Hilfe bei einem 24N22P

[FamZim]

Hallo Kristian

Die von Dir ausgerechnete Rastung ist so gering !!!!! da würde ich mir keine Sorgen machen.
Das sind 3 Stellen hinter dem Komma !
Ich habe schon an meinem 65/15 ner, 2,7 kg am Umpfang aussen gemessen.
Das ist dann rund 1 Nm und somit 50 mal stärker als Dein max Wert !
Das Drehmoment für die Ummagnetisierung lag bei ~ 90 g am Umpfang, sind ~ 0,032 Nm !! was als "leicht drehbahr" gefühlt wird.
Somit liegt das Rasten locker noch darunter, und ist kaum fühlbar.

Gruß Aloys.

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Kristian,

Es wäre reine Kaffesatzleserei wenn man in die gerechnete Kurve noch etwas hinein interpretieren möchte. Das Ergebnis ist ganz einfach, daß das Rastmoment sehr gering ist...

Wenn du möchtest, kann ich mir dein fem file und das Skript mal ansehen, vielleicht kann man noch etwas verbessern.

servus,
Martin

 

[Powercroco]

die zum erreichen deiner kurve nötige baugenauigkeit kannst du eh nicht realisieren und die abweichungen neigen bekanntermaßen eher dazu, sich negativ zu summieren statt auszugleichen!

somit ist das eh alles nur kaffeesatzleserei.
es ist besser, einfach auf dem teppich zu bleiben, statt alles dranzusetzen, sich die theorie passend zurechtzurechnen.

vg
ralph

 

[Martin Götzenberger]

Hallo,

Vermutlich würde man einen 24N20P als echten SPS-Schnitt letztlich genauso Rastarm hinbekommen, und da weiß man, was man bekommt.

Warum soll der Motor eigentlich überhaupt so extrem Rastarm sein?

servus,
Martin

 

[napo_bona]

Mir ist gerade noch etwas aufgefallen: In Femm gebe ich zwar die Dicke der Laminatschicht und den Füllgrad an, aber woher kennt das Programm die Statorhöhe? Oder ist der Wert des Rastmomentes in Bezug auf die Länge Einheitslos, dh. Nm/m?

In den Tutorials und der Hilfe habe ich dazu nix gefunden. Vielleicht kennt sich ja jemand aus.

Grüsse,
K

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Kristian,

Geh im Menü auf 'Problem', und du bekommst ein Eingabefenster, wo unter anderem 'Depth' angegeben ist. Genau das ist die Stapeldicke.

Die Laminatdicke ist bei der Berechnung übrigens vollkommen egal, so lange du keine harmonischen Analysen machst. Harmonische Analysen für 'unsere' BLDCs gehen in femm sowieso nicht, weil man ständig überall mit Sättigungseffekten zu tun hat...

servus,
Martin

 

[Christian Lucas]

Hi,
mich würde natürlich auch Interesieren weshalb du so eine Reluktanzmomentfreiheit anstrebst ? .Dafür wären andere Luftspulenmotorkonzepte besser geeignet.
Durch die Reluktanzeffekte werden sich die Glocke und der Stator auch bei super sauberer ausgewogenheit immer verbiegen und somit Geräusche verursachen.Den die Kräfte sind auch dann immernoch im Vollen umfang vorhanden und verbiegen die Bauteile.Sinn macht es wenn der Antrieb sehr langsam laufen soll und dabei möglcihst gleichmäsig.Aber da sind die Luftspulenmotoren egal ob Axial oder Longitudinal (sch..ß Wort und ist es überhaupt richtig Martin ?)Normaler Motor, sehr viel sauber zu steuern und zu regeln.
Wenn die Maschine läuft schaut es meist ganz anders aus .

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Christian,

... Axial oder Longitudinal (sch..ß Wort und ist es überhaupt richtig Martin ?)...

Ich habe mich inzwischen daran gewöhnt daß jeder Prof seine eigenen Bezeichnungen / Sichtweisen lehrt. Wie man das Kind nennt, ist mir herzlich egal.

Hier mal ein Beispiel zu so einem Motor als AL: http://www.powercroco.de/slotless_outrunner.html

servus,
Martin

 

[napo_bona]

Hallo zusammen,

Herzlichen Dank für das Feedback.

Zu Euren Fragen:
Warum soll er so rastarm laufen? Weil er im Unterwasserbetrieb seinen Einsatz finden wird/ soll. Etwaige Reluktanzmomente sind dem ruhigen Laufverhalten nicht unbedingt förderlich. Unter Wasser ist das Geräusch dann auf Dauer kaum erträglich.
Das Problem von möglichen Schwingungen der Glocke ist mir auch bewusst. Das wird entsprechend mit der Dicke des Rückschlussrings berücksichtigt. Jedenfals zum Teil, den Rest macht ein Ring.

Zur Kaffeesatztleserei: Diese Berechnungen per FEMM sind ein Weg den Motor näher zu untersuchen. Natürlich sind die Eingabeparameter entsprechend viele und bei jeder Art von Idealisierung mittels FE sind Vereinfachungen und mögliche Fehler mit dabei. Aber bevor ich mit dem Ergebnis der Berechnung nicht zufrieden bin fange ich mit der ‚Kaffeesatzleserei’ erst gar nicht an. Und so schnell gebe ich nicht auf. Der Eingabeparameter der Statorhöhe war für mich der springende Punkt. Vielen Dank für den Tip!
Außerdem: Ich kenne einen 24N22P Motor aus der Praxis, er hat ein enormes Rastmoment. Daraus möchte ich nicht schließen dass dies auf jeden Motor mit diesem Verhältnis zutrifft. Aber eine Einflussgröße, das Breitenverhältnis N/P, möchte ich gerne untersuchen. Dazu dient mir FEMM. Es geht um eine Tendenz und keine Kaffeesatzleserei.
Das Rastmoment liegt in der Berechnung nun bei ca. 1.2 Nm (mit der entsprechenden Statorhöhe. Sie war früher bei 1mm). Ich finde das ist viel!

Richtig, der Motor soll langsam im Direktantrieb betrieben werden. Mit Luftspulenmotoren kenne ich mich zugegeben gar nicht aus. Zu den normalen Brushless Motoren gibt es ausreichend Informationen und Referenzen das ich mir vorstellen kann einen halbwegs vernünftigen Motor mit einem sinnvollen Wirkungsgrad hinzubekommen.

Ich bin kein Motor-Profi und ein wenig ist auch der Weg das Ziel

Danke & Gruß,
K

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Kristian,

Wenn Geräusche im Wasser das Hauptproblem sind, dann sollte vielleicht darauf geachtet werden daß eventuelle Geräusche wenigstens in einem erträglichen Frequenzband liegen.

Zur Kaffesatzleserei: die Kurven zeigen IMHO fast ausschließlich numerisches Rauschen. Das Rauschen hängt extrem von der Art und Weise ab, wie die Berechnungen gemacht werden und wie das Modell aussieht. So lange die Kurven nichts einigermaßen sinusähnliches zeigen, macht eine Optimierung keinen großen Sinn. Daher mein Angebot.

Ob 1.2Nm viel sind, die Frage stellt sich erst einmal nicht, so lange die Kurven noch so verrauscht sind. Wären sie nicht verrauscht, müßte man sie vermutlich mit dem möglichen Moment vergleichen. Ein D=120mm l=60mm Motor erreicht bei 10N/cm² immerhin 136Nm. Da wäre 1.2Nm nicht mal ganz 1%. 10Nm gehen sicher mit einem passenden N/P-Verhältnis, und wenn der Schnitt passt.

Motoren mit Luftspulen müssen nicht schlecht sein. Meiner bringt immerhin nach Standard-Messmethode 93% Wirkungsgrad. Luftspulenmotoren lassen sich mit Hilfe von femm genauso leicht oder schwer berechnen wie normale Motoren mit genuteten Statoren. Die induzierte Spannung ist immer gleich Windungszahl mal Flussänderungsgeschwindigkeit, egal ob die Spule um Eisen oder um Luft gewickelt ist.

Ich kann es gut verstehen, wenn für Dich der Weg das Ziel ist. Dann ist der Thread mehr Doku als Nachfrage.

servus,
Martin

 

[napo_bona]

Hi Martin,

Ja das stimmt, der Verlauf der Kurven passt mir auch noch nicht. Die Ergebnisse konvergieren auch noch nicht. Keine Ahnung ob das am Netz liegt oder ich sonst etwas falsch gemacht habe. Gerne schicke ich Dir die fem Datei samt Skript zu. Wäre prima wenn Du Dir das mal anschauen könntest. Da ist bestimmt noch irgendwo der Wurm drin. Das muss ich allerdings morgen machen, da ich die Dateien auf einem anderen Rechner habe. Kann ich Dir die Daten zumailen?
Wie kommst Du auf die 136Nm? Den Schritt kann ich nicht genau nachvollziehen. Beziehst Du Dich mit dem Daumenwert von 10N/cm² auf den Längsquerschnitt 6x6cm?
Dein Luftspulenmotor gefällt mir super. Ich werde mal schauen ob ich zu dem Thema ein paar Infos im Netz finde, dann kann ich mich schlau lesen. Würde denn ein solcher Motor ein vergleichbares Drehmoment wie ein gewöhnlicher Nuten-Motor erreichen? So wie ich das verstanden habe waren die meisten Probleme mechanischer Natur.

Viele Grüße,

Kristian

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Kristian,

Ich hab' dir meine Mailadresse gemailt. Allerdings werde ich auch erst am Abend dazu kommen, was anzusehen.

Zu den 136Nm: Das Drehmoment entsteht ja letztlich an der Statoroberfläche. Dessen Struktur, die Gegenseite mit den Magneten und die Ströme entscheiden, mit welcher Kraft dort tangential gezogen / geschoben wird. Die Gesamtkraft entspricht damit der Stator-Mantelfläche mal der Schubdichte, und das Moment der Gesamtkraft mal dem Radius als Hebel.
Ich habe dann die Daten von #14 genommen, 120mm Durchmesser und 60mm Länge, das gibt 226,2cm² Oberfläche oder 2262 N Kraft, dann noch mal die 0,06m Hebelarm gibt 136Nm Drehmoment.
10N/cm² sind schon ordentlich viel, die Hälfte geht bei Wasserkühlung ganz sicher.

So ein Luftspulenmotor ist etwas knifflig im Aufbau, weil man die Spulen irgendwie an Ort und Stelle halten muß. Vermutlich wird es auch schwierig / unmöglich, ähnlich große Leistungsdichten zu erreichen, wie mit genuteten Motoren. Bei einem Unterwasserantrieb muß das aber kein Problem sein. Ein Vorteil: irgendwie runde Blechpakete gibt es bei fast jedem Motor, und wenn innen irgendwelche Nuten und Stiele sind, dann ist das für die Kühlung auch nicht schlecht.

servus,
Martin

 

[haschenk]

Hallo,

ich hab ein paar kleine 24N22P vom Hobbykönig, dort zu finden unter Turnigy 3020-1200.
Hoffentlich wird das jetzt nicht als Sakrileg gesehen... (und einen davon muß ich auch neu wickeln, da ich einen Wicklungsanschluß ganz innen abgebrochen habe).

Die Teile laufen ausgesprochen "soft" mit geringem Rastmoment. Ich hatte ein paar verschiedene, grob infrage kommende Motortypen gekauft und daraus den für meine Zwecke (kleine Schwebegeräte) bestgeeigneten gewählt. Dabei war das geringe Rastmoment auch ein wesentlicher Gesichtspunkt.

Aus der Angebotsseite ist übrigens nicht zu ersehen, daß es sich um einen solchen "Exot" handelt, und ich war schon etwas erstaunt, in dieser Größe noch 24N22P zu finden.


Gruß,
Helmut

 

[Powercroco]

dieser motor ist eine pure raubkopie des neutrino von steve neu, die ca. 6 wochen nach dessen erscheinen auf den markt geworfen wurde.

aber inzwischen ist sowas ja für niemanden mehr ein kriterium - es wird nur noch nach dem preis geguckt.
nebenbei sieht ma an diesem motor, dass china sogar gegen mexico (dort werden die neutrinos gewickelt) noch einen preisvorteil generiert.

bei meinen 24N22P versuchen (vcr-statoren) war das rasten klein.

vg
ralph

 

[napo_bona]

Die Email ist raus Vielen Dank!

Auf der LRK Seite (http://www.aerodesign.de/peter/2001/LRK350/Warum_dreht_er_so.html) habe ich folgende Formel gefunden

F = A x 4 B ^ 2

Hier wird die Kraft aus dem Magnetfluss im Luftspalt berechen und mit der Mantelfläche multipliziert. B wird mit 0.8 angenommen. Von den Einheiten stimmt die Gleichung nicht ganz, das heißt Newton kommt da nicht heraus.

Egal erstmal, auf jeden Fall werden hier 2.56N/cm^2 berechnet. Dieser Wert müsste doch eigentlich unabhängig davon sein ob die Spulen bestromt sind oder nicht. Denn das ist doch die maximale Kraft welche die Permanentmagneten aufbringen können. Aber es liegt deutlich unter 10N/cm^2...obwohl mir der Wert lieber ist .

Das sind nur Gedanken die mir gekommen sind weil ich nach Deiner Berechnung mal los-gegoogled habe. Freue mich immer etwas Neues zu lernen.

Viele Grüße,
K

 

[haschenk]

Hallo Ralph,

dieser motor ist eine pure raubkopie des neutrino von steve neu, die ca. 6 wochen nach dessen erscheinen auf den markt geworfen wurde.

Danke für die Info; das (bzw. das Original überhaupt) war mir nicht bekannt. Insbesondere im unteren Leistungssegment sind die Neu-Motoren hierzulande fast unbekannt. Und wie schon gesagt, ich hattte mich über dieses Teil, das so garnicht ins übliche Schema passt, etwas gewundert.

...aber inzwischen ist sowas ja für niemanden mehr ein kriterium - es wird nur noch nach dem preis geguckt.

Wenn sich das auf diesen Motor und mich bezieht, dann liegst du daneben. Schau dir einfach mal das Angebot in diesem Marktsegment an; da sind die China-Motoren prakt. alternativlos (vom Selbstbau und Aufkleber-Draufklebern mal abgesehen). Kosten tun die alle in etwa dasselbe, +/- ganz wenige USD.
Meine Wahl war ausschließlich technisch begründet Und wie sich gem. deiner Info zeigt, war sie wohl richtig (was mich dann auch wieder freut ;-) ).


Gruß,
Helmut

 

[Powercroco]

helmut,

du warst definitiv nicht gemeint.
tut mir leid, wenn ich's missverständlich formuliert habe.
ich kenne dich lange genug um zu wissen, dass das nicht dein stil wäre.

ich meine nur, dass niemend sich über die kopiererei aufgeregt hat, die meisten fanden es einfach nur gut, dass sie es billig kaufen konnten.
der sonst übliche "made with pride in usa" spruch war auch dortzulande schlagartig vergessen.


vg
ralph

 

[Martin Götzenberger]

Hallo Kristian,

Mein anderer Rechner rechnet schon....

Das Skript wäre nichts für mich. Das gibt die Daten ja erst ganz am Ende aus. Die Geduld hätte ich nicht

Gleich bekommst Du auch noch eine Mail.

servus,
Martin

 

[napo_bona]

Hallo zusammen,

Martin hat mir bei der Überarbeitung des FEMM Models geholfen, herzlichen Dank dafür . Heraus gekommen ist das Ergebnis siehe unten. Jetzt erkennt man zu mindestens schon einmal den zu erwarteten Verlauf.
Geändert hat Martin folgendes (bitte korrigiere/ ergänze mich gegebenenfalls):
- Der DXF wurde bereinigt; dh. einige Artefakte wurden gelöscht welche das Netz beinflusst haben
- Das Netz wurde angepasst & verfeinert, vor allem in den Übergangsbereichen

Das Rastniveau ist deutlich niedriger, aber dennoch beachtlich mit fast 0.5Nm.
In einer zweiten Berechnung habe ich die Anzahl der Schritte zwischen einer Periode auf 120 erhöht.

Viele Grüße,
Kristian

 

[napo_bona]

Martin, wie hast Du es geschafft das feine Netz hinzubekommen? Vor allem in Bereichen wo es gebraucht wird ist das Netz sehr fein.
Bei mir ist das irgenwie so, dass ich entweder alles fein vernetzen muss oder ganz grob. Der dünne Luftspalt bleibt davon aber unbeeinflusst...ein Rätsel

Viele Grüße,
Kristian