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haschenk

RCLine User

Beruf: Dipl. Ing.

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21

Freitag, 12. März 2004, 15:38

Hallo zusammen,

bevor jetzt der große Halbach-Hype ausbricht, ein paar Bemerkungen.

Es ist leider nicht so, daß aus einem Durchschnitts-Motor ein Superteil wird, wenn man nur die normalen Magnete durch Halbach-Arrays ersetzt. Kann funktionieren, aber wahrscheinlicher ist es, daß der Gewinn (worin, warum?) klein ist oder ausbleibt.

Ok, probieren kann zum Ziel führen, wenn man das richtige “Händchen“ hat und über ein gewisses Minimalwissen verfügt. Sicherer, Zeit- und kostensparender ist es, wenn man weiß, was man tut und ein Konzept hat, wie man die höhere magnetische Spannung (mmf) des Halbach-Arrays nützen kann und will.

In unseren Motoren haben wir es immer mit einer Anzahl mehr oder weniger verkoppelter Magnetkreise zu tun; die Magnete selbst sind darin nur ein Teil. Daher muß man sich auch um den Rest der Magnetkreise kümmern, sonst kann man u.U. den möglichen höheren magnetischen Fluß garnicht nützen bzw. er kommt schon garnicht zustande. Beispielsweise können “magnetische Engstellen“ (erhöhte Flußdichte, Sättigung), ungeeignete Werkstoffe oder konstruktive Ausbildungen alles zunichte machen. Der Motor muß gewissermaßen “Halbach-geeignet“ ausgelegt sein. Hinter z.B. dem Csiro-Motor mit seinen 98% max. Eta stehen umfangreiche Auslegungs-Studien. In der Mathematiker-Sprache gesagt, die Verwendung eines Halbach-Arrays ist notwendig, aber nicht hinreichend.

Kurz gesagt, wir müssen uns bei Hochleistungs-Motoren schon in erheblichem Maß um die Details bemühen. Ich möchte deshalb den “Halbach-Aspiranten“ raten:

1. Man sollte sattelfeste Grundlagen-Kenntnisse zu den DC-Motoren haben. Diese gelten für “Halbach-Motoren“ genauso wie für normale. Sie werden z.B. in den diversen (Modellbauer-geeigneten) Büchern vermittelt, die ich hier schon mehr als einmal benannt habe.

2. Eine Vertiefung z.B. betr. Werkstoffe, konstruktive Details usw. ist unverzichtbar. Eine SEHR gute Quelle ist z.B. hier:
http://consult-g2.com/course.html

3. Eine ebenfalls SEHR große Hilfe ist FEMM, ein freeware-Simulationsprogramm für Magnet-(elektrische) Kreise:
http://femm.foster-miller.com/index.html

Abgesehen von zahlreichen quantitativen Ergebnissen liefert FEMM z.B. sehr anschauliche Flußbilder, die so manche Frage klären (z.B. im thread schon gestellte Fragen), ohne das man das in der Realität aufbauen muß.
Einarbeitungszeit ca. 10–20 Stunden, wenn man schon Grundkenntnisse hat. Dieser Zeitaufwand lohnt sich!
Allerdings verfügt der eingebaute Editor (Preprozessor genannt) für das Erstellen des Magnetkreis-Layouts nur über begrenzte Möglichkeiten, sodaß man damit nur rel. einfache Anordnungen “aufbauen“ kann. Was darüber hinausgeht (die meisten in Motoren vorkommenden realen Anordnungen), macht sehr viel Arbeit und/oder ist nur schwierig möglich. Deshalb ist es einfacher und schneller, in einem CAD-Programm z.B. den erforderlichen Schnitt durch den Motor zu erstellen und diesen via DXF-Format in FEMM zu importieren. Ein einfaches 2D-CAD-Programm genügt, es muß nur über DXF-Export verfügen (FEMM kann auch nur 2-dimensionale oder achsensymmetrische Probleme bearbeiten).


Ein “Kochrezept“ für Motoren mit Halbach-Arrays gibt es m.W. (noch?) nicht. Es hilft daher nur probieren oder (besser) studieren.


Grüße,
Helmut

Paul H.

RCLine User

Wohnort: A-Graz

Beruf: freiberuflicher Techniker

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22

Freitag, 12. März 2004, 15:56

@Wurpfel: :ok: :ok: :ok:

Wenn ich das richtig verstanden habe sind die Wicklungen wie beim BL-Fibel Innenläufer aufgebaut, oder? Wieviele Spulen hast du bei deinem V2 gemacht?
Verdammt, ich hab in nächster Zeit schon zuviel vor, andererseits hätte ich passendeb Magnete hier :nuts: .
Na, zuerst mal die angefangenen Sachen fertigmachen, es gibt definitiv zu viele Dinge die ich mal probieren möchte :dumm:

@ Helmut,
danke für die Hinweise, werd mich mal in der Theorie ein bisserl schlau machen bevor ich was konkretes angehe. :ok:


:w Paul
Heavy Metal: Das Bierdosen - OV-10 Bronco - Projekt
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Paul H.« (12. März 2004, 16:26)


wurpfel1

RCLine User

Wohnort: CH-rheintal

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23

Freitag, 12. März 2004, 16:17

Hi Helmut

du hast absolut recht.. ich werde mich hüten ein kochrezept zu veröffentlichen :D (zumindest noch ;) )

es ist wie du gesagt hast: ein motor top der andere..naja ;(
das schlimmste dass ich noch nicht verstanden habe wieso...
beiden liegt die gleiche "therorie" zugrunde.. der V2 hat nur mehr spulen.. so ein (leistungs)unterschied ist echt erstaunlich!!
gefühlsmässig liegt noch ein weiter weg vor mir :evil:

von hysterie würde ich noch nicht sprechen.
finde den HA einfach mal interessant.
wenn das unsere konstruktive phantasie anregt: SUPER!!

vor allem sehe ich einen weg um die schei.. bleche und dieses verda..te statorisolieren rumzukommen nach dem motto:

[SIZE=4]FORTSCHRITT DURCH FAULHEIT ;) [/SIZE]

oder:

[SIZE=4]zum Teufel mit dem STATORSCHLUSS ==[] [/SIZE]

schaut euch den heli-motor mal an! der HA-motor ist nicht viel besser als der konventionelle..
ev. liegt das mehrdrehmoment nur in der doppelten anzahl magnete begründet??
bin schon zu alt zum spielen.. macht aber gleichwohl spass ;-)

ron_van_sommeren

RCLine User

  • »ron_van_sommeren« ist der Autor dieses Themas

Wohnort: bei Nijmegen, Nederland

Beruf: (embedded) software engineer

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24

Freitag, 12. März 2004, 17:08

Ungefaehr hier hat die Halbach Diskussion angefangen:
http://groups.yahoo.com/group/lrk-torquemax/messages/4334

Halbach Bilder Simulation Bilder:
http://www.yahoogroups.com/group/lrk-torquemax
-> files
-> "Halbach" oder "Wolfgang"

-> photos
-> "Halbach"

www.engconcpets.net kann Halbach Arrays produzieren lassen:
http://groups.yahoo.com/group/lrk-torquemax/message/4352

Ein Halbach Design:
http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?threadid=49170