Пересчет мотора BE1806 (гадание по фото)
Пример пересчета бес-коллекторного мотора BE1806
(гадание по фотографиям без мотора на руках)
Мотор BE1806-2300kV, на рекомендованном токе 8А (макс. кпд) имеет тяговый момент в 340гр*см, что дает расчетную индукцию в зазоре около 0.57тл.
имеет размеры:
Ф наружный 23мм,
Ф внутренний ротора около 19мм,
Ф наружный статора 18.2мм,
ширина статора(зуба)=6мм,
высота зуба около 3.25мм
и толщину зуба около 1.3мм,
что дает “среднюю длину витка” =20.1мм
имеет примерно 10 витков на высоте зуба, что дает Фнар. провода 0.32мм и по меди 0.286мм согласно справочным данным на китайские провода.
отсюда, в слот статора “влезет” не более 45 витков этого провода.
Из ТТХ имеем омическое сопротивление мотора R=140мОм, отсюда ищем вариант его намотки … и убеждаемся что наиболее близкие значения дают 152мОм.
Уменьшение намотки согласовывает сопротивление мотора в варианте 33 витка по схеме 3d4TY (3 жилы, последовательные зубья, звезда).
(45-33)/45*100 = 27% бездарно потерянной МДС.
1. Вывод: мотор намотан “внавал” и имеет меньшее число витков чем может.
Далее, согласно Coil32 зуб мотора имеет ( 11 витков, экв. проводом) индуктивность Lt=0.52мкГн (11 витков выдает от 0.46 до 0.57мкГн, усредняем), без учета железа. Соответственно, согласно схеме общая индуктивность мотора составит L= Lt*4*2 = 4,16мкГн., что нам дает константу L*Kv = 9568
Рекомендуемый производителем “максимальный” ток = 8А, и согласно схеме соединения (последовательная звезда) этот тот течет по каждому зубу статора. Соответственно ток в 1 жиле Imax= 8/3= 2,7А, что дает пороговую плотность тока j=2.7/(3.14*0.286*0.286/4) = 41.5 А/кв.мм
- Наша задача перемотать этот мотор на kV=100 (gimbal применение).
а) Соответственно, получаем что индуктивность мотора надо получить около L100 = 9568/100=95,68 мкГн.
Наиболее простая намотка это мотать 1 жилой, последовательно соединяя зубья (схем “как” в сети много) и дальше соединять обмотки звездой или треугольником. Вот эти два варианта нам дадут для 1 зуба:
Lty = 95.68/8 = 11.96 мкГн, и Ltd = 95.68*3/2 = 143.52 мкГн.
б) Подбирая провод по его влезаемости в паз, обнаруживаем что ПЭВ-1 0.28 (dнар=0.325) входит практически “идеально”, давая нам 10 витков на слой и с учетом разного расстояния между зубьями внизу и вверху позволяет теоретически поиметь 45 витков на слот статора и можно увидеть что все остальные варианты заметно “хуже” по результирующей максимальной МДС (ампер-виткам).
2 Вывод: на заводе умеют подбирать провод в паз или пазы мотора “заточены” под конкретный провод.
Смотрим на Coil32 (расчет многослойной катушки на прямоугольном каркасе) и видим, что для индуктивности 11.96мкГн нам надо иметь около 51 витка, а то что лезет в паз дает не более 9мкГн, а вариант треугольника и вовсе “заоблачен” … или менять провод на другой, теряя МДС или смириться с несколько иным kV = 9568 / (9*4*2) = 133 или на треть больше желаемого … устроит? Если нет, то менять провод, теряя в крутящем моменте.
Далее, если нас новое kV устраивает (мотор будет иметь большие обороты и мягче механическую характеристику), то этот провод обладает погонным сопротивлением 0,28 ом/м и длина намотки зуба статора составит 904мм, что дает сопротивление 1 зуба Rt=0.253ом и общее сопротивление по схеме 1d4TY, R=Rt*4*2 = 2,04 ома.
Соответственно, максимальный момент с макс. током в 2.67А получим в режиме заблокированного ротора на напряжении питания U=2.67*2,04= 5.4в.
Итого, можно получить 6 вольтовый мотор (с небольшим перегрузом около 10%), который будет просить 2.7А с максимальным крутящим моментом на 27% превышающий исходный мотор и скоростью ХХ в районе 133*6 = 800 rpm.
Если принудительно ограничивать ток мотора в 2.7А контроллером и подавать его в режиме максимальной мощности, то напряжение на моторе можно поднять примерно в 2 раза до 12в, что соответственно повысит макс. скорость вращения на ХХ до 1600rpm. Но “останавливать” такой мотор уже сильно не рекомендуется.
Вот, собственно и “весь расчет”…
Сравнение исходного и пересчитанного моторов
Для того чтобы сравнить результаты с исходным мотором требуется исходный мотор привести к “общему знаменателю” (это просто проще), а именно определить его питающее напряжение при котором мотор можно останавливать полностью без риска “перегреть” и крутящий момент будет максимальным: Uип = Imax * R = 8 * 0.14 = 1.12в, что дает макс. электрическую мощность Pmax = 1.12*8 = 9вт.
Итого имеем:
BE1806-2300: Pmax=9вт, Imax=8A, Uип=1.12в, Vхх= 2576 rpm, Mmax = 0,033н*м (100%)
BE1806-133: Pmax=14.4вт, Imax=2.7A, Uип=5.4в, Vхх= 720 rpm, Mmax = 0,042н*м (127%)
То есть, на предельной мех. характеристике перемотанный мотор сможет иметь (14,4/9,6 - 1)*100% = … на 50% больше отдаваемой мощности чем исходный вариант при втрое меньших рабочих токах, что несколько упрощает всю электрическую часть питающей установки.
Пропорционально увеличивая рабочее напряжение можно получить большую мощность, но при этом надо будет как-то контролировать величину рабочего тока точно также как и для исходного мотора. Для практического сравнения результатов, напряжение на перемотанном моторе требуется поднять до: 7,4/1,12*5,4 = 35,7в. Нетрудно догадаться что при таком питающем напряжении пересчитанный мотор будет иметь около 95вт электрической мощи против 60вт исходного … то есть те же самые “на 50%”.
Скопипащу ссылку сюда тоже:
Сообщение от Панкратов Сергей
… Один из них- eCalc. www.ecalc.ch/motorcalc.php …
P.S. ПРИМЕЧАНИЕ по пересчету kV:
Приведенный выше пример - НЕВЕРЕН! Как выяснилось позже, статор мотора не представляется отдельными катушками - зубьями, как наивно полагал выше. Все зубья имеют единый каркас из железа и, соответственно взаимовлияние катушек-зубьев составляет практически 100% или сколько-то ещё, но много.
Правильнее принимать весь статор за единую, сложно спрофилированную в пространстве катушку индуктивности.
Отсюда, изменение индуктивности при перемотке мотора больше зависит от изменения общего количества витко и квадратично, как и всякая единая индуктивность.
Исправленная оценка нового kV после озвученной выше перемотки:
Исходный мотор - 11 витков на зуб дали kV = 2300.
Перемотка на 45 витков на зуб даст понижение kV в (11/45)*(11/45) раз или = 2300 * 0,0597 = 137 для той же схемы соединения обмоток - звезды.
Переход на треугольник даст в корень из 3 раз большее kV или 238.
Как ни странно, но оценка kV в соединении “звезда” оказалось похожей для обоих способов… 😃
