Специальные цены   новые товары
Закрытая тема
Показано с 1 по 19 из 19

Вопрос по электромоторам

Тема раздела Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки в категории Cамолёты - Электролеты; На днях заинтересовался вопросом о многожильной намотке и пришел к выводу что при одинаковом количестве витков обмотка в одну жилу ...

  1. #1

    Регистрация
    15.05.2001
    Адрес
    Ульяновск
    Возраст
    38
    Сообщений
    462

    Вопрос по электромоторам

    На днях заинтересовался вопросом о многожильной намотке и пришел к выводу что при одинаковом количестве витков обмотка в одну жилу проводом диаметром D эквивалентна по напряженности магнитного поля четырехжильной намотке проводом диаметром=0,5D.
    Единственные отличия с точки зрения физики:
    1. в многожильной обмотке индуктивное напряжение, возникающее при переключении обмоток, ниже в 4 раза по сравнению с одножильным вариантом.
    2. Площадь поверхности проводников в 4-х жильной намотке в 2 раза больше при равном оммическом сопротивлении, что играет роль при переменном токе высоких частот (учитывается с ~0.1МHz).

    Вопрос: Првильно ли я понял, что выигрыш многожильных моторов в более низком индуктивном сопротивлении и, возможно, в меньшем оммическом сопротивлении при учете скин-эффекта, что в совокупности дает более быстрое наростание магнитного поля и бОльшие его значения?
    Кто-нибудь мерял разницу в мощности и пр. для моторов с равным числом витков и равным сопротивлением постоянному току но с разным числом жил?

  2.  
  3. #2
    RRteam
    Весьма достойная тема!

    Что на мой взгляд (ИМХО) имее в плюсе намотка в несколько параллельных проводов.

    1.Более высокий коэффициент заполнения.
    2.Простоту укладки.
    3.Более низкие потери на вихревые токи при высоких частотах коммутации.
    4.Достаточно сбаллансированный(механически)якорь изначально.

    Минусы:
    1.Сложно (невозможно)сделать индуктивное сопротивление каждого проводника одинаковым. Откуда потери в замкнутом контуре.
    2.Когда отрывается один из N параллельных проводов - определить это весьма проблематично...

    Игорь

  4. #3
    Забанен
    Регистрация
    16.09.2000
    Сообщений
    810
    Добавлю, если позволите: к "плюсам" нужно отнести, также улучшенную теплоотдачу.
    Но я, пожалуй, не стал бы преувеличивать значение скин-эффекта, он вносит существенные поправки на более высоких частотах.

  5. #4

    Регистрация
    15.05.2001
    Адрес
    Ульяновск
    Возраст
    38
    Сообщений
    462
    Ах!, уважаемый дядька, об улучшенной теплоотдаче можно и поспорить. Она самая (теплоотдача) в данном случае зависит только от обдуваемой площади, массы и температуры кипятильника (намотки). В идеальных условиях площади равные, температуры и массы тоже => теплоотдача одинаковая.
    По сикну- в умной книжке нашел пример толщины скин-слоя для медного проводника под током частоты 200 КГц : 0.1 мм.
    Согласно умного определения, толщина этого самого слоя есть глубина, на которой значение тока в exp (2.7) раз меньше чем на поверхности проводника.
    Вполне реальная частота вращения якоря 300-500Гц. Для этой частоты получается толщина скина порядка 2мм. Посему этот эффект пренебрежимо мал.
    Закрался у меня еще одын вопрос. На авто акку. емкостью 3000мАч позволяет гонять 8-10 минут на моторе 11х2 без ощутимой потери скорости (около 50-60км/ч).
    На ФСР-ЭКО для равного времени заезда приходится применять моторы с числом витков больше 16 (если не ошибаюсь), при этом потери на трение в силовой передаче на порядок ниже. Почему бы тоже не поставить моторчик 11-12х2 да еще с редуктором для повышения КПД винта В чем проблема?
    Интерес не праздный, есть опыт в авто- много и в авиа- много-много, а вот с посудой пока дальше утюга с воздушным винтом не идет.

  6.  
  7. #5
    Забанен
    Регистрация
    16.09.2000
    Сообщений
    810
    SV-S (12-12-2001 16:02):
    ... об  улучшенной теплоотдаче можно и поспорить. Она самая (теплоотдача) в данном случае зависит только от обдуваемой площади, массы и температуры кипятильника (намотки).   В идеальных условиях площади равные, температуры и массы тоже => теплоотдача одинаковая.
    Вы противоречите сами себе: в первом сообщении этой темы утверждаете, что площадь поверхности счетверенного провода в два раза больше, чем у одинарного (и это - правильно), а сейчас заявляете обратное. Теплоизлучаемая поверхность - это именно поверхность проводов. Конечно, за счет взаимного перекрытия витков эффективная поверхность будет не в два раза больше, но тем не менее (и это подтверждается практическим опытом эксплуатации не только микродвигателей, но и более мощных электроустановок), теплоотдача "многожильных" проводников возрастает на много. Кроме того, общие потери, в результате снижения реактивной составляющей электрического сопротивления (а значит - и уменьшения Джоулева тепла), у "многожилки" будут меньше, как следствие и рабочая температура у мотора - ниже. Конкретные цифры, конечно, привести не берусь - нет достоверной информации, а заниматься расчетами ради расчетов - лень.
    SV-S (12-12-2001 16:02):
    По сикну- в умной книжке нашел пример толщины скин-слоя для медного проводника под током частоты 200 КГц : 0.1 мм.
    Согласно умного определения, толщина этого самого слоя есть глубина, на которой значение тока в exp (2.7) раз меньше чем на поверхности проводника.
     Вполне реальная частота вращения якоря 300-500Гц. Для этой частоты получается толщина скина порядка 2мм. Посему этот эффект пренебрежимо мал.
    Частота вращения ротора мотора НЕ ЕСТЬ частота тока в обмотках. Правда, одно зависит от другого.
    Поэтому утверждать, что 300-500 Гц определяют величину скин-эффекта в обмотках мотора - нельзя.
    И потом, обороты двигателя при реальных нагрузках на авто и судомоделях все же, наверное, не бывают такими высокими (500 Гц - это 30.000 об/мин). Думаю, что реальные обороты
    редко превышают 10.000 (167 Гц). Вот эта УДВОЕННАЯ частота (она же - частота коммутации каждой из обмоток якоря) и будет, В ОСНОВНОМ, определять величину скина. Некоторые поправки может внести количество обмоток, тип и способ намотки намотки, но они - малы, ими можно пренебречь. В любом случае - скин в микромоторах не существенен, о чем я и написал в предыдущем сообщении. Индуктивная составляющая нагрузки гораздо "тяжелее" - вот с чем надо бороться.
    Вот в бесколлекторных моторах, при высоких частотах коммутации обмоток, скин уже начинает проявляться, но и здесь применение "многожилки", увеличивающей общюю площадь поверхности проводов обмотки, сказывается положительно и потери на скин оказываются существенно ниже комплексных оммических потерь.

    Остальные вопросы (по применению редукторов) не комментирую - не специалист.

  8. #6
    nbs
    nbs вне форума

    Регистрация
    11.05.2001
    Адрес
    Москва
    Возраст
    41
    Сообщений
    313
    Насчет скина - ведь это проявляется только на высоких частотах, к которым наши, мягко говоря, не относятся.
    Кстати, как мне кажется, ошиблись оба, считая "скин" от частоты вращения якоря. Движок-то работает от регулятора, не забывайте! А регулятор работает на каких частотах? В смысле принцип его работы именно в том, что за один оборот якоря через обмотку ток протечет в каждую сторону не один десяток раз (вернее в одну сторону, но пульсирующий). Именно это - частота, определяющая "скин".

    Это лирика, так как даже на частоте регулятора скин мал.
    А вот что интересно - действительно якорь обладает индуктивностью. Вот бы соответствующий конденсатор подобрать и всю систему загнать в резонанс - и напряжение повысится, и вообще много чего интересного может получиться. Никто не пробовал? Думаю, должен возрасти КПД. Думаю, что к сожалению возрастет потребление... Но, может быть, можно будет использовать, например, не АКБ 7х1 (семь банок последовательно) а только лишь 3х2 (параллельные группы из 3-х аккумуляторов, ведь напруга возрастет, а запараллелив - увеличим отдачу).

    nbs

  9. #7
    Забанен
    Регистрация
    16.09.2000
    Сообщений
    810
    nbs (12-12-2001 22:41):
    Кстати, как мне кажется, ошиблись оба, считая "скин" от частоты вращения якоря. Движок-то работает от регулятора, не забывайте! А регулятор работает на каких частотах? В смысле принцип его работы именно в том, что за один оборот якоря через обмотку ток протечет в каждую сторону не один десяток раз (вернее в одну сторону, но пульсирующий). Именно это - частота, определяющая "скин".
    Нет, частота ШИМ-регулятора не является доминантой в процессе возникновения скин-эффекта. Скин В ОСНОВНОМ проявляется при прохождении в проводнике переменного тока (именно ПЕРЕМЕННОГО - "туда-сюда"), а не пульсирующего. Тем более, что с учетом достаточно высокой индуктивности обмоток мотора, питающее ШИМ-напряжение очень сильно интегрируется (фильтруется, сглаживается) и по сути (с точки зрения самого мотора) является просто регулируемым напряжением питания ПОСТОЯННОГО тока с некоторой пульсирующей составляющей, величина которой не сильно влияет на скин.
    Именно поэтому применение резонансной системы для увеличения КПД (и всего остального, о чем Вы пишите) не реально.
    Кстати - КПД это, попросту говоря, отношение ПОЛЕЗНОЙ РАБОТЫ, совершенной механизмом, к ПОТРЕБЛЕННОЙ им ЭНЕРГИИ. И зависит КПД только от внутренних потерь этого механизма. В электрических машинах КПД, в основном, зависит от комплексных (активных и реактивных) электрических потерь (потери на трение в подшипниках и в узле коллектор-щетки отбросим, они к скину не имеют отношения).
    Подключение к индуктивности мотора электрического конденсатора образует параллельный колебательный контур, который имеет на частоте резонанса УВЕЛИЧЕННОЕ реактивное сопротивление. Это значит, что при прочих равных условиях, величина ПУЛЬСИРУЮЩЕГО тока в такой цепи УМЕНЬШИТСЯ... Это значит, что упадет потребляемая мощность... А будет ли она компенсирована за счет увеличения амплитуды пульсаций - очень сомнительно. Боюсь, что в любом случае - "навара" от этого, не получить. Вот выходные транзисторы регулятора выпалить можно запросто!
    Да и "параллелить" аккумуляторы не есть хорошо и не полезно - сильно они не любят этого...

  10.  
  11. #8

    Регистрация
    07.08.2001
    Адрес
    Воронеж
    Возраст
    58
    Сообщений
    4,397
    Записей в дневнике
    4
    Еще пару слов в тему.

    По курсу "Электрические машины" электродинамически двигатели с одножильной и многожильными обмотками полностью подобны. С точки зрения термодинамики многожильная лучше не только большей поверхностью, но и большим коэффициентом заполнения, который приводит к тому, что снижается разница температур верхних и нижних витков обмотки, а значит уменьшается тепловая напряженность.

    Резонансные цепи в системах с низкой добротностью ( а именно такая добротность у двигателей с нормальным КПД) не могут повлиять на КПД и на мощностные характеристики. Тем не менее они применяются, но для других целей. Например, в электродвигателях большой мощности (электровоз, троллейбус) для борьбы с возникновением "кругового огня" коллектора. В диапазоне мощностей и напряжений модельных двигателей они не нужны.

  12. #9

    Регистрация
    15.05.2001
    Адрес
    Ульяновск
    Возраст
    38
    Сообщений
    462
    Дяденька Глайдер, ну вы меня просто не так поняли, а при недопонимании давить собеседника аргументами, подобными вашим, мягко говоря, не прилично. Постараюсь выражать мысли доступнее.
    Под равными площадями мной подразумеваются именно внешние видимые поверхности обмоток, а не общая площадь проводников.
    Принимается также, что поверхность вунтренних витков внешним воздухом не обдувается, что имеет место при нормальной качественной намотке.
    Т.е. обмотка внутри охлаждается исключительно за счет контакта с внешним слоем проводов и ЯКОРЕМ (т.н. прямой тепловой контакт), за счет теплопереноса воздухом, присутствующим в межвитковом объеме, и за счет крайне незначительного при рассматриваемых температурах (100-200град.) теплового излучения.
    Если уж совсем влезать в глубь вопроса, то при бОльшем коэфф. заполнения площадь контакта между проводами (между проводами и якорем) многожильной обмотки останется примерно равной площади того же контакта одножильной обмотки в силу меньшего диаметра провода. Отсюда следует, что доминирующее значение в охлаждении имеет реальная контактная площадь проводов с якорем и реально обдуваемая (внешняя) площадь обмотки.
    Короче, СИЛЬНО ЗАМЕТНОГО преимущества точно не будет.
    Это к теории по охлаждению.
    По скину: выше приведенные численные значения не более чем оценочные . Т.е. входящее в расчет значение частоты тока не есть ТОЧНОЕ значение, и, соответственно, полученный результат толщины скин-слоя дает представление только о порядке величины.
    Учитывая, что эта самая толщина имеет зависимость 1/(кв. корень из частоты), то, даже если подставить утроенное значение частоты вращения якоря (три катушки), получится результат даже не в 2!!! раза меньший.
    Т.е. никакого существенного влияния на конечный вывод не оказывает!
    Я думаю не стоит пренбрежительно-воспитательно относиться к собеседникам. Тем более не место сомнению в компетентности. Здесь все равноуважаемы. Сами же писали- "знаешь лучше - опиши и обоснуй".

  13. #10
    Забанен
    Регистрация
    16.09.2000
    Сообщений
    810
    SV-S (13-12-2001 17:02):
    Я думаю не стоит пренбрежительно-воспитательно относиться к собеседникам. Тем более не место сомнению в компетентности. Здесь все равноуважаемы. Сами же писали- "знаешь лучше - опиши и обоснуй".
    А я думаю, что пора прекращать эту некчемную "кожаную" жеванину...
    Тем более, что ничего интересного в ходе этих дебатов не выясняется.
    Если опять задел чье-то профессиональное самолюбие - прошу извинить, не ставил целью. Просто привык отвечать на том же языке, на котором задан вопрос. Но если инженер не может сформулировать техническую мысль так, чтобы его однозначно понимали, что-ж винить собеседника?
    Опять-же, не хочу никого обидеть...

  14. #11
    RRteam
    Ну вот, народ кажется и договорился... до кожи....

    Дядька, ну притуши немного свои эмоции-все тут люди... да, скин тут не причём как и охлаждение. А ты когда нибудь мотал якорь (не контур!) проводом больше чем 1 мм диаметром? ...А как при этом на сгибах себя ведёт лак?

    А ведь человек который начал этот разговор просто хотел узнать мнение других на тот счёт - какой именно мотор ему выбрать , в одинарный, двойной...итд
    намотке.

    С точки зрения эксплуатации - я просто посоветую моторы в 2-3 параллельных проводов намотки и не более (ИМХО для коллекторных).

    Игорь

  15. #12

    Регистрация
    27.11.2001
    Сообщений
    245
    Интересная дисскуссия получается-но вот только не сочтите меня снобом- всё это практически впустую- по тому как есле просто иметь фан с ферритными моторами- тогда до фени. что там у него унутря вертится- всё равно больше 10 000 не навертит. и значит далеко не улетит( уедет,уплывёт-нужное подчеркнуть), а есле чегото серьёздного хочется- то тогда и разговору быть не может- безколлекторные моторы ещё не имеют себе замены, в том числе и на ФСР-Е( насколько я вкурсе-там разрешено их применение). По своему полётному опыту знаю- что когда мотор без нагрузки крутит 60 000 оборотов, это нивкакое сравнение даже с редкоземельными и мокрыми магнитами не идёт( а редкоземельные моторы-как то Самарий-Кобальт например- ещё и чертовски тяжёлые!)
    Так что дискуссия сама себя завела в тупик- вернее поставила выбор- выбор уровня моделей- хобби или настояшие спортивные модели- вот с этого и надо было начинать Господа.
    С уважением Алексей.

  16. #13

    Регистрация
    25.11.2001
    Сообщений
    16
    [quote]Папа Карло (18-12-2001 04:53):больше безколлекторные моторы ещё не имеют себе замены
    Подскажите-где можно ознакомится с характеристиками безколекторных двигателей?Плизззз.

  17. #14

    Регистрация
    07.08.2001
    Адрес
    Воронеж
    Возраст
    58
    Сообщений
    4,397
    Записей в дневнике
    4
    Посмотри здесь:
    www.hacker-motor.com
    www.plettenberg-motoren.com
    www.aveox.com
    www.kontronik.com

  18. #15

    Регистрация
    25.11.2001
    Сообщений
    16
    Спасибо Володя.

  19. #16
    me-109
    SV-S (11-12-2001 22:59):
    На днях заинтересовался  вопросом о многожильной намотке и пришел к выводу что при одинаковом количестве витков обмотка в одну жилу проводом диаметром D эквивалентна по напряженности магнитного поля  четырехжильной намотке проводом диаметром=0,5D.  
    Единственные отличия с точки зрения физики:
    1. в многожильной обмотке индуктивное напряжение, возникающее при переключении обмоток, ниже в 4 раза по сравнению с одножильным вариантом.
    2. Площадь поверхности проводников в 4-х жильной намотке в 2 раза больше при равном оммическом сопротивлении, что играет роль при переменном токе высоких частот (учитывается с ~0.1МHz).  

    Вопрос: Првильно ли я понял, что выигрыш многожильных моторов в более низком индуктивном сопротивлении и, возможно, в меньшем оммическом сопротивлении при учете скин-эффекта, что в совокупности дает более быстрое наростание магнитного поля и бОльшие его значения?
     Кто-нибудь мерял разницу в мощности и пр. для моторов с равным числом витков и равным  сопротивлением постоянному току но с разным числом жил?
    Неправильно ты понял: с точки зрения физики индуктивность
    обмотки одинаковая.
    Единственный плюс это уменьшение скин-еффекта, больше ниаких
    преимуществ.

  20. #17
    me-109
    "Нет, частота ШИМ-регулятора не является доминантой в процессе
    возникновения скин-эффекта. Скин В ОСНОВНОМ проявляется при
    прохождении в проводнике переменного тока (именно
    ПЕРЕМЕННОГО - "туда-сюда"), а не пульсирующего. "

    Позволю себе не согласиться с Глайдером,
    ток в обмотках после ШИМа есть постоянный плюс переменная составляющая
    для постоянной которая течет по всему сечению проводника
    скин еффект не имеет значения, а переменная составляющая в пределе высоких частот
    течет только по поверхности и только нагревает.
    Переменная составляющая может соствлять по велечине может быть равной постоянной
    или меньше.

  21. #18

    Регистрация
    15.05.2001
    Адрес
    Ульяновск
    Возраст
    38
    Сообщений
    462
    Sorry! Поправка к начальному сообщению. Индуктивность многожильной обмотки не меньше, а даже больше чем у одножильной... Это индуктивное напряжение при переключениях ниже будет.

  22. #19

    Регистрация
    07.08.2001
    Адрес
    Воронеж
    Возраст
    58
    Сообщений
    4,397
    Записей в дневнике
    4
    Вся тема по многожильной намотке очень подробно с расчетами изложена здесь:
    http://www.aerodesign.de/peter/2001/...in-Effekt.html
    По-моему, там расставлены все точки над i.

Закрытая тема

Похожие темы

  1. вопрос по 7C 2.4GHz
    от Luka в разделе Аппаратура радиоуправления
    Ответов: 18
    Последнее сообщение: 16.09.2010, 14:55
  2. Вопрос по электромоторам
    от Мартин BMG в разделе Скоростные модели, электро
    Ответов: 8
    Последнее сообщение: 07.04.2009, 22:05
  3. Подскажите по электромоторам.
    от noa3 в разделе Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки
    Ответов: 3
    Последнее сообщение: 24.06.2004, 00:17
  4. Кто-нибудь занимался статистикой по электромоторам?
    от Senya в разделе Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки
    Ответов: 5
    Последнее сообщение: 06.06.2004, 00:52
  5. Литература (он/оффлайн) по электромоторам
    от ЭлектроКарлсон в разделе Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки
    Ответов: 2
    Последнее сообщение: 05.06.2004, 10:44

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения