ОКР "Инвалидная коляска с мотор-колесами и LiFePo аккумулятором"

[nikvic]

Дык у нас есть редуктор. Электромагнитный, но есть.

Пока что никаких данных о Вашем чудо-моторе с режимом малого  РПМ, большого момента при  приличного КПД нет.
Не вижу теоретических предпосылок для возможности оного, против - вижу.

[Abos]

Без уточнения КПД и мощности - пустой разговор, достаточно и двадцати. Вот только чего? Уж зубцы-то должны на 3 делица
=================
Автор указал 400мм как посадочный диаметр для шины колеса в 22", т.е. ~1.75м за оборот. На мой взгляд, великовато, ну да пусть так. Для прогулочной скорости, 3.5км/ч, получаем 2000 оборотов в час или 0.56гц. Для достижения "нормальных" электрических 50гц понадобится 180 магнитов, и расположить их придётся на 125-сантиметровой длине внутренней окружности ротора.
О статоре и говорить не буду - дохлое  дело. Гораздо перспективнее выглядит МК с планетаркой, хотя и там придётся перестраивать мотор на низкооборотный.

Ну, да-к Вы все правильно подсчитали. Только вместо 180 постоянных магнитов с шириной полюсной дуги 0,8 от полюсного деления представьте себе  по 100 зубцов с шириной коронки зубца 0,4 от зубцового деления 2-х пакетов ротора, смещенных относительно друг друга на половину зубцового деления, а между ними один цилиндрический (кольцеобразный) магнит (и забудьте про него). Ротор будет вести точно так же, как если бы на нем было 200 постоянных магнитов в Вашем представлении. И ширина коронки зубца пакета ротора будет как раз5мм, что вполне умещается на 125 см длины окружности ротора.

А я Вам пока напишу расчетные данные на двигатель, который описал (с аксиальным возбуждением от постоянного магнита).
Число фаз обмотки якоря выбрал - 3 (можно пересчитать и на другое число фаз - не принципиально).
Общее число зубчатых полюсов якоря в машине - 15.
Число зубчатых полюсов якоря в фазе - понятно, что 5.
Число элементарных зубцов на каждом полюсе якоря - 7.
Число зубцов на каждом из 2-х пакетов ротора - 100.

[b-b]AV-master![/b-b] Я так понимаю, Вы этот мотор просили прикинуть (с чертежами)? Попробую прорисовать на внешнем диаметре ротора 400 мм. Укажите, какую длину активного железа (сердечника) взять в осевом направлении.

[av-master]

Если Вам достаточно теоретических предпосылок:
с Wiki : -- "Изменение коэффициента электромагнитной редукции позволяет создавать машины для облегченных и, напротив, тяжелых условий работы, включая моментные двигатели."
+

Низкооборотный моментный электродвигатель управляет запорным клапаном через привод винт-гайка. При необходимости колесо ручного управления запорного клапана может одевается непосредственно на вал электродвигателя с торцевой его части, при этом в режиме ручного управления электродвигатель не мешает управлять штоком запорного клапана. Встроенный микропроцессорный блок управления позволяет программировать следующие характеристики электропривода: усилия открытия и закрытия клапана, скорость открытия и закрытия. При открытии клапана кратковременно формируется пьедестал (время которого тоже программируется) с увеличенным усилием, позволяющим надёжно открывать клапан. Усилие на клапане программируется и может достигать 800 кг при длине набора статора 30 мм, 1600 кг - 60 мм, 3200 кг - 120 мм, при этом электродвигатель надёжно защищён от перегрузок и перегрева.

Основные характеристики электропривода:
Диаметр статора - 164 мм.
Активная длина - 30 мм.
Рабочий ход штока - до 60 мм.
Скорость перемещения штока - 1-80 мм/мин (устанавливается программно).
Усилие на штоке - 630 кг (не менее).
Программно устанавливаемое значение усилия на штоке 10 - 630 кг.
Линейный или дискретный датчик положения запорного клапана.
Питание от сети 220 В.
Мощность потребляемая при перемещении штока - 280 Вт.
Мощность потребляемая в дежурном режиме - 10 Вт (не более).
Защита от перегрева и перегрузки по току.
Возможность использования встроенного микропроцессора для решения задач регулирования давления, температуры, уровня и других параметров (при наличии соответствующих периферийных датчиков) по заданному алгоритму.
Возможность объединения в сеть до 60 электроприводов (по трём проводам) с пультами или компьютерами дистанционного управления (ПДУ). Имеется возможность расширения сети. Пульт (может быть несколько пультов) позволяет управлять положением штока каждой задвижки, обмениваться информацией с каждым электроприводом, изменять основные параметры электропривода: скорость перемещеня штока, усилия открытия и закрытия запорного клапана и т.д.
Возможность подключения ПДУ к любой компьтерной системе управления с помощью устанавливаемого в РС-компьютер CAN-переходника, серийно выпускаемого фирмой "КАСКОД".
Возможность ручного управления запорным клапаном.

Дополнительно могут поставляться модели электроприводов с набором статора 60 и 120 мм, при этом максимальное усилие на штоке составляет 1600 кг и 3200 кг соответственно, с рабочим ходом штока до 170 мм.

[av-master]

Abos 400 точно не потянем по изготовлению. вот 225 еще реально. толщина с подшипниковыми щитами 50-60 мм. т.е на железо 15-20 мм толщины максимум.

[Abos]

Abos 400 точно не потянем по изготовлению. вот 225 еще реально. толщина с подшипниковыми щитами 50-60 мм. т.е на железо 15-20 мм толщины максимум.

Хорошо! Попробую на 225 мм и 20 мм прорисовать.

[aleks17121960]

Все это классно,но товарисчу надо готовую технику собирать,а у вас нет её!Давайте из возможностей исходить,а?На данный момент альтернативы редукторному коллекторнику нет,да?Дав и заказчик,по ходу,это понял и у нас не появляется.Щас ему впарят чето МК-колесное,высокотехнологичное,но плохо работающее.

[Микроныч]

Все это классно,но товарисчу надо готовую технику собирать,а у вас нет её!Давайте из возможностей исходить,а?На данный момент альтернативы редукторному коллекторнику нет,да?Дав и заказчик,по ходу,это понял и у нас не появляется.Щас ему впарят чето МК-колесное,высокотехнологичное,но плохо работающее.

На самом деле я доволен подходом команды, которая взялась за такое сложное дело. Большое им спасибо! Ничего в моих технических условиях не изменилось и не изменится - я намерен достичь реального результата - создать сверхлегкую дешевую и технологичную коляску на МК. А в перспективе, даст Бог, выйти на роботизированную многоколесную систему транспортировки инвалидов с функциями преодоления различных препятствий - лестниц, бордюров и т.д.
Именно с такой перспективой и делается сегодня наш проект.
Что касается моей работы - я уже сделал прототип на китайских МК 500 ватт, скрестив их контроллеры с восьмиканальным пропорциональным радиоуправлением Futaba. Получилось электромеханическое управление по радиоканалу - рулевые машинки крутят выпиленные из ручек газа магнитные полоски мимо датчиков холла.... Все работает как часы ; Джойстик экспериментальный - два рычага по типу тракторного управления. Чтобы вперед-назад крутить колеса воспользовался схемой реверса здешней форумской - контакты опять же, замыкают рулевые машинки. Итого на пульте управления только два рычажка. При пересечении средней точки срабатывает геркон торможения (если отпустить джойстик, коляска остановится под действием электротормоза). Дальность связи у меня около 500 метров - дальше не пробовал.  Зрелище фантастическое - можно сидя на диване управлять коляской, перемещающейся по двору... Если поставить видеокамеру... Ну сами домыслите Видео будет позже, и с более подробным отчетом...

[Abos]

Кидаю эскизы чертежей. Размеры и остальные чертежи завтра.
Лист статора.

[Abos]

Лист ротора.

[Abos]

Общий вид с разрезом А-А.

[Abos]

Общий вид с разрезом В-В.

[nikvic]

Скорость перемещения штока - ... 80 мм/мин
Усилие на штоке - 630 кг (не менее).
Мощность потребляемая при перемещении штока - 280 Вт.

Итого - КПД=3%. И это - при использовании механического (винтового) редуктора.

[zap]

Действительно, запредельно мало получается. Меня смущает скорость штока 1-80мм в минуту. Правда, если считать что в секунду, КПД получается 200%... странно.

[nikvic]

Общий вид с разрезом В-В.

Прикинем, как изменяется окружная сила при удвоении числа зубьев. В первом приближении - никак! Сила пропорциональна квадрату индукции и общей площади - и что Вы собираетесь увеличить???

Есть положительная сторона - уменьшение массы железа.

Однако возникнет проблема увеличения омических потерь, если сохранять индукцию. Окна приходится делать мельче, а индукция пропорциональна плотности тока, помноженной на ширину окна.
В этом месте я и накололся, пытаясь перейти к бОльшему числу магнитов в обыкновенном МК. Так для данного радиуса есть оптимальное, и не слишком большое, число зубьев...

[Abos]

Скорость перемещения штока - ... 80 мм/мин
Усилие на штоке - 630 кг (не менее).
Мощность потребляемая при перемещении штока - 280 Вт.

Итого - КПД=3%. И это - при использовании механического (винтового) редуктора.

Ну это Вы загнули по поводу КПД. У вентильного (правильно спроектированного) SRM с ДПР при питании от преобразователя КПД примерно 75% (без механического редуктора). Правда он "тяжеловат" по сравнению с вентильным BLDC.

Потому и прорисовываю вариант вентильного двигателя с постоянными магнитами, у которого КПД около 90%, с электромагнитной редукцией частоты вращения без механического редуктора (прямой привод).

[nikvic]

Ну это Вы загнули по поводу КПД. У вентильного (правильно спроектированного) SRM с ДПР при питании от преобразователя КПД примерно 75% (без механического редуктора). Правда он "тяжеловат" по сравнению с вентильным BLDC.

Потому и прорисовываю вариант вентильного двигателя с постоянными магнитами, у которого КПД около 90%, с электромагнитной редукцией частоты вращения без механического редуктора (прямой привод).

Гм, я Вас просил привести три одновременные характеристики - вот и получайте. Но можете и сосчитать самостоятельно

А что такое "вентильный с постлянными магнитами"? ==Ok, БДПТ или BLDC==

Там везде одни проблемы. Именно, коэфф. намагничиваемости железа с разумным
ограничением и проводимость меди. Для данных габаритов возникают непреодолимые ограничения, связывающие "тягу по зазору" и тепловую мощность.
Без всякого привлечения потерь на перемагничикание и токи в железе.

[nikvic]

 

[av-master]

>>> Итого - КПД=3%
В каком типе двигателя будет больше ?