erste Bastelversuche an einem Brushlessmotor

Ich hab ein paar kleine 1806 Outrunner (12n14p) hier auf dem Tisch, und möchte ein paar Versuche damit machen. Daher hab ich ein paar grundsätzliche(vermutlich dumme) Fragen dazu.

Zum einen wollte ich statt den originalen 6x3mm Magneten, größere 6x4mm in die Glocke einbauen. Mechanisch wäre das kein Problem, nur stellt sich mir nun die Frage, ob das elektromagnetisch überhaupt Sinn macht, und was sich dadurch voraussichtlich an der Drehzahl und Leistung verändert . Die Köpfe der STatorbleche haben ein Breite von 3.5mm, und einen Abstand von 1mm voneinander.

Könnte ich die Drehzahl deutlich anheben(ohne die Wicklung zu ändern), wenn ich einfach die Anzahl der Magneten auf 10 reduziere? Und wie breit sollten dann die 10 Magneten maximal sein?

Ist es generell sinnvoll, die Magneten so breit zu wählen, das so wenig Platz wie möglich zwischen den Magneten bleibt? Oder muß die Breite der Magneten, in irgendeinem Verhältnis zur Breite der StatorblechKöpfen stehen?

AUsserdem hab ich hier noch ein paar 2mm Wellen aus Titan(TiAl6V4) rumliegen. Macht es Sinn solche Titanwellen in einem Outrunner zu verwenden? Hat solch eine Titanwelle Vor- oder Nachteile, im Vergleich zu normalen STahlwellen.

Hallo

Das sind grundsätzlich keine dummen Fragen, sondern lassen erkennen das etwas mehr Grundwissen gewünscht ist.

Mit 3 mm Magneten ist die Magnetbreite für normalmotoren (75 % Magnetabdeckung) eigentlich schon gegeben.
Mit 4 mm währen es dann fast 100 % Abdeckung, und die Feldstärke (Sättigung) im Steg noch etwas grösser.
Das senkt die Drehzahl um geschätzte 10 % , mehr eher nicht.
Der Motor wird dadurch aber etwas Drehzahlsteifer, und höher belastbar, da eine höhere Spannung benötigt wirt für gleiche Drehzahl.

Bei 10 Magneten mit 4 mm Breite wirken die stärkere Magnetisierung im Steg und die wenigeren Umpolungen gegeneinander, und die Drehzahl steigt zwar, aber nicht im Verhältniß 10 zu 14 , eher mitten da zwischen.

Die Magnetabdeckung, ist das Verhältniß von gesammter Magnetbreite zur Luftspalltbreite, und ist zwischen 60 bis 80 % normal, und bestimmt aber wie elastisch (60 % ) oder Drehzahlsteif (80 bis 100 % ) sich der Motor verhällt.

Titan wird meist zur Gewichtreduzierung genommen, hat magnetisch bei den Motoren (Welle genau in der Mitte im System) keine Auswirkungen.

Gruß Aloys.

Vielen Dank für den Input. Das hilft mir schon mal sehr weiter in die richtige Richtung zu denken.

Sinkt mit 100% Magnetabdeckung der STrom im gleichen Verhältnis wie die nötige SPannung ansteigt, um die gleiche Drehzahl und Leistung wie mit 75% Magnetabdeckung zu erreichen? Bzw. steigt die Effektivität mit 100% Magnetabdeckung, im Vergleich zu 75% Magnetabdeckung?

Mit nur zehn 4mm Magneten(12n10p) würde ich ja wieder nur ne Magnetabdeckung von 70% haben. Ich würde daher versuchen immer zwei 3mm Magneten in gleicher Richtung nebeneinander zu legen, und müßte so mit insgesamt zwanzig 3mm Magneten auch wieder auf 100% Magnetabdeckung(12p10n) zu kommen.

Kann die Magnetsättigung auch zu groß für die Statorbleche/Wicklung werden, wenn ich z.B größere(höhere) Magneten verwende?

Gruß...San

Hallo San

Das Magnetsystem ist schon etwas komplex, es ist immer ein Magnetkreis wo das gesammte Feld fließt oder meist auch aufgeteilt fließt.
Das stärkste ist im Steg, um den die Spule gewickelt ist.
Der ist aber sehr dünn will ich mal sagen, und geht sehr stark in Sätigung.
Sätigung heist, das es nicht sinnvoll ist diese "unnötig" stark zu machen.
Dazu benötigt man dann starke (dicke) Magnete, oder breite Magnete, die durch den Hammerkopf, gebündelt das Feld leiten.
Sind die Magnete breiter als dieser Hammerkopf nützt das nicht mehr viel.
Zum Beispiel bei 100 % Abdeckung sind auch immer wieder 2 Magnete gleichzeitig vor diesem Hammerkopf, so das dieser AUCH noch quer das Feld zwischen diesen beiden Magneten kurz schließt, und auch dort unnötigerweise Ummagnetisierverluste entstehen.
Das Feld fehlt dann natürlich im Steg.
Je höher die Sätigung um so grösser der Bedarf an Magnetleistung, meßbar am Lehrlaufstrom, der alles in Bewegung halten muß.
Also ist 100 % nicht ratsam, wenn nicht nur im Überlastbetrieb betrieben wirt, nur für 5 Sek Einschaltdauer-Motoren sinnvoll denke ich.
Diese Hoch belastbaren Motoren haben aber auch keine 100 % Abdeckung, die haben einen extra Blechschnitt für den Stator.
Der Hammerkopf ist nicht übertrieben breit, aber dicker um das Querfeld mit nur wenig Sätigung zu haben.
Da ist sehr viel obtimiert worden mit teurem Dynamoblech in geringer Dicke (0,1 mm), kaum von Hand zu verarbeiten.
Wenn der Steg zb dicker wird, fehlt das schnell am Wickelraum, also immer wirt ein Kompromiß nötig sein, auch mit dickeren Magneten, die den Durchmesser des Motors grösser machen und das Gewicht erhöhen.

Man kann natürlich 2 Magnete nebeneinander kleben (kaskadieren) um die Wunschbreite zu erreichen.
Ich hab auch schon 4 mm und 3 mm nebeneinander eingebaut, das geht alles, wenn es um Experimente geht
Wichtig ist dann aber das die Unterschiede auch gemessen werden können, was oft das Problem dann ist, sonst weis man ja nicht ob es besser oder schlechter geworden ist.

Gruß Aloys.

FamZim schrieb:

Hallo San


Sind die Magnete breiter als dieser Hammerkopf nützt das nicht mehr viel.


Gruß Aloys.

Zum Vergrößern anklicken....

Gilt das auch unabhängig von dem Wickelschema, bzw. den 'Nebenresonanzen' die bei unterschiedlichen Wickelschema im Wickelfaktor entstehen?

Hallo

Die beiden Wickelschemen unterscheiden sich magnetisch eigentlich nicht von einander, nur beim Bestromen der Wicklung verändert sich das etwas.
Da im Luftspallt meist nur etwa 0,7 Teslar Feldstärke ist, reicht das zweifache der Stegbreite schon für die Sättigung aus.
Das ist in beiden Fällen (Bild 1 und 2 ) bei 12 und 6 Uhr der Fall.
Schaut man hingegen auf 3 und 9 Uhr, geht das Feld von einem Magneten quer durch den Hammerkopf zum Nachbarmagneten, und kein Feld durch Steg und Spule.
Sind die Magnete sehr breit, ist der Kammerkopf dadurch sehr hoch gesättigt mit entsprechenden Ummagnetisierverlusten.
Darum ist der H im Bild eigentlich zu dünn ausgelegt.
Ist der Hammerkopf sehr breit mit nur schmalem Schlitz, ergibt es einen weicheren (an) Lauf des Motors mit geringerer Rastung.
Das Feld in den Magneten und im Rückschluß ändert sich in der Stärke dadurch sehr wenig, und die Erwärmung bleibt (geringere Wirbelströme) gering.
Bei großen Spalten zwischen den Hammerstegen, schwankt auch das Feld in Magnet und Rückschluß stärker, und erwärmt diese.
Die starke Erwärmung im Lehrlauf mag auch daher kommen.
Unter Last, hamonisieren die Elektrofelder den jeweiligen Polwechsel.
Die Selbstinduktion bei beiden Wicklungsarten, ergibt dreiphasige Synuskurfen, die nur beim über einander legen, Unterschiede aufweisen.
Resonanzen werden da wohl keine im Motor erzeugt, das provoziert eher nur der Steller.
Das die beiden Spulen jeder Spulengruppe, erst kurz nacheinander die max Spannung generieren, ist auch kein Problem, das ist bei grösseren Maschinen mit überlappter Wicklung, mit bis zu 9 Spulen !!! normal.
Das ergibt auch noch eine ganz normale Synuskurve !

Gruß Aloys.

Breiterer Magneten macht demnach also nur Sinn, wenn auch die Stege in den Spulen breiter sind, wobei dann natürlich auch weniger Platz für die Wicklung bleibt. Gleiches gilt dann wohl auch für einen massiveren Hammerkopf. Wenn ich statt breiteren Magneten einfach höhere Magneten verwende, muß der STeg dann trotzdem massiver werden?

Der kleinstmögliche Spalt zwischen den Hammerköpfen, wird dann wohl durch das Werkzeug begrenzt, mit dem die Spule maschinell gewickelt wird.

Könnte man nicht auch für die Wicklung statt einem runden KupferDraht, einen flachen Kupferblechstreifen (über die gesamte STeghöhe) verwenden, ähnlich wie es auch bei HochfrequenzTrafos gemacht wird? Die Windungen liegen dann nicht mehr wie mit einer Drahtwicklung nebeneinander, sondern die Blechstreifen liegen übereinander. Das könnte doch das Platzproblem zwischen den STegen minimieren.

Die Magnete brauchen nur so dick sein das ihre magnetische Kraft grösser als die des Elektrofeldes ist, sonst bekommt der Steller eine Rückmeldung vom eigenen Feld.
Das ist dann nicht mehr synkron und der Steller muß abstellen, wenn seine Programierung das zu läst.
Statt dickerer Magnete kann auch der Luftspallt reduziert werden, aber man ist schnell an der Grenze zum sinnvollen.
Der Spallt zwischen den Hammerköpfen dämpft den Magnetfluß quer zum nächsten Magnet, ist der zu klein geht dort ständig ein Teil des Feldes verloren.
Wenigstens 2 mal Luftspallt würde ich sagen.
Wickeln kann man mit allem was man hat, auch flaches Band.
Damit kann aber nicht noch eine fehlende Windung oben am Rand gewickelt werden.
Ausserdem benötigt man unverhältnissmässig viel Platz für die Isolation zwischen den Bändern.
Bei Runddräten trägt die etwa 10 % vom Drahtdurchmesser auf, also 1 mm Draht ist 1,1 mm dick.
Runde und quadratische Leiter haben die geringste Oberfläche aussen herum.
Bei Bändern ist dann die Iso schnell mal genau so dick wie der Leiter, 10 Windungen mit 0,1 mm Band und 0,1 mm Iso sind schon über 50 % weg ohne die Nutauskleidung, die noch dazu kommt.
Quadratische müßten dann unten dicker und schmal sein ,und weiter oben dünn und breit, um die Nut aus zu nutzen.
Das geht aber alles
Auf der einen Seite besser aber auf der anderen viel schlechter !!

Gruß Aloys.

Ich hab mal mit der Wicklung etwas gedanklich herum gespielt.

Kann man die Wicklungen auch asymmetrisch verteilen(grün)?

Wie entscheidend ist der StegQuerschnitt am Boden der Nut(Pfeile)?

Der Blechschnitt sieht doch sehr gut obtimiert aus, Hammerkopf ausreichend dick und zum Steg noch dicker werdent.
Unter den Nuten ist auch ein Rückschluß ! der aber mit Wechselfeld belastet wird wie die Stege auch.
Das Feld teilt sich in links herum und rechts herum auf, und muß darum mindestens den halben Stegquerschnitt haben ! sonst droht Übersättigungsbetrieb mit Verlusten !
Die Wicklung sollte gleichmässig und bis oben hin verteilt sein.
Das E Feld geht ja um die Spule herum, und zentriert es dann schön bis zum Luftspallt.
Ist die Spule nur unten in der Nut kann bei hoher Last das Feld dann schon vor dem Luftspallt quer über der Spule, aber unterhalb des Luftspaltes von Steg zu Steg wechseln und den Wirkungsgrad senken.
Die Drehzahlsteifigkeit nimmt ab, und die Drehzahl auch.
Das ist dann wie Selbstinduktion bei einem Trafo, und erschwert dem Steller die Spannungserkennung durch die Magnetinduktion.
Ein paar % können da auch verschwinden, je höher die Last und das E Feld, um so grösser diese Induktion.
Die Nut wird im allgemeinen aber immer voll gewickelt

Gruß Aloys.

Stufen im Steg und Hammerkopf machen dem nach vermutlich auch wenig Sinn? Damit entstehen garantiert zusätzliche Probleme bei Übersättigung.

Ich brauche für meine Zahnradpumpe mehr Drehzahl, und will daher meinen 12n14p 1000KV Motor in einen 12n14p 1500KV Motor umwickeln. Mit der orginal 1000KV Wicklung nutze ich maximal halbe MaximalLeistung des Motors.

Ich habe mich für ein 2Schichten Delta Wickelschema entschieden. Nun habe ich dazu zwei Versionen dazu gefunden. Bei der ersten Version werden beide Zähne von aussen nach innen bewickelt. Bei der zweiten Version wird die erste Zahn von innen nach aussen, und der zweite Zahn von aussen nach innen bewickelt.

Macht das einen elektromagnetischen Unterschied, oder ist das nur kosmetisch um das Bewickeln leichter von der Hand gehen zu lassen?

Meine Statorbleche gehören eher zu der gröberen Sorte(0.5mm). Von daher ist es wahrscheinlich sinnvoll, wenn die Magnetfelddrehzahl möglichst gering ausfällt.

Hat eine DLRK-Delta Wicklung die gleiche Magnetfelddrehzahl wie eine einfache DeltaWicklung bei gleichem KV? Wie schaut das mit der Magnetfelddrehzahl zwischen Stern und Delta bei gleicher Wickelmetode und KV aus?

Hier mal mein erster Wickelversuch nach dem zweiten DLRK Wickelschema. Um mit den 10Turn einigermassen auf 1500KV runter zu kommen, werd ich die aber im STern verschalten müßen. Geht das überhaupt mit diesem Wickelschema, was ja eigentlich wohl für Deltaverschaltung optimiert ist? Ich wollte auf jeden Fall nur eine Lage auf die Zähne wickeln, weil die MotorKühlung an der Zahnradpumpe etwas kritisch ist(beschränkte Luftzirkulation).

Hi !

Ob du außen oder innen anfängst zu wickeln ist egal, hauptsache die beiden zusammengehörenden Zähne sind entgegengesetzt vom Wickelsinn.
Sternschaltung geht auch, da musst du nur aufpassen, die richtigen Enden zusammenzufassen.
Wollte noch auf die Seite von Holger Lambertus verwisen, aber die scheints ja nicht mehr zu geben. Da war ein sehr schöner Wicklungsrechner drauf.

Viele Grüße,
Sebastian

Hallo

Will man alle Enden aussen haben, wickelt man von Aussen zur Welle und wieder nach Aussen.
Will man alle Enden in Wellennähe haben, von Innen nach Aussen und wieder runter (mit durchziehen) nach Innen.
Weniger Windungen dreht höher !!!! halbe Windungszahl = doppelte Drehzahl.
Sternschaltung dreht um 1,73 mal Langsamer !
Zwei Parallelmotoren drehen auch doppelte Drehzahl.
2 Parallele im Stern dann 1,15 mal schneller!

Weniger Windungen gleich dickerer Draht !!!!

Gruß Aloys.

Vielen Dank für eure Infos. So ähnlich hab ich das auch schon vermutet. DIe Wicklungsenden innen gefällt mir besser, solange ich nur eine Windungslage auf den Zahn wickeln will.

Auf Anhieb die passende KV zu treffen ist wahrscheinlich eh nicht machbar, und daher werd ich erst mal ein paar Probewicklungen probieren.

Beeinflusst der Drahtquerschnitt bei gleicher Turnzahl, die lastunabhängige KV des Motors?

Hallo

Elektrick ist eigenlich ganz einfach .
Drehzahl von 1 000 kv mit 10 Windungen auf 1 500 kv sind 10 Windungen durch 1,5 = 6,66 Windungen.
Da macht man auf einen Zahn 6 und den daneben dann 7 Windungen.
Oder, da so fiel Platz ist, 2 mal 6,66 gleich 13,33 Windungen auf jeden Zahn aber dann 2 Parallelmotore, mit 13 Windungen!
Und mach die Nuten voll, es soll ja mehr Leistung kommen?

Gruß Aloys.