Самодельный двухфазный BLDC

[SUP-2101]

Подавал малой продольной подачей. На ТВ-16 между  центрами тесно, супорту ездить не получается. Вобщем, автоподача не работала, только вручную.

[TOM]

Как правильно намотать обмотки?:

Сегодня увидел тему, меня тоже интересует вариант двухфазного двигателя (или четырехфазного, кому как нравится). Для меня более оптимальным вариантом намотки будет первый, с намоткой на каждый зуб. При питании напряжением со сдвигом фаз 90 градусов будут задействованы все магниты и электромагниты. Причем все они одновременно будут работать и на притягивание, и на отталкивание. Недостаток этой схемы - потребуется восемь ключей для коммутации обмоток. Если применить коллектор, для коммутации вообще не нужны будут ключи, для регулировки будет достаточно простейшего ШИМ-регулятора.

[DIVAS]

[user]TOM[/user], ВСЕ ЭМ и ПМ одновременно ни в одном двигателе никогда работать не будут. Хотя бы потому, что некоторая часть из них всегда находится в мертвых зонах, где они не могут создать крутящий момент. И двухфазный двигатель в этом плане самый невыгодный, потому что "отдыхать" будет половина ЭМ.
Не, конечно можно в "отдыхающую" обмотку продолжать подавать ток, только зачем? Она будет совершенно бессмысленно греться, но не сможет создавать заметный крутящий момент.
Трёхфазные двигатели в этом плане интереснее - там уже 2/3 ЭМ работают, и лишь 1/3 отдыхает. Да и транзисторов для управления нужно меньше.
В чём Вы видите выгоду двухфазного БДПТ?

[SUP-2101]

Никакой выгоды, сугубо техническое рукоблудие из подножных материалов. Был бы статор с 18 или 21 пазом, то я бы делал трехфазник.

[DIVAS]

Никакой выгоды, сугубо техническое рукоблудие из подножных материалов.

Вашу мотивацию я уже давно понял...  Теперь мне интересно, какую выгоду хочет получить от двухфазника [user]TOM[/user].

Был бы статор с 18 или 21 пазом, то я бы делал трехфазник.

Так я ж Вам писал как трёхфазник из имеющегося железа можно сделать... 

[TOM]

[user]DIVAS[/user], я довольно долго разбирался, как работает предложенный вариант четырехфазного двигателя. И пришел к выводу, что такой двигатель вполне работоспособен. Все магниты и катушки могут работать одновременно и на притягивание, и на отталкивание. Не будет ни "отдыхающих" катушек, ни магнитов. Для этого нужно два условия - количество катушек должно быть в два раза больше количества магнитов, т.е на один полюс магнита должно быть две катушки. И питать их двумя напряжениями со сдвигом фаз 90 градусов. Почему-то считается, что такая схема невыгодна или вообще неработоспособна. В калькуляторах я ее не встречал. Но это интересный вариант, недостаток - нужно больше ключей для коммутации по сравнению с трехфазным двигателем. Просчитай, как работают катушки и магниты в этой конфигурации. Это несложно. И, возможно, ты не будешь так категоричен.

[DIVAS]

[user]TOM[/user],  уже считал.
Вы забываете, что ротор двигателя при работе не телепортируется из одного "выгодного" положения в другое, а равномерно вращается, проходя все положения. И среди этих положений далеко не все обеспечивают крутящий момент.
Основной крутящий момент катушка создает тогда, когда стык двух магнитов проходит над ней. При этом в конфиге XnYp, где X=2Y, вторая фаза в этот момент бездействует, находясь посередине магнита.
На рисунке выше как раз изображён момент переключения фаз, когда ни одна из фаз не может создать значительный момент.
Такой конфигурации свойственна сильная пульсация момента, поэтому в БДПТ обычно малофазные конфигурации не применяются. Даже трехфазные конфигурации обычно имеют 6, 9 или более магнитных фаз - это позволяет задействовать одновременно больше магнитных фаз и получать почти равномерный крутящий момент.
В большинстве задач нужен именно равномерный крутящий момент, как минимум для того чтобы иметь возможность запуска под нагрузкой.

[TOM]

Насчет пульсаций момента - согласен. Но у многих типов двигателей они могут быть значительно больше. И все же эти лвижки широко используются. В своей конструкции топикстартер использует ферритовые магниты, с ними пульсации момента будут меньше, чем с редкоземельными.

[DIVAS]

Насчет пульсаций момента - согласен. Но у многих типов двигателей они могут быть значительно больше.

У каких, например?

Разве что, у шаговых. Но на то они и шаговые, у них своя специфика работы.

И все же эти лвижки широко используются. В своей конструкции топикстартер использует ферритовые магниты, с ними пульсации момента будут меньше, чем с редкоземельными.

Ну, работать-то оно конечно будет, никуда не денется. Только вот преимуществ у двухфазной схемы перед трёхфазной в данном случае нет.
А насчёт магнитов... Пульсации будут меньше потому, что и сам момент меньше..!

[SUP-2101]

Выровнял на станке конусность поверхности под магниты. Действительно, каретка на полградуса была повернута. Вчера вклеил магниты. Лист из пакета магнитопровода заходит с зазором. Однако пакет больше чем наполовину не лезет. Ужас, ломаю голову как пакет собрать ровно и равномерно. Придется делать то чего хотел меньше всего - протачивать пакет по наруже. С магнитами опять вылезла небольшая конусность. Сам магнитопровод (каждый лист!) овален в пределах 2 десяток.
Теперь понятно, зачем в стоке зазор в спичку - сварить из этого набора вкусный супчик весьма непросто. Завтра может доберусь в мастерскую, буду ковырятся дальше.

[SUP-2101]

Итак, вчера придумал как собирать пакет пластин. Для этого надо сделать хомут из оцинковки.
С помощью пластинки - штангеля примерно выровнял пластины, потом обжал хомутом и затянул болтами, начисто проточил внутренний и внешний диаметры.



Проточил внутрянку вкладышей изоляторов:

Проточил черточку вдруг придется пакет разобрать.

Пакет в ротор вставился, посмотрим как пойдут дела с соосностью.
Итого имеем:

[SUP-2101]

Нашел кусок трубы для маточины (назву эту деталь так). Похоже на дюйм с четвертью. Внутренний диаметр примерно 36 мм. А надо 35 с соткой в минусе под 202 подшипник.
Вырезал полоску, потом, методом херякания молотком, сделал круглый розрезной стакан с внутренним диаметром 34 мм.
Завтра буду сваривать розрез полуавтоматом, и наваривать металл под место для пакета статора. Метод снеговика

[TOM]

[user]SUP-2101[/user], не перестаю удивляться твоим методам

[SUP-2101]

Снег шел лохмотьями, и снеговик получился некрасивый.

Посмотрел я на это безобразие и захотел выбросить сие через забор. В обеденный перерыв оправился в мастерскую и придумал нечто интереснее. Труба 1 1/4 дюйма порезана на колечки по 15мм, розрезана вдоль и согнута так чтобы туго вставиться в кусок толстостенной трубы 1,5 дюйма.

Получилось нечто такое.


Внутри втулки прихватил на пять точек. Сижу и думаю, может мало. Нудаладно. Дальше будет интересно проточка трех диаметров под подшипники и пакет с подгоном розмера +-сотка.

[SUP-2101]

Однако точить отверстия под подшипники еще рано. Я призабыл, вернее оставил на закуску, фланец крепления мотора.
Сделал вышеописанным методом из полосы 6мм.

Будет проточено и приварено, потом опять проточена фаска.

Сейчас немного эксперимента. Так и нет вразумительного ответа на вопрос что было первым курица или яйцо? как правильно намотать катушки? Напомню:

Сделал пробную намотку по схеме А.

Подключил свой самодельный осциллографический пробник, снимал на фотик Виктора Цоя и группу кино, потом делал покадровку, копипаст в пеинт и вуаля!
На катушках треугольники, плохо, что это пробный проворот пальцами на малой скорости, интересно просмотреть скважность импульсов.



Вариант намотки Б интереснее, на выходе если не прямоуголники, то трапеция точно.



Что мне подсказывает, что вариант Б  - это то, что мне надо. Станет вал на подшипники, будет видней.

[TOM]

Первый способ - напряжение близко к синусоиде, второй - прямоугольное. Что будет лучше - не знаю, надо экспериментировать.

[Abos]

А по схеме "А" двигатель разве будет работать? В указанный на рисунке момент времени просматривается явное "залипание," при котором электромагнитный момент равен нулю при любом временнОм токе в фазе "А" и фазе "В".

[SUP-2101]

Маточина с диском сварены вкучу.


А вал, похоже придется укорачивать. Будет видно после розыска звездочки/шкива.

Пока незнаю как крепить мотор. Есть мысль сделать в диске 5-6 резьб М6 под короткие болты. Толщина диска 4,5 мм. Аккурат 4 нитки резьбы поместится.
Диск будет проточены под обечайку/хомут с отверстиями, крепление болтиками М3 в торец диска.