schreibst du was mit 190min/1 das heißt doch genau das gleiche wie 190 U/min oder?
wenn du nun von 14P auf 38 machen willst, selbes W Schema, dann hast du bei der jetzigen Wicklung doch schon das 2,71428 Fache weniger U/V also nur noch 70U/V.
wenn jetzt noch auf Y wechselt und ich bis dato alles richtig berechnet habe, bist du bei 48,44U/V.

Aber ich denke, das das Verhältnis von N zu P zu weit auseinander geht und dadurch nur mehr Verluste einstehen, als wenn du ihn bei 14P lässt und nur neu wickelst.
Aber versuch macht klug, so mach das auch, aber wenn du es macht, bitte berichte uns das mal dann.
Ich hätte bei den Feldern angst das der Motor das nicht mit macht oder der Regler den Geist auf gibt.
 

Fitten

User
Danke ersteinmal für Deine Hilfe! Jo, ich werd um eine Testwicklung nicht herumkommen. Müsste mir eigentlich sofort noch dünneren Draht dazu ordern...

Gruss,
Friedhelm (oder "Fitten")
 

Fitten

User
Ralph, danke für den Link - der trifft das Thema (fast vollständig) auf den Kopf! Der feine Unterschied ist, dass ich einen existierenden Motor auf eine low speed / high torque Anwendung optimieren möchte, wärend dort mit neuen Stator-Schnitten gespielt wurde. 6N34P ist schon superkrass, aber warum nicht mal drüber nachdenken! :D
Superschade ist allerdings, dass niemand die Idee ausprobiert hat bzw. von seinen Erfahrungen berichtet.
Gruss
Fitten
 

FamZim

User
Hi

Ich sehe eher das Problem das zum Teil 3 Mags vor einem Hammerkopf stehen, das wird eher eine Wirbel- Ummagnetisierbremse.
Wenn schon so viele Pole dann muss der komplette Hammerkopf auf Stegbreite reduziert werden um wirklich ständig von ALLEN Magneten genutzt zu werden !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
So sehe ich es jedenfals !

Gruß Aloys.
 

FamZim

User
Hi

Na dann sind Wir uns ja Einig ? ! ?
Die Mags sollten schon doppelt so breit sein wie die Stege dick, damit sich trotz Luftspalt dort das Feld verdichtet, auf annähernd magnetkurzschlussstärke.
Wenn da 3 Mags vor dem Hammerkopf wirken neutralisieren sich schon mal 2 davon und nur einer baut ein Feld im Steg auf, natürlich mit der endsprechenden Frequenz !
Aber es gibt Kurzschluss (Magnetisch) im Hammerkopf und heizt ihn auf .
Somit sind 2 Mags pro Hammerkopf neutralisiert :D
Der Steg wartet auf das versprochene starke Feld aber nix kommt !!
Der Motor läuft zwar, aber mit Leistung is da nix, und Wirkungsgrad ?????????
Ich würde nicht über 16 Pole gehen (segmentiert) und Schrägnut !! ist kein Problem zu wickeln !! Der Versatz ist ja nur die Spalltbreite zwischen den H Köpfen .

Gruß Aloys.
 

Fitten

User
Hi Aloys,
wer ist sich denn hier uneinig?
Bitte vergiss nicht, dass die Ummagnetisierungsverluste sehr stark von der Frequenz abhängig sind. Bei z.B. 6000rpm geb ich Dir Recht. Dann wäre auch ein Versuch unnötig, und zwar nicht nur wegen den Ummagnetisierungsverlusten im Statorblech sondern auch wegen den Wirbelstromverlusten in den Magneten und im Rückschluss. Bei 400rpm oder 500rpm sind die Verluste aber hoffentlich vertretbar.

Der von Ralph beschriebene 12N20P Versuch ist nicht mit einem 12N14P vergleichbar, da das 20polige Wicklungsschema AbCaBcAbCaBc einen deutlich kleineren Wicklungsfaktor als das 14polige AabBCcaABbcC hat. Daher (+ weitere Gründe) war der 12N20P von Anfang an chancenlos gegenüber einen 12N14P meiner Meinung nach.

Gruss
 
friedhelm,

ich finds irgendwie schade, dass du auch nur wieder ein hauptberuflicher entwickler bist, der die einschlägigen foren abfischt um das evtl. wirtschaftlich verwertbare körnchen aufzusammeln :( .


vg
ralph
 

FamZim

User
Hi

Hab nun auch mal den 12N 20P von Ralph studiert !
Da sind schon 2 (verschiedene) Magnete vor dem Hammerkopf und es wird schön warm.
Beim 34 Poler sind es dann gar 3 Mags die mit höchsten Feldern die Aussenfläche dort belasten .
Na gut macht ja nur 500 U/min und der H Kopf wird in der Mitte etwas ausgenommen.
Geschiet das an den Einzelblechen ? oder im Block mit verklebten Blechen?
Für die Stegmagnetisierung ist dann nur noch " ein " rellatief schmaler Magnet übrig, ob das reicht.
Es geht doch um hohe Drehmomente !
Die Lehrlauf-Drehzahl geht sicher nicht so weit runter wie sie es nach der Frequenzerhöhung sollte.
Das ist eine Messmöglichkeit um die Feldstärke abzuschätzen.

Bei den ganzen Vergleichen mit Hochpolern fällt mir auf das der RR eigendlich immer dünner wird und das fördert die Verformbarkeit des selben.
Aufgedickt und damit stabieler wird ER nur durch das einkleben der Magnete und eines Antiwanderringes oder das Dünnringlager.
Ich vertrehte auch die Meinung das nicht Magnetische Kräfte die Magnete abreissen oder zerbrechen sondern alleine das Verbiegen der Glocke durch Schwingen im Durchmesser!

Da die 10 und 14 Poler nur 2 gegenüberliegende Arbeitspunkte haben, an denen die Drehmomentkräfte angreifen, sind sie auch anfällig dafür.
Wenn noch mehr Magnete nebeneinander von einer Phase arbeiten wird das auch noch stärker.
Sehe ich dagegen einen 8 oder 16 Poler so ist das einleiten der Kräfte auf 4 stellen am Umpfang verteilt, ausserdem ist die Kraft auch nur halb so gross wie bei 10 oder 14 Polen.
Dadurch hat dieses System eine kleinere Schwingungsanregung und eine fielfach höhere Beständigkeit gegen Verformung der Glocke.
Ausserdem ist ein 8 poler hochturiger als ein 10 poler, und ein 16 poler langsamer als ein 14 poler, darum geht es doch eigendlich oder ???
Von Rastmoment wird ja kaum gesprochen :D .

Gruß Aloys.
 

Fitten

User
Hallo,

@Ralph: ja, ich bin hauptberuflicher E-Motor Entwickler! :cry: und ich dachte die Investment-Banker sind die Bösen....
Im Ernst: ich kann versichern, dass ich hier wirklich nur aus privaten Gründen aktiv geworden bin und bestimmt keine wirtschaftlichen Interessen verfolge! Wenn Du in der Vergangenheit andere Erfahrungen mit Berufskollegen machen musstest dann tut es mir leid - ich bins aber nicht gewesen! Wäre klasse, wenn Du mich hier trotzdem mit Deinem Wissen und Erfahrung unterstützen würdest. Und wer weiss, vielleicht kann ich ja auch mal etwas interessantes hier im Forum beitragen.

@Aloys: Es geht darum aus einem vorhandenen Motor das maximale Drehmoment bei tiefen Drehzahlen zu erreichen. Dazu die 3 erwähnten Schritte. Einer nach dem anderen. Die Nuten sollten in das vorhandene Paket (zB gefräst) werden, aber nur, wenn die beiden vorherigen Schritte auch erfolgreich waren.
Im Moment bin ich noch am wickeln und muss feststellen, dass das deutlich schwieriger ist als erwartet. Mein Daumen tut weh und eine Blase hab ich auch schon am Finger. :cry: Vielleicht sollte ich doch nen dünneren Draht verwenden oder 2 parallele statt den dicken 1.25er.
Um mechanische Schwingungen mach ich mir bei der tiefen Drehzahl keine Sorgen.

Gruss,
Friedhelm
 

FamZim

User
Hallo Friedhelm

Das es um das max Drehmoment geht ist schon klar, aber das auch die max CU Verluste dabei anfallen hoffendlich auch.
Das senkt den Wirkungsgrad ganz gewaltig.
Nimmt man mal 10 % CU Verlust bei 5000 U/min sind es 10 %, aber bei 500 U/min sind es die hälfte der Eingangsleistung :D ! :D
Mich interessiert schon !!! was damit angetrieben werden soll, da die Kühlung ohne zusatzmittel auch gleich null ist!

Gruß Aloys.
 

Fitten

User
Hi Aloys,
soll eigentlich mal ein Bobby-Car Antrieb für meinen kleinen Sohn werden. Ich möchte das Ziel aber noch nicht zu laut herausposaunen, da es noch jede Menge Stolpersteine gibt, die den Versuch vorzeitig beenden könnten. Zuerst den Motor vernünftig hinbekommen und dann Schritt für Schritt weiter machen. Ganz nach dem Motto: Der Weg ist das Ziel! ;)
Der Regler bzw. das Zusammenspiel zwischen Motor und Regler ist sicher das grösste Problem. Ich möchte es mit meinem vorhandenen Car Regler GM Genius 85 (sensorlos) versuchen. Sollte das nicht funktionieren (z.B. starkes Ruckeln oder so) wirds eng, denn dann würde nur noch 'tief in die Tasche greifen und 'nen neuen Regler mit Sensorrückführung kaufen' weiterhelfen, was wahrscheinlich das Ende des Versuchs bedeuten würde.

Ganz wichtig: KEIN Getriebe oder Kette - Direktantrieb ist angesagt (sonst wärs ja langweilig!)

Grüsse,
Friedhelm
 
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