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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Magnetloser Innenläuferrotor?



Madmoony
30.01.2010, 08:57
Hallo,mir ist gerade so eine Idee gekommen,die mir nicht mehr aus dem Kopf will.
Wenn man einen Innenlaeufer haette der aussen drei Spulen hat(120grad versetzt) und dazwischen drei Magnete und das in einem Rueckschlussring,dann brauchte ein Rotor aus Aluminium nur zwei um 180grad versetzte Eisenplatten auf dem Umfang zu haben.
Keine magnetische Verbindung zwischen diesen Eisenplatten,also wie zwei Hammerkoepfe ohne die Stiele nur dann eben viel breiter.
So haette man keine Magnete die warm werden koennen im Rotor und koennte Spulen und Magnete besser von aussen kuehlen.

Umgedreht muesste das auch als Aussenlaeufer mit einer Aluminiumglocke und Eiseneinsaetzen gehen.

Was meint ihr?

gast_15994
30.01.2010, 09:02
jetzt steh ich schon im grundsatz auf dem schlauch.
warum soll sich das drehen können?

mal davon abgesehen: der aluminiumrotor mit massiven eisenplatten, den du schnell wechselnden magnetfeldern aussetzen willst wird herrlich warm werden. (WIRBELSTROMBREMSE)



vg
ralph

Madmoony
30.01.2010, 09:48
Ok Ralph,
genau der richtige Mann dafuer...

Gehen wir mal vom Alu weg und sagen wir nehmen kein massives Eisen,also lassen den Wirbelstromaspekt mal aussen vor.
Wenn du dir beim Innenlaeuferafbau mal vorstellst das du immer Spule und Magnet abwechseln auf der innenseite des Rueckschlussrohres hast und dann der Laeufer nur die benachbarten 2 Pole(also Spule und Magnet) miteinander magnetisch verbindet.
Dann hat man nur einen Fluss zwischen Spule ,Magnet und Laeufer.Also keinen Fluss quer durch den Laeufer( nur fluss im Hammerkopf,sozusagen)

gast_15994
30.01.2010, 10:14
du hast 3 magnete, die nicht gewendet werden und 3 magnete (spulen) die gewendet werden.

wie willst du die 3 magnete einbauen NSN? oder NNN?

Madmoony
30.01.2010, 10:24
Ja NSN
Ich hab mal nur die kleinste polzahl angenommen damit es nicht zu unuebersichtlich wird.
Kannst du dir den Aufbau im prinzip vorstellen?Ich kann bei meiner Ueberlegung keinen Fehler finden,das irritiert mich.Warum gibt es dann solche Motoren nicht?
Das war der Grund hier die Frage einzustellen.
Grundsaetzlich wird der Laeufer in ruhe eine Position auf der einen Seite zwische den Magneten einnehmen und auf der anderen Seite genau auf einem Magneten.
Beim bestromen der Spule die Zwischen den beiden erstgenannten Magneten liegt verschiebt sich der Laeufer also.Ergo: dreht.

Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 10:26
wenn er dreht - er wird aber keine kraft haben.
denn die "gegenkraft" fehlt weitgehend.
maximal wie ein ("magnetloser") reluktanzmotor könnte er imho drehen.
denn nur der im eisen aufgebaute magnetismus wäre wirksam.

evtl. bin ich aber auch auf dem holzweg.

Madmoony
30.01.2010, 10:35
Hmm,
ich denk die Gegenkraft muesste geauso gross sein wie nornal beim Innenlaeufer.Hier wird ja die Magnetkraft von aussen angeliefert und nur wie mit einen Spiegel umgelenkt.Die gesammtflussmenge bestimmt doch die Kraft.OK man hat 2 mal den Luftspalt,dafuer aber einen sehr kurzen Kreis.


Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 10:38
nö. beim innenläufer arbeiten immer ein elektromagnet (spule aussen) und ein permanentmagnet (läufer innen) miteinander.

vg
ralph

Christian Lucas
30.01.2010, 10:50
Morgen,
mach uns docheinkleines Bildchen,Zeichnung zum verständnis.
Es gibt durchaus Motoren die auch mit stehenden Permanentmagneten arbeiten .Aber es wird auchdort wechselfeldergeben bzw.Flußschwankungen die Verluste erzeugen.
Einfach mal zb. Unipolarmotoren oder Homopolarmotoren Googeln und sichdas Unipolarwegdenken .Du möchtest halt die Magnete irgendwo aussen fest binden und das Feld duch einen Luftspalt in den Läufer einfliesen lassen. Du brauchst aber umlaufende Pole um die durch die Spulen anschieben und drücken zulassen.Also gehts nichtzwischen den Statorzähnen .Aber von den Stirnseiten her alla Käfigläufer würde so etwas schon gehen.

Madmoony
30.01.2010, 10:53
Hier doch auch.Stell dir vor das waere ein Stueck vom Rueckschluss,nur halt beweglich.
Du hast doch den Kreis aus Spule-Aussenrueckschlussring-Magnet-Luftspalt-Laeufer-Luftspalt und dann wieder die Spule vom beginn.
Nicht echt anders als sonst auch.Nur bewegt nicht der Magnet sondern ein Teil des Rueckschlusses.Ist aber eine grosse kraft ,vergleichbar mit der Walgkraft die die Glocken verbiegt und die Magnete lockert(bein Aussenlaeufer)

Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 10:54
http://en.wikipedia.org/wiki/Squirrel-cage_rotor

Madmoony
30.01.2010, 11:22
@ Christian: bin auf der Arbeit,keine moeglichkeit fuer Bilder.

@Ralph : Nein,beim Kaefiglaeufer zapfst du ja Energie von aussen ab um das Innere Magnetfeld zu generieren.Das ist grob gesagt der Slip.

Ich denke das es hier(bei meinem Vorschlag) nur eine Spiegelung ohne grosse Verluste sein wird.
Und warum duerfen zwischen dem Spulen keine Magnete angeordnet werden?Es entstehen doch kleine Kreise die sich nichtmal ueberlappen.

Burkhard

plinse
30.01.2010, 11:39
Hier doch auch.Stell dir vor das waere ein Stueck vom Rueckschluss,nur halt beweglich.
Du hast doch den Kreis aus Spule-Aussenrueckschlussring-Magnet-Luftspalt-Laeufer-Luftspalt und dann wieder die Spule vom beginn.
Nicht echt anders als sonst auch.Nur bewegt nicht der Magnet sondern ein Teil des Rueckschlusses.
...
Burkhard

Planst du da eine Permanentmagnetisch vorgespannte Reluktanzmaschine oder willst du einen homogen runden Rotor? Oder "Alu" als nicht magnetisches Trägermaterial und Eisen gelegentlich als Flussleiter wie bei einer Reluktanzmaschine, die es über gestufte Rotoren macht? "Alu - Eisen" statt "kleiner-großer Luftspalt"?

Details der Ausführung mal aussen vor gelassen - Wirbelströme, ... entscheiden später natürlich massiv mit über die Qualität der Umsetzung...

Madmoony
30.01.2010, 11:42
@ Christian:
keine umlaufenden pole,sondern die pole stehen fest zwischen den Spulen und der "Innere Rueckschluss" bewegt sich.
Mist,ein Bild waere echt hilfreich.Hab hier ein Handy mit Kamera....

Burkhard

Madmoony
30.01.2010, 11:46
@ Plinse

Gut,tausche Alu gegen Kunststoff.Dient nur als Traeger der Flussplatten und darf magnetisch gesehen keinen Einfluss nehmen.
Es waere ein Motor mit drehendem Rueckschluss anstadt drehenden Spulen oder Magneten.

Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 11:46
....Permanentmagnetisch vorgespannte Reluktanzmaschine.....


hast du das grade erfunden, oder gibts das in echt?

vg
ralph

plinse
30.01.2010, 12:49
hast du das grade erfunden, oder gibts das in echt?

vg
ralph

Moin Ralph,

ich bin Ingenieur, nicht Germanist ;)

Das gibt es - solche Wortschöpfungen liegen mir fern ;) ...

Das ganze kombiniert eine bekannte Reluktanzmaschine mit PM-Vorspannung - geht in Richtung Schrittmotor mit Haltemoment.

plinse
30.01.2010, 12:52
@ Plinse

Gut,tausche Alu gegen Kunststoff.Dient nur als Traeger der Flussplatten und darf magnetisch gesehen keinen Einfluss nehmen.
Es waere ein Motor mit drehendem Rueckschluss anstadt drehenden Spulen oder Magneten.

Burkhard

Wenn du einen rein passiven Rotor hast, der sich nur in seiner Funktion als Rückschluss dreht, ist das eine Reluktanzmaschine.

Das kannst du durch einen unterbrochenen Rückschluss auf irgendeiner Trägerstruktur erzeugen - oder aber durch einen Rotor mit Nuten.

Die Leistungsdichte dieser Motoren ist nicht sonderlich berühmt, man verwendet sie hauptsächlich, wo es um robuste, billige Aufbauten geht.

Madmoony
30.01.2010, 12:55
Ja,hat gewisse paralellen.Nur bei einer Reluktanzmaschine ist der Hammerkopf klein und wird nur angezogen.Bei meiner Idee wird beides genutzt.Die breite des Hammerkopfes muss so im Bereich 2 mal Pol plus abstand derselbigen liegen.Ich arbeite an einer moeglichkeit ein Bild zu schicken..

Burkhard

Madmoony
30.01.2010, 12:58
@ Plinse
genau wegen der mauen Ausbeute beim Reluktanzmotor ja die Idee mit den eingefuegten Magneten.Damit kommen wir in den Bereich eines Innenlaeufers,oder wenn du so magst eines Schrittmotors.

Burkhard

Christian Lucas
30.01.2010, 13:04
Hi,kleine Zeichnung in windows paint geht auch . Aber überleg dir den Motor auch in bewegung .Nicht das es so eine Maschine wie bei Ingelheim wird mit stehenden Spulen die umlaufendes Eisen Magnetisieren ,oohne Komutierung mit Gleichfeld ,kann man auch gleich Permanentmagnete montieren .Läuft durch die Form der Eisenteile ,wenn mans Glaubt .
Ich bin auch immer auf Arbeit 24 Std. am Tag ,das must du mit deiner Chefin regeln ,irgendwie geht das schon.

Madmoony
30.01.2010, 13:10
Ne leider echte Arbeit,und der Firmenrechner/Network laesst fast nichts zu.Nichtmal ne deutsche Tastatur hab ich.:cry:

Bild werde ich gleich versuchen an Ralph zu senden.Paint und alles andere haben wir hier nicht installiert....wir sollen nur Arbeiten;)

Burkhard

Madmoony
30.01.2010, 13:14
Wie bei Ingelheim?

Madmoony
30.01.2010, 14:45
Hier nun hoffendlich ein Bild.

Burkhard

Madmoony
30.01.2010, 15:25
So,
hat da einer nun eine Idee zu? :confused:
Kann man das in diesem schoenen Programm berechnen lassen das den Magnetfluss simuliert?
Ich denke ein normaler Steller sollte keine Probleme damit haben,und die 2 Pol Variante dient zum Verstaendniss.
Hoehere Polzahlen sollten auch gehen und die Spulen koennen auch als Luftspulen ohne Kern gehen.Ziemlich analog zum klassische Innenlaeufer halt.

Wenn man eine Glocke aus zB. CFK nimmt koennte das auf einen Aussenlaeufer uebertragbar sein.Aber grau ist alle Teorie,wenn es aber so aussieht als wenn es gehen koennte sollte man ueber einen Prototypen nachdenken.(sowohl Innen als auch Aussenlaeufer)

Burkhard

FamZim
30.01.2010, 15:49
Hallo Burkhard

Ich denke mit einer Bestückung N S N wird der Steller nichs anfangen können eher N N N .
Ab 6 Spulen aber in N S N S N S schon eher.
Wenn der Eisen Anker dann 2 Magnete und eine Spule abdeckt, kann die Spule das Feld verstärken oder schwächen.
Hat er diese Stellung noch nicht erreicht zieht das Feld ihn dort hin, dann wird sie anders herum bestromt, und das Feld ist schwächer .
Dann übernimmt schon längst eine andere Phase mit Anzugsmoment.
In Den Mags ist aber auch immer ein stark schwankendes Feld was auch Ummagnetisierverluste bringt .
Ebenfalls in den sich drehenden Eisenteilen.
Laufen sollte das schon.

Gruß Aloys.

plinse
30.01.2010, 15:54
Fällt in den Bereich einer vorgespannten Reluktanzmaschine. Such mal was du dazu findest - das Prinzip ist weder neu, noch hat es sich flächendeckend durchgesetzt. Teilweise werden dabei die Magnete ins Joch integriert, teilweise als eigene Pole...

Madmoony
30.01.2010, 16:00
Hi
Wieso sollte das Feld in den Magneten mehr schwanken als bei anderen Motortypen?
Die Wirbelstromverluste im drehenden Anker kann man mit duennen Blechen mindern.
Der aussenliegende Rueckschlussring ist hoeher belastet ,aber nunmal aussen und daher sehr gut kuehlbar.
Ob da wirklich soviel verheitzt wird kann man nur spekulieren.Ich denke aber das der dann sehr robuste Laeufer da wieder stark entschaedigt.

Burkhard

FamZim
30.01.2010, 16:15
Hi

Lese doch mal das durch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Reluktanzmotor
Das ist schon aufschlussreich.
Dann wüst ich gern wie die "Eisenplatten" am 20 000 U/min Rotor "stabiel" befestigt werden,
stabieler als Ringmagnete ?

Gruß Aloys.

Madmoony
30.01.2010, 16:25
Ja,hab ich gelesen.
Da wird ja ganz klar gesagt das es sich um Maschinen OHNE Magnete handelt.Daher ruehrt auch der bescheidene Wirkungsgrad und die geringe Leistung bei gegebener Groesse.
MIT Magneten sollte das aber ganz anders aussehen.
Na das Befestigen muss man loesen(zB mit Bandagen wie es manche Hersteller machen),aber es gibt ja immernoch die Aussenlaeufervariante mit Kohleglocke.Da ist dann bei geringem Gewicht die Drehzahl kein problem.
Schade das es sich nicht simulieren laesst,sonst haette man da mehr einblick.

Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 19:08
"mein" freund martin meint, das sei so ne art Fluxgate-Motor. Allerdings gehe das nur wenn das Eisenteil
wechselnd den N und den S-Magneten zur Wicklung koppelt. Damit bräuchte man
also als Mindestausstattung 6 Spulen und 6 Magnete, 4 Eisenteile im Rotor.

zu fluxgate habe ich in wiki nix gefunden.


vg
ralph

Madmoony
30.01.2010, 19:37
Fluxgate....hmm..hmmm..ja...das kommt mir so vor wie der allseits beliebte FLUXKOMPENSATOR.
Der hatte ja auch drei Arme die leuchteten,wie die Motorenzuleitungen bei etwas zuviel Laststrom.
Nun gut,soweit der Ausflug in die Vergangenheit...:D

6 Spulen und 6 Magnete,dazu 4 Platten...sollte ja nun nicht soo das Hinderniss sein.
Ich muss mal schauen was ich da noch so rumliegen habe.
Ansonsten bitte schön weiterdiskutieren...was sagen denn die Prognosen in Punkto Leistungsdurchsatz?

Burkhard

PS: ist von Fluxgate die Kurzform Fluxi?

plinse
30.01.2010, 20:00
...
Schade das es sich nicht simulieren laesst,sonst haette man da mehr einblick.

Burkhard

Magnetkreise zu simulieren geht schon, dazu muss es aber erst mal gedanklich Sinn machen... .


Ja,hab ich gelesen.
Da wird ja ganz klar gesagt das es sich um Maschinen OHNE Magnete handelt.Daher ruehrt auch der bescheidene Wirkungsgrad und die geringe Leistung bei gegebener Groesse.
MIT Magneten sollte das aber ganz anders aussehen.
...

Das ist jetzt aber genau das Problem.

Magnetische Vorspannung macht Sinn:


Wenn man einen stationären Zustand mit wenig Energie halten will. Dann kann ich die PM-Magnete auch gerne im Stator verbauen. Dann ist es aber ein Schrittmotor auf Reluktanzbasis mit Rastmoment. Das Rastmoment wird unterstützt, auch wenn der Stator unbestromt ist. Du kannst also in eine Position stellen und ohne Bestromung bleibt das System dort stehen.
Fremderregte Synchronmaschinen: Die haben ein Gleichfeld für das Erregersystem. Will man den Erregerstrom senken, spannt man das System über Magnete vor und kann dann das Feld im Anlauf etwas stärken, zu hohen Drehzahlen hin etwas abschwächen. Die Magnete sitzen aber schon wieder auf dem Rotor.
ggf. weitere


Wenn du jetzt aber auf dem ersten Prinzip eine primär drehende Maschine bauen willst, musst du aber auch das Rastmoment überwinden - erst mal arbeitest du also gegen die Magnete, bis sie verstärkend in die neue Position ziehen. Für eine vornehmlich drehende Maschine also erst mal kein Vorteil.
Um den "Energiegewinn" der Magnete für ein primär drehendes System zu nutzen, brauchst du sie auf dem Läufer, so dass Elektromagnete mit PM-Magneten interagieren, ohne dass du die Energie der PM auf den Rotor bringen musst.

PM-Magnete im Stator sehe ich jetzt primär für die Unterstützung eines statischen Zustandes, wenn dieser einen großen Zeitanteil am Betrieb hat. Im dynamischen Fall muss man halt die halbe Zeit gegen sie arbeiten, um in der anderen Hälfte einen Gewinn zu bekommen.

Habe mir mal die 6 Spulen und 6 Magnete mit 4 Eisenteilen aufgezeichnet. Die Hälfte der Eisenteile hat damit die Spulen "links", die anderen "rechts". Damit kann eigentlich nur der halbe Motor kraftbildend sein oder? Vor allem fehlt mir noch etwas die Phantasie, wo da der Vorteil ggü normalen PSM liegen soll.

Madmoony
30.01.2010, 20:22
Gut,aber wenn ich das so sehe ist bei einem Standartmotor auch nicht der 'ganze' Motor gleichzeitig aktiv.
Eigentlich wird es ein ganz normaler Motor bei dem die Magnete aus dem Läufer herausdesign sind.Der Magnetische Weg ist nicht wirklich viel anders als bei einen 4Pol Innenläufer.

Wie ich eingangs schrieb,ist es auf einen Aussenläufer übertragbar,und da hab ich dann kaum noch rotierende Masse,von den 4 Eisenflächen mal abgsehen.

Es ist auch mehr oder minder ein Gedankenanstoss,soll ja nicht so umwälzend sein wie damals der LRK.

Der wurde als Urvater der heutigen Aussenläufer anfangs auch etwas belächelt und Stiefkindlich behandelt.Man sehe nur mal was mit etwas Entwicklungsaufwand daraus geworden ist.Ich will halt nur mal anregen auch nicht so 'normale' systeme zu bedenken.

Auf die Leistungsausbeute geschielt wage ich die kühne Behauptung das dieses System einen sehr flachen eta abfall bei starker Überlast und grossen Timing hat.(nicht das peak eta,da wirds nicht so prall)

Mal sehen wer da noch ein paar Ideen zu hat...

Burkhard

gast_15994
30.01.2010, 20:54
sieht mir jedenfals umsetzbarer aus, als der qfsm seinerzeit.
welche anforderungen stehen an den steller?
damit steht und fällt es ja meistens.


vg
ralph

Christian Lucas
30.01.2010, 21:03
Hi,
ganz nett aber bei der Kraftdichte wirds etwas hapern.Ein 3PH Motor kann schon noch etwas mehr wenn jede der 3 Phasen eine Vollbrücke bekommt und so nicht mehr nur 3 x 120°el bestromt werden kann sondern jede mit 180°el ,das geht dann schon recht rund.Wäre noch etwas für die Stellervisionen.Ausserdem bedenke auch das die vorhandenen Steller praktisch alle 3 Phasig sind .Vor dem LRK gab es auch die Modulare Dauermagnetmaschine .Die hatte für jede Spule einen Vollbrückensteller und dazu den Vorteil das man nicht mehr auf ein 2 bzw.3 Phasiges System achten muss .Da geht auch zb. 37N38P . Für sehr hohe Drehzahlen war die Reluktanzmaschine angedacht ,wäre ja nur geblechtes Eisen ,aber auch Siliziumeisen hat nur eine begrenzte Zugfestigkeit ,als Aussenläufer im CFK Mantel gehts auch da aber das geht auch mit PM ja auch .Bei höchsten Drehzahlen kommt auch noch die Aerodynamik der Aussenläuferglocke .Die Luftreibung kann ganz schöne Verluste produzieren ,das gilt auch für eine Reluktanzmaschine.Da brauchts dann ein Vacuum wie in Schwungmessenspeichern ,mit Welle herausführen wirds richtig Kompliziert.Also ich denke ,bei den PM Maschinen wurde schon verdammt viel Nachgedacht ,der Eike kann dir sicherlich ein Lied von Singen,und einen echten Vorteil kann ich nicht ersehen.

Madmoony
31.01.2010, 08:21
So,noch mal ne Nacht drueber geschlafen und nun auf der Arbeit zeit fuer ein paar Gedanken dazu.
Ich denke wenn ich mir die Arbeitstakte so ansehe das dieser Motor weniger mit einer Reluktanzmaschine als mit einem Innenlaeufer zu tun hat.

Jede Spule(jedes Spulenpaar) arbeitet gegen einen PM Magneten,genau wie in einem Innenlaeufer.Der Unterschied ist nur das der PM Magnet nicht weg kann,und so der innere Rueckschluss sich bewegen muss.

Bei einer Reluktanzmaschine wird der innere Rueckschluss nur angezogen und leitet einen teil der Kraft quer durch den Anker.
Hier wird die Kraft nur im aussenbereich geleitet und hat einen kurzen weg.Daraus resultiert ein "niederohmiger"Magnetkreis.
Zudem ist es hier eine normale interagition,also anziehen und abstossen,das ist gegenueber der Reluktanzmaschine 50% mehr Energiedurchsatz.

Ueberhaupt kann der Steller nur durch die eingefuegten Magnete Sensorlos arbeiten,da sonst keine verwertbare EMK zur Positionserkennung da waere.

Was das Drehzahlverhalten angeht...wie viele Innenlaeufer haben schon das Zeitliche gesegnet bei hoher Last kombiniert mit hohen Drehzahlen?
Die Ringmagnete sind Sproede und koennen leicht platzen.Zudem sind sie teuer und schwierig als kraeftige MEHRPOLER zu fertigen.

Das Magnetvolumen ist halt begrennst und wenn man es auf 4 oder 6 oder mehr Pole aufteilt,bleibt nicht mehr viel uebrig.
Die folge kann sein das der Rotor bei hoeherer Last entmagnetisiert wird -->schrott

Liegen die Magnete aussen haben sie ein wesentlich groesseres Volumen und sind frei von Fliehkraeften UND sind gekuehlt ueber den Aussenrueckschlussring.
Ich will hier das system nicht aufdraengen,aber mal anregen sich ernsthaft Gedanken darueber zu machen.Es scheint KEINE Reluktanzmaschine zu sein,nichtmal mit magnetischer Vorspannung.Das ist jetzt nur meine Meinung,ihr koennt also eine eigene haben ;)

Es ist jedoch so,das man auch mal versuchen sollte ueber den Tellerrand zu schauen und es nicht als eine "leicht abgewandelte aber bekannte" Sache abzutun und zu denken,nur weil es aehnelt sich auch gleich verhaelt.

Vieleicht ist daraus ja ein prima Motor zu entwickeln der in Punkto Robustheit und hohen Drehzahlen neue Felder eroeffnet.
In verbindung mit einer guten Zugaenglichkeit der Spulen UND Magnete kann hier ein Ansatz zur Feldschwaechung und damit zur geziehlten parameter Beeinflussung sein.
Vieleicht hat man ja nun die moeglichkeit fuer eine MOTORGANGSCHALTUNG mit viel Startdrehmoment und spaeter hoher Drehzahl.

Denkt mal drueber nach und setzt bitte nichts als schon dagewesen und bekannt vorraus,sodas annahmen einfach uebernommen werden.Gezieltes Hinterfragen von vermeintlich feststehenden Tatsachen hat schon oefters neue erkenntnisse gebracht.

So,fuer einen Sonntagmorgen ne menge Text.

gruss Burkhard

gast_15994
31.01.2010, 11:56
hab ich grade vom martin dazu bekommen:

http://www.powercroco.de/°forum8/fluxgate.gif

wo die ringlinie durchgezogen ist, denke ich sitzen die magnete.

vg
ralph

Madmoony
31.01.2010, 13:25
Na das ist doch ne schoene Animation...also lebt er schon fast :p

@Ralph wenn ich das so sehe muesste der Drehmomentverlauf garnicht so wellig werden,das kommt der Geraeuschkulisse zugute.Insgesammt macht es einen guten Eindruck,soweit ich das beurteilen kann.
Was sagst du dazu?
Die Magnetkreise sind schoen kompakt und kurz,aber ich kann die Spulenflussaenderung nicht so recht sehen.
Ich muss jedoch gestehen ,das ich nicht so oft mit diesen Bildern zu tun habe.
Da gibts bestimmt berufenere Muender...

Nur weiter so,die Saison rueck naeher und das Wasser ist nicht ewig fest.

gruss Burkhard

gast_15994
31.01.2010, 13:50
burkhardt,
ich hab von der theorie zu wenig ahnung (am ehesten "gefährliches halbwissen" ;) )- ich bin eher für die praktische seite der umsetzung "zuständig".

martin bezeichnet das als "ersten schuss".
seine bedenken:
"Problematisch ist imho auch daß die Magnete direkt neben der Wicklung sind.
Die Drähte und Eisen können die Temperatur eher ab als die Magnete.
Da ist der Abstand bei normalen Konzepten doch ganz gut. Es sei denn, man kann intensiv wasserkühlen."

teile ich.
aber der ausweg ist ja schon aufgezeigt.

schaun wir mal.


vg
ralph

Gast_1681
31.01.2010, 14:06
Tach,

ich find das Bildchen nicht schlecht. Burkhard, wenn Du damit mal nicht nen ganz großen Wurf gemacht hast;)

Zur Kühlung: die Magnete sitzen ja mit einer Seite direkt am RR; viel besser als beim klassischen Innenläufer, wo sie wie eine Gyroswalze von allen Seiten mit Hitze bombardiert werden.
Bringt man jetzt noch eine Okonsche Dickdraht-Einlagenwicklung auf, und lässt etwas Platz für Kühlluft, sollte das doch toll gehen!

Gruß,
Kuni

Madmoony
31.01.2010, 14:11
Hi
Ja das die Magnete von den Spulen aufgewaermt werden ist ein Argument.Je nach Auslegung sollte die Temperatur aber in moderaten Rahmen bleiben.
Die Wasserkuehlung ist ja nur fuer uns Bootfahrer eine Option,fuer Flieger muss es da ne andere Loesung geben.
Zumindest schein die Simulation schoene gleichmaessige Flussaenderungen zu zeigen.
Mir scheint aber die "breite" der inneren Eisenflaechen nicht so optimal zum Polabstand zu passen.
Das ist aber schwierig zu sehen weil ich noch keine Standbild moeglichkeit fuer die Animation gefunden habe.

Erster Schuss-das laesst hoffen das dein Freund Martin weiter daran arbeitet.Ich sag mal von meiner Stelle: Vielen Dank dafuer Martin!!
Weiter so.

gruss Burkhard

gast_15994
31.01.2010, 14:14
die einzelnen bilder aus dem animated gif kannst du mit irfan-view (freeware) extrahieren.

zur not geht auch die "arme-leute-lösung:) " mit screenshots (ALT+ Druck) und in irgend eine grafik mit Strg+V einfügen.

vg
ralph

Madmoony
31.01.2010, 14:54
@ Kuni
sollte... das so sein koennen wir alle bei RC-Network stolz auf Fluxi sein.
Eine Idee ist gut,aber es braucht auch Menschen die sie weitertragen und daran mitarbeiten.Ich moechte nicht wissen wieviele Ideen verschwunden sind,nur weil sie nicht weiter verfolgt wurden.
In diesem Sinne,bitte alle die etwas dazu beitragen koennen oder wollen-Herzlich gerne!!

Burkhard

Michael Schöttner
31.01.2010, 15:08
Hallo zusammen,
je mehr ich mich hier durchlese und je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr bin ich der Meinung, dass es sich im Prinzip um einen Hybridschrittmotor handelt.
Wo sich die Magnete letztendlich befinden spielt dabei keine große Rolle.
Der Schrittmotor ist übrigens auch ein reiner Synchronmotor und kann auch wie ein DC Brushless kommutiert angesteuert werden.

Beim Hybridschrittmotor ist das Eisene halt verzahnt um einen kleinen Schrittwinkel und damit ein hohes Moment zu erhalten.
Diese Prinzip mal gewichtsmäßig abzuspecken damit es flugtauglich wird, wäre mal zu überlegen.

Gruß,
Michael

FamZim
31.01.2010, 15:26
Hallo Burkhard

Ich halte auch die Abdeckung der drehenden Eisenteile für zu gross.
SO kann keiner der Magnete sein ganzes Feld durch die Spule schicken.
Wenn "diese" schmaler, und oder, die Magnete und Spulenkerne, schmaler wären, stiege die EMK sehr.
Das Feld würde nicht schon in den nächsten Magnet, sondern erst kurz, komplett, durch die Spule geleitet.
Übrigens !! ganz tolle Animation !!!!!!!!!!!!!!

Gruß Aloys.

Christian Lucas
31.01.2010, 16:10
Hi,
auch dreht sich der Rotor nur in der Simulation ,da sind noch keine Spulen auf den Statorzähen .Der Fluß zuckt nur zwischen den Magnetstreifen und dem Rotor herum ,die Statorzähne werden fast nicht genützt .
Bau dir so einen Statorzahn auf und dazu ein Rotorsegment. Die Magnetstreifen rechts und links und dann gib Strom auf die Spule und schau mal was sich wie bewegt.Wenns ordentlich Zuckt ,lohnt sich eine Waage anzuhängen und die Kraft in verschiedenen Positionen zu messen .Du kannst das auch ganz flach als Linearmaschine ausprobieren ,dann brauchts nur grade eckige Eisenklötzchen und Magnetquader und das Beste du must nicht einmal Blechen ,es reicht wenn das massives Eisen ist .
Ja die Animation ist schön gemacht vom Martin aber das ist in Animationsfilmen auch alles möglich was sich nicht in der Natur bewegt.

Madmoony
31.01.2010, 16:26
Gute Idee,wenn ich nacher von der Arbeit komme versuch ich das mal.Ich bin gespannt...

Burkhard

plinse
31.01.2010, 17:18
Hallo zusammen,
je mehr ich mich hier durchlese und je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr bin ich der Meinung, dass es sich im Prinzip um einen Hybridschrittmotor handelt.
Wo sich die Magnete letztendlich befinden spielt dabei keine große Rolle.
Der Schrittmotor ist übrigens auch ein reiner Synchronmotor und kann auch wie ein DC Brushless kommutiert angesteuert werden.

Beim Hybridschrittmotor ist das Eisene halt verzahnt um einen kleinen Schrittwinkel und damit ein hohes Moment zu erhalten.
Diese Prinzip mal gewichtsmäßig abzuspecken damit es flugtauglich wird, wäre mal zu überlegen.

Gruß,
Michael

Hallo Michael,

nenn es "Hybrid Schrittmotor" oder "Permanentmagnetischvorgespannte Reluktanzmaschine"... ich glaube wir meinen das gleiche.

Die Anordnung, die Martin durchgerechnet hat, habe ich auch mal angenähert und durchlaufen lassen - Rotorabdeckung 2/3 Eisen und 1/3 Luft - sehr ausgeprägte 12. Rastmomentordnung. Genau die Vorzugspositionen werden mit immenser Kraft gehalten.

Spulen habe ich mal drauf "getüdelt" - die induzierte Spannung ist zumindest dreisträngig komplett unsymmetrisch. Da findet sich auch nicht so schnell ein Stellerkonzept für. Klar muss man, wenn man es genau wissen will, noch mal die Rotorabdeckung beleuchten, bei einer normalen Maschine entscheidet aber die Polbreite auch nicht über die Symmetrie, nur über die Oberwellen...
So lange aber positive und negative Halbwelle unterschiedlich breit sind, macht das keinen Sinn für eine drehende Maschine.

Das sieht man auch gut an Martins animated gif, wie die Flussverkettung in den Spulen wechselt...

Primär ist es ein Schrittmotor, siehe Post 13 und da ist das Konzept auch bekannt.

Madmoony
31.01.2010, 18:12
Ok,
das mit den 12 rastmomenten wird ne harte Nuss,zugegeben.
Aber was ich nicht verstehen kann ist das sich bei einem symetrischen Aufbau eine asymetrische Spannung einstellt.
Nicht Sinusförmig,gut war zu erwarten,aber verschieden grosse(breite?) Halbwellen?
Wie sollte das geschehen?Liegt das an dem sagen wir mal '4pol' aufbau?Muss vieleicht der Läufer ein durch 3 teilbarer sein ?
Also ein dreiflächen Läufer in 12 Aussenpolen?Oder geht der Aufbau nur mit noch mehr polen und/oder anderen verhältnissen?

Burkhard

PS: eine 3 pol Läuferversion sollte das Rastmoment auch reduzieren,da die beiden anderen Platten des Läufers nicht optimal stehen können.

FamZim
31.01.2010, 20:38
Hi

Hab das betörende Bild noch mal angesehen, und komm zu dem Schluss, das eine ABCabc Wicklung das Richtige ist !
Bei Problemen die zweite Phase rückwärts Bestromen.
Ich meine aber das es Symmetrisch ist !!!!

Kann die Any auch mit N. S. Mags, in rot und grün dargestellt werden, und die Felder auch nur in dieser Farbe ??? das brächte mehr Klarheit (sichtbarer) über die Felderwechsel in der Spule.
Der schwarze Peter wäre dann an Martin (Endschuldigung) !!!!!!!!!!!!!!

Gruß Aloys.

plinse
31.01.2010, 21:55
Hi

Hab das betörende Bild noch mal angesehen, und komm zu dem Schluss, das eine ABCabc Wicklung das Richtige ist !

Klar, was anderes kommt nicht wirklich in Frage. Habe ich auch genommen.


...
Ich meine aber das es Symmetrisch ist !!!!


Naja nu - das ganze ist logisch erklärbar.

In der einen Position steht eines der 4 Rotorjoche mittig unter 2 Magneten. Damit schließt es die beiden Pole kurz und die mittig dazwischen befindliche Spule sieht keinen Fluss.

Dreht das ganze etwas weiter, koppelt so langsam der Fluss in die Spule ein. Der eine Magnet wird stärker abgedeckt, der andere weniger. Die Differenz landet in dem Zahn mit Spule.

Irgendwann deckt das Joch nur noch den einen Pol und den Zahn ab - der jetzt frei stehende Magnet (das Folgejoch ist noch nicht da), zieht aber noch seitlich Feld aus dem "gehenden" Joch ab, allerdings auch schon aus dem "kommenden", welches den Magneten noch nicht erreicht hat.


Etwas weiter gedreht, deckt das Joch den Magneten mittig ab und verteilt den Fluss nicht mehr nur auf den letzten Zahn sondern auch schon auf den folgenden Zahn - gleichmäßig.

Noch etwas weiter gedreht, steht die jetzt immer betrachtete Spule frei und das jetzt immer betrachtete Rotorjochsegment hat den nächsten Jahn erreicht, steht also zwischen Magnetpol und dem nächsten Zahn mit Spule. Die zuletzt betrachtete Spule ist ziemlich schlagartig feldfrei.

Kurz zusammengefasst - wenn das Erregerfeld in die Spule einkoppelt, steht das Rotorjochsegment zwischen 2 Magneten. Wenn der Fluss aus einer Spule wieder auskoppelt, steht es zwischen 2 Zähnen mit Spule. Damit verhalten sich Anstieg der Flussverkettung und Abfall unterschiedlich, der Flussverlauf hat unterschiedliche Gradienten und damit die ind. Spannung unterschiedlich geformte Halbwellen...

Mal es dir mal auf - die verschiedenen Positionen - da beisst die Maus den Faden nicht ab und etwas an den Polabdeckungen zu drehen, bringt da auch nichts, ändertdie Ursache nicht.

Man kann vielleicht die Rotorjoche in ihrer Form asymmetrisch trimmen, das wären dann aber aus dem Bauch raus geschätzt drehrichtungsgebundene Maßnahmen. Will man das?

Das Problem, was so ein Schrittmotor so mit sich bringt, ändert das auch nicht - wird keine klassische Antriebsmaschine auf die Weise.


...
Der schwarze Peter wäre dann an Martin (Endschuldigung) !!!!!!!!!!!!!!

Gruß Aloys.

Oder an deinem Bleistift, das ganze zeichnerisch mal nachzuvollziehen - brauchen tut man dafür kein FEM, es macht das ganze nur offensichtlicher ;) ...

FamZim
31.01.2010, 23:23
Hi

Ich würde da nichts Asymetrisch machen, nur alles etwas schmaler, die Mags; die Spulenkerne und die Rotoreisen ( Blech) teile .
Dann gibt es keine Magnetischen Kurzschlüsse (die beim Normalen AL halb so wild sind) sondern ein sinnvolles miteinander Arbeiten.

gruß Aloys.

Michael Schöttner
01.02.2010, 10:24
Hallo zusammen,

das Prinzip auf einen Linearmotor übertragen könnte auch so aussehen:

402982

Also den gibt es schon zu kaufen. Bei mir laufen ein paar Exemplare mit einem handelsüblichen 3- Phasen Servomotorcontroller:

http://www.festo.com/cat/de_de/data/doc_de/PDF/DE/ELGL-LAS_DE.PDF

Gruß,
Michael

Madmoony
02.02.2010, 13:36
Hi,
ich hab mal zuhause etwas rumprobiert.Das ergebniss ist zwar etwas weniger positiv als erwartet aber ich stellte fest das es prinzipiel geht.
Die breite des Laeufers ist recht kritisch gewesen,da musste ich viel probieren.Auch muss der Laeufer eine gewisse dicke haben,weil er sonst total gesaettigt war.

Es ist schon eine gewisse Kraft zu ueberwinden,ich denke wegen der kurzen magnetischen Kreise.
Daraus wird das spaetere Rastmoment resultieren.Ich habe jedoch auch einen Mega 22/30 zuhause der extrem rastet und dennoch sehr gut laeuft.
Im niedrigen Drehzahlbereich kann man es noch hoeren und fuehlen aber mit steigender Drehzahl verschwindet es dann.

Theoretisch muss der Luftspalt fuer hohe Drehzahlen und dabei gutes Eta goesser gewaehlt werden.Ich denke das es bei dieser Form besonders gilt.

Ich habe leider nicht das richtige Material zuhause um einen Proto zu bauen,aber es muss auch noch etwas mehr Grundlagenforschung getan werden.
Man sollte vor baubeginn wenigstens eine halbwegs optimierte Abdeckungs- und Querschnitts-Grundlage haben.

Ich denke generell sind stark rastende Motoren nicht von Nachteil,was man ja an Innenlaeufern mit Statoren a la Mega oder Flyware sieht.
Zumindest sollte man weiter darueber nachdenken.

@ Christian :wenn man den Rueckschlussring duenn ausfuehrt und einen geschlitzten zweiten darueber,kann man durch verdrehen dann den Fluss regeln,oder?
Gut es braucht ein Servo,aber das Patentierte Glocke verschieben auch,oder?


Gruss Burkhard

Madmoony
03.02.2010, 10:59
Hab da was zu gefunden:
www.ece.wisc.edu/~lipo/1997pub/97-27.PDF

Burkhard

Michael Schöttner
03.02.2010, 12:18
Hab da was zu gefunden:
www.ece.wisc.edu/~lipo/1997pub/97-27.PDF

Burkhard

Hallo Burhard,
das Funktionsprinzip entspricht genau dem der von mir gezeigten Linearmotoren.
Die Anzugskräfte und Rastmomente sind brachial!
Und wie Du schon richtig bemerkt hast, man benötigt unheimlich viel Eisen, damit es gut funktioniert. Ich hätte auch Bilder einer FEM Analyse bezüglich der Polbreiten und Polteilung.
Die darf ich leider nicht veröffentlichen.
Ich kann nur soviel dazu sagen: Änderungen der Polbreiten im zehntel mm Berich haben sehr große Auswirkungen auf die zu erwartende Kraft oder übertragen auf den Rotationsmotor, auf das Drehmoment.

Ich denke, dass das Prinzip nicht schlecht ist, dass aber die Optimierungsarbeit, das das Prinzip für einen Flugmotor taugt, sehr aufwändig sein wird.
Ohne FEM Analyse lohnt es sich nicht wirklich.

Gruß,
Michael