Magnetloser Innenläuferrotor?

[Gast_1681]

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]

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

 

[Powercroco]

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]

@ 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]

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]

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]

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]

Gute Idee,wenn ich nacher von der Arbeit komme versuch ich das mal.Ich bin gespannt...

Burkhard

 

[plinse]

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]

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]

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]

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]

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]

Hallo zusammen,

das Prinzip auf einen Linearmotor übertragen könnte auch so aussehen:



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]

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]

DSPM

DSPM

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

Burkhard

 

[Michael Schöttner]

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