Борьба с залипаниями.

[hecs]

Сообщение от xaker65

i nakaniec ponial paciemu ano est i kak mozno prosto eto ustranit.

И...?

[BenGunn]

Так как в ближайшее время мне предстоит переделывать асинхронный двигатель в генератор, то решил изучить эффект залипания. Вспомнил детство и из старых конструкторов собрал небольшую приспособу (см. рисунок). Правая деталь имитирует ротор, к ней я крепил магниты (16 (4 ряда по 4 штуки) магнитов 6*3мм). Левая делать имитирует статор.
Я ставил левую деталь на правую и пытался её сдвинуть за счет груза. Вот результаты моего эксперимента.
Скос магнитов равносилен скосу зубцов с катушками.
Данные приведены с вычетом силы трения между деталями.
1) Скоса нет. Потребовался груз весом 200 грам.
2) Скос сделан так, что бы первый и последний магниты попадали в цент соседних зубцов. Потребовался груз весом 90 грам.
3) Скос сделан с учетом мнимого магнита. Потребовался груз весом 76 грам.
Из результатов видно, что скос с учетом мнимого магнита дал лучший результат, позволив уменьшить залипания более чем в 2,5 раза.
Конечно моя установка очень простая, а измерения грубые, но сделать, что-то более серьезное, я пока не могу. При желании можно сделать более точную установку и провести аналогичный эксперимент.
Главное, что сделать такую установку достаточно просто и не требуется больших финансовых вложений. При этом она позволяет исследовать различные способы борьбы с залипаниями.

[Сергей]

И додумалась же голова!!!

[Сергей]

Сообщение от BenGunn

Так при 36 пазах надо делать, например 14 полюсов.

BenGunn, ты не прав.
Принцип добавления или убирания полюсов, основан на том же принципе что и в болгарских движках.
Вот в этом генераторе http://windpower-russia.ru/forum/showthread.php?t=58
4 полюса и 20 пазов. Залипания сам понимаешь.
А вот в болгарских, 4 полюса и 19 пазов. Залипания 0,1Нм на движке в 7кг весом. Поставишь неодимы, будет 0,3Нм.
И там и там, 4 полюса.

[BenGunn]

Сообщение от Сергей

BenGunn, ты не прав.
Принцип добавления или убирания полюсов, основан на том же принципе что и в болгарских движках.
Вот в этом генераторе http://windpower-russia.ru/forum/showthread.php?t=58
4 полюса и 20 пазов. Залипания сам понимаешь.
А вот в болгарских, 4 полюса и 19 пазов. Залипания 0,1Нм на движке в 7кг весом. Поставишь неодимы, будет 0,3Нм.
И там и там, 4 полюса.

Объясню подробнее, что бы было понятней.
Способ борьбы с залипанием, с помощью добавление или убавление полюсов работает за счет того, что мы пытаемся минимизировать НОД (наибольший общий делитель) числа полюсов и числа зубцов.
Рассмотрим это на примере генератора Ильи и твоем примере.
У генератора Ильи 36 зубцов. Если мы сделаем 24 полюса, то НОД будет равен 12. Это означает, что в конкретный момент 12 полюсов, например, находятся напротив центров зубов. В итоге получаем сильно залипание. Илья добавил два полюса и НОД стал равен 2. Теперь напротив центра зубца одновременно будут только 2 полюса. Получается, что 13 полюсов, равномерно распределены, между центрами зубцов и из-за этого залипания почти нет. Чем больше второй множитель при НОД (количество полюсов = НОД*множитель), тем меньше будут залипания. При 26 полюсах множитель 13, а при 34 уже 17. Я в своем генераторе при 48 зубцах хочу сделать 38 полюсов, т.е. множитель будет равен 19.

Для твоего примера. При 20 зубцах НОД равен 4, а множитель 1, получили залипания. При 19 зубцах НОД 1, а множитель 4, следовательно, залипаний почти нет.
Если делать полюса, так как ты предлагаешь, залипание будут минимально, но я точно не знаю, как это повлияет на ЭДС. Моей программой при этом пользоваться нельзя, так как она рассчитана на то, что все полюса имеют одинаковую ширину.
Я же предлагаю при намотке из первого паза в четвертый делать 14 явно выраженных полюсов. Так как катушка мотается на три зуба, то мысленно заменим 3 зуба одним. Тогда у нас получится 12 зубов и 14 полюсов. НОД 2, множитель 7. Да, 7 это ни так много, но для коротких статоров это значительно лучше, чем делать скос. Ведь за счет скоса мы делаем тоже самое, что и при добавление полюсов. Мы пытаемся равномерно распределить магниты между зубцами. При этом, чем больше магнитов в строке, тем лучше. Но если статор короткий, магнитов в строчке получается мало.

Если сравнивать метод с добавлением полюсов и метод скоса магнитов, то вот какие плюсы я вижу у метода Ильи.
1) Можно использовать прямоугольные магниты, что позволяет заполнить ими почти всю площадь ротора, а это увеличивает мощность генератора.
2) Гораздо проще клеить магниты, потому что нам не надо делать “шубу” и сделать равное расстояние между магнитами значительно проще, чем точно разметить и просверлить отверстия в “шубе”. За счет большей точность эффект получается лучше, так как если неаккуратно сделать “шубу” залипание может и не исчезнуть.
3) Добавление полюсов приводит к потерям в ЭДС, но я эти потери могу посчитать. Скос тоже ухудшает ЭДС, но насколько, я сказать не могу. Так что по этому критерию сравнить эти методы не получится.

Несколько слов о статорах. Идеальным статором для трехфазного генератора, был бы статор с числом зубцов кратным 3, но при этом не кратным 2. Например, 33 зубца или 51 зубец. Для такого статора, можно легко подобрать количество полюсов так, что бы НОД был равен 1. При этом множитель получится очень большим и залипания почти перестанут ощущаться.

[Илья МГУ]

Сообщение от BenGunn

Объясню подробнее, что бы было Идеальным статором для трехфазного генератора, был бы статор с числом зубцов кратным 3, но при этом не кратным 2. Например, 33 зубца или 51 зубец. Для такого статора, можно легко подобрать количество полюсов так, что бы НОД был равен 1. При этом множитель получится очень большим и залипания почти перестанут ощущаться.

Ага, такой статор у мотор-колеса Хекса (51зуб). Я так понимаю, что для веломотора тоже нежелательны залипания. Если сделать 3/4, то у вылысыпыдыста немножко в глазах будет двоиться.

[lda59]

Прошу оценить правильность моих рассуждений. Статор 36 зубьев 6.7мм, диам. проточенного ротора 101мм ,магниты круглые диам.5мм(других нет). Собираюсь поставить 49 шт по кругу. При этом на каждый полюс (для увеличения ширины полюса) по 2шт. Расстояние между магнитами выдержать согласно таблиц Ильи. Получается , что будет 23 полюса с 2 магнитами и один полюс с 3 магнитами. Я понимаю, что такие магниты не совсем подходят. Может лучше сгруппировать по 4 магнита? Обмотки нет. Меня сейчас интересуют минимальные залипания. Магниты остались от первого моего генератора с шубой и скосом ,в котором залипания удалось снизить только значительной проточкой собранного ротора( по неопытности не выдержал аксиому соотношения диам. магнита и размера паза + зуба) . Спасибо.

[Сергей]

Как по мне, хоть 2 магнита в полюсе хоть 4, разницы в залипаниях не будет.
А так всё правильно рассуждаешь. Посмотрим что народ скажет.

Сообщение от lda59

по неопытности не выдержал аксиому соотношения диам. магнита и размера паза + зуба

Я такую аксиому не признаю. В болгарских движках 4 полюса из сплошных магнитов, но на якоре 19 зубов. Вот и дробятся залипания в мягкое вращение.

[Илья МГУ]

Напрасно собираетесь использовать нечётное к-во магнитов. Любая "магнитная аномалия" на роторе ведёт к залипаниям. Т.е. залипания минимальны, когда магниты равномерно распределены по ротору и чередуются -+-+

Про залипания вообще: сводить их совсем уж в ноль - скорее спорт чем практическая необходимость. При ветре 2м/с такая отдача по току, что хочется плакать. Реальная польза от ветряка начинается примерно от 3.5 м/с.

[lda59]

Илья , значит оптимальным для магнитов диаметром 5мм , зубом 6,7мм и пазом 3,1мм , диаметром проточенного ротора 101мм, статором 36 зубов количество магнитов составляет 48шт +-+-, при этом расстояние между магнитами (согласно вашей EXELтаблицы ) составит 6,52мм и 10,93мм между последним и первым. Магнитные полюса будут узкими и обмотку соответственно мотать исходя из 48полюсов. Я понимаю , что из "Г" конфетку не сделаешь, но все таки хотелось выжать по максимуму с относительно минимальными потерями из того что имеется. Я боюсь залипаний на основании полученного опыта изготовления шубы со скосом(вал проворачивался только плоскогубцами). Спасибо.

Добавлено через 37 минут
Понял что написал бред. 48 полюсов слишком много для 36 зубового статора. Скорее всего 24 магнита +-+- с шагом 13,4мм и расстоянием между осями первого и последнего 17,44мм. Магниты будут очень редко , что вызовет дополнительные потери ЭДС. Но чем-то надо жертвовать и в данном варианте вряд ли что то дополнительно получится выжать??? Спасибо.