Im Vakuum vergießen

Der Motor scheint ein Scheibenläufer zu sein...

Bild vom Rotor.

http://www.engg.ksu.edu/solarcar/about/E…or/image001.jpg

http://www.engg.ksu.edu/solarcar/about/motorblurb.html

Hallo Zoltan

wenn Du handelsüblichen Endfest 300 erwärmst ( z.B. auf 60°)
läuft er so dünnflüssig wie man es für solch eine Wicklung vermutlich
braucht.

Andere hab ich noch nie gegossen und getempert, verhalten sich vermutlich aber
gleich.

Peter Maul


PS Bei CSIRO auf die Webseite gehen und in ihre Suchfuntion z.B. "solar"
eingeben kommt man auf die genauen Informationen über den Motor (den
man auch als Kit kaufen kann). Dort einfach das zip-File downloaden und
man hat erstmal ziemlich die gesamte Grundinfo.

Der Motor läuft wie jeder andere Motor auch mit der Lorentzkraft

Entsprechend sollten die Wickelköpfe klein sein (Nutzloses Kupfer).

Es werden wohl mehrer gleichzeitig in einer Richtung durchflossenen Leiter nebeneinander liegen, damit die Kraft genügend groß ist.
Ausserdem sollte die Breite dieser parallelen Leiter zur Magnetbreite passen.

Zitat

Original von pem
PS Bei CSIRO auf die Webseite gehen und in ihre Suchfuntion z.B. "solar"
eingeben kommt man auf die genauen Informationen über den Motor (den
man auch als Kit kaufen kann). Dort einfach das zip-File downloaden und
man hat erstmal ziemlich die gesamte Grundinfo.

http://www.csiro.au/files/CSIROau/Software/SolarCar.zip

Wie wäre es, oben und unten eine oder 2 Lagen 20 Gramm Glas aufzulaminieren?

MMM

Interessante Sache
Das sieht nach eine Wellenwicklung aus, da nur eine Wickelrichtung zu sehen ist.
Sie ist scheinbar auf zwei Ringe (Innenring und Aussenring) aufgebaut.
Das sind die Wülste innen und aussen.
Zwischen dem hin und zurück Leiter liegt noch eine Trägerplatte die alles trägt, darum sieht man das darunterliegende nicht.
Der Aufwand sowas zu wickeln ist sicher groß.
Ist ne reine Luftspalltwicklung.

Gruß Aloys.

Hallo,

die eigentliche Härte beim Nachbau dieses Motors liegt imho nicht bei der Wicklung, sondern beim Magnetsystem.

Die auf den Bildern zu sehenden Magnete stellen kein "normales" Magnetsystem dar, sondern ein sog. "Halbach-Array". Nur damit macht dieses Motorkonzept (Luftspaltwicklung) so richtig Sinn. Eine Selbstanfertigung dürfte sehr schwierig bis unmöglich sein.

Über Halbach-Magnetanordnungen ist mit Google, sowie auch in der Patentliteratur (suchen beim EPA) eine Menge zu finden.


Gruß,
Helmut

Hallo,

diese Art der Wicklung ist schon sehr alt, s. die angehängten Bilder von Axialfluß-Einphasen-AC-Generatoren aus dem Jahr 1880.
Beides waren Maschinen mit eisenloser Wicklung; damals besonders wichtig, weil die Werkstoff-Forschung für die Elektrotechnik noch in den Kinderschuhen steckte und die Erwärmung durch Wirbelströme im Eisen ein alltägliches Problem war.

Links eine Maschine von Ferranti-Thomson, rechts eine von Siemens&Halske. Aus den beiden oberen Bildern kann man gut die Wirkungsweise der Wicklung erkennen. Die Felderregung erfolgte durch Elektromagnete; die heutigen Magnetwerkstoffe gab´s noch nicht, außerdem waren das rel. große Maschinen. Ferner rotierte hier die Wicklung und das Erregerfeld stand still (was für die Wirkungsweise egal ist).
Die kleine Maschine links von der großen S&H-Maschine dient zur Felderregung. Zur Stützung der Wicklung hat man damals (und noch lange später) häufig Holz verwendet; das hat sich sehr bewährt !

Für eine Dreiphasenmaschine muß man 3 solche Wicklungen vorsehen, jeweils um 120° (elektrisch) bzw. 1/3-Polteilung versetzt und ineinander verschachtelt. Außerdem könnte man (bei ganzzahlig teilbarer Spulenzahl) auch Teilspulen der Stränge parallel schalten usw.

Zoltan,
du hast da ein schönes FEMM-Bild. Aber man sieht halt auch den Pferdefuß dieser Bauweise; die Flußdichte im Luftspalt erweckt keine Begeisterung...


Gruß,
Helmut

Zitat

Original von haschenk

Zoltan,

du hast da ein schönes FEMM-Bild. Aber man sieht halt auch den Pferdefuß
dieser Bauweise; die Flußdichte im Luftspalt erweckt keine Begeisterung...

Zitat

Original von Zoltan

Auf Seite 22 gibt es einen Vergleich, was den Wirkungsgrad beider Systeme angeht. Es muss also nicht umbedingt Halbach sein.

Hallo Zoltan

jetzt wäre der Zeitpunkt wo man wissen müßte worauf es im Kern ankommt:
Wenn Drehmoment gefragt ist, dann zählt Helmuts Gedanke mit dem stärkeren
Magnetsystem weil die magnetische Flußdichte im Quadrat in die Kraft (d.h.
ins Drehmoment) eingeht.

Kommt es auch noch aufs letzte Quäntchen Gewicht an oder geht es erstmal
ums Prinzip kann man sich das Magnetsystem vielleicht sparen. (Obwohl die
einzelnen Magnete dann den dickeren Rückschluss zwingend benötigen.)

empfehlenswert ist auch dieser thread jenseits des Teichs, Niels Polfliet hat das Prinzip
wunderbar umgesetzt, Herbert Kabi schön die Wellenwicklung dargestellt.
(Nur die Spulendicke ist bei dem realisierten Motor gnadenlos hoch !)

Grüße

Peter Maul

Nabend

Ein Doppelt-Starkes Magnetfeld hat die 4 fache Anziehungskraft !!
Ein stromdurchflossener Leiter darin aber auch "nur" das doppelte Dremoment, das darf man nicht verwechseln.

Gruß Aloys.

ja hast recht, zu schnell geschossen. Nur doppelt für den Leiter.

PM

Hi,
ich habe da noch so ein paar Teile für einen Axialen kleinen Csiromotor herumliegen.
Wie groß wolltest du den Motor machen und welche Leistung bei Drehzahl X wären dein Wunsch.
Ich schau mal ob ich schon Bilder in meinem PC habe ,sonst mach ich noch ein paar.
So eine Maschine ist halt für Rastfreien Betrieb mit einsatz bei höchsten Wirkungsgrad ,die Wahl. Dazu müssen aber deine Wünsche ins Programm passen.

hab ich grade noch gefunden . Die Würfelchen sind rd 2,3 mm und einfach
in eine Rille im Holz geklebt ... müßte ihn aus heutigem Wissensstand mal neu
wickeln und messen ...

@Zoltan - Christians Angebot annehmen !! Instant !

Hi,
ich habe leider noch keine Vorrichtung für eine Wicklungsscheibe gemacht.
Ich würde sie aber aus Kunststoff fräsen ,die Wicklungen einlegen und vergiesen.
Danach noch beidseitig mit einer sehr dünnen lage Glasfasergewebe verstärken.
Ich habe auch über die einlagige Wicklung nachgedacht wie sie im Photo neben denn
Rotorteilen liegt.Das sind Einzelspulen die in einer Form gewickelt und dann verbacken werden.Die können schön in einen Trägerstern eingelegt und verklebt werden.
Aussendurchmesser der Rotorscheiben ist 91mm ,der mittlere Durchmesser der Magnete ist 60 mm .Magnete sind jeweils 8 Scheiben mit 20mm Durchmesser und 2mm stärke.Der Motor war zum Solaren herumexperimentieren gedacht ,ohne Eisenrückschluß hinter den Magneten.Wäre kein Leistungsdichtester Motor und auch kein Leichtester Motor geworden.Wäre auch keine echte Hilfe zu den von dir angedachten Motor ,da die Wicklungsherstellungsvorrichtung noch nicht vorhanden.

Noch ein Bild ,wenn die ober und Unterschalen des Motors zusammengesezt sind.
Es sind zwei Versionen mit unterschiedlichen Spulenhöhen.

Hallo Zoltan,

es ist etwas schwierig, Einwände zu erheben, ohne zum "Bedenkenträger" zu werden... aber ich sag´s trotzdem mal:

In deiner Gleichung
M[Nm] = I[A] * L[m] *B[T]
fehlt zumindest noch der (mittlere) Wirkradius; von der Windungszahl nehme ich an, daß sie in der Leiterlänge steckt.

Zitat

Die Drehzahl soltle ca 1000rpm bei 12V betragen. Leistung ca 50W. Gewicht ist egal.

Das ist ein sehr ehrgeiziges Ziel. Rechnen wir mal überschlägig unter Vernachlässigung der Eisen- und Wirbelstromverluste in den Leitern. Ferner nehme ich an, daß du mit den 50 W die Ausgangsleistung meinst, und (da du auf guten Wirkungsgrad Wert legst) daß der Motor ungefähr bei der Drehzahl des besten Wirkungsgrads betrieben wird.

Den besten Wirkungsgrad SCHÄTZE ich auf ca. 85%, viel mehr wirst du unter Berücksichtigung der rel. kleinen Baugröße und Unvollkommenheiten aller Art IMHO nicht erreichen.

Dann hast du eine Eingangsleistung von rd. 50/0,85 = 59 W und bei 12 V einen Strom von 59/12 = 4,9 A.

Mit 1000 Upm => 105 [1/s] (Winkelgeschwindigkeit) wird das Abgabe-Drehmoment 50/105 = 0,48 Nm = 48 Ncm.

Bei 4,9 A folgt daraus, daß die Drehmomentkonstante 48/4,9 = 9,8 Ncm/A betragen muß. Das ist etwa das 10-fache wie bei üblichen 08/15 - "Eisenmotoren".

Aus der Drehmomentkonstante folgt dann auch die spezifische Drehzahl ns = 955/9,8 = 97,5 Upm/V. Und damit wäre die Leerlaufdrehzahl n0 = 12*97,5 = 1170 Upm und die rel. Betriebsdrehzahl n/n0 = 1000/1170 = 0,85 (hätte man unter den gemachten Annahmen auch gleich sagen können).

Bei 1000 Upm beträgt die Gegen-EMK dann 1000/97,5 = 10,3 V, und am Wicklungswiderstand dürfen max. 12-10,3 = 1,7 V abfallen. D.h., der Wicklungswiderstand darf max. 1,7/4,9 = 0,35 Ohm betragen.

Ich habe große Zweifel, ob du die 9,8 Ncm/A (dazu brauchst du viele Windungen...) bei einem Widerstands-Limit von 0,35 Ohm schaffst, und das bei einem Motor mit Luftspaltspulen und eher bescheidenen Luftspaltinduktion (bei "eisenbehafteten" Radialflußmotoren kann man 0,8 T oder mehr erreichen, hängt natürlich von den Umständen ab). Ich möchte mich nicht zu einem "unmöglich" versteigen, aber zumindest würde der Motor ungewöhnlich groß und schwer.

Das Hauptproblem scheint mir zu sein, daß du einen ausgesprochenen "Hochdrehmoment-Motor" in einer Konfiguration (eisenlos, Luftspaltspulen) bauen willst, die ihre (Wirkungsgrad-)Stärke erst bei hohen Drehzahlen ausspielen kann.

Vor einigen Jahren habe ich auch mal versucht, solche eisenlosen Scheibenläufer-Axialflußmotoren zu bauen; allerdings für viel geringere Leistungen (nur einige Watt, Durchmesser um die 40 mm), und mit nur "einseitigem" Magnetsystem, mir Rückschluß-Scheibe.
Gelaufen sind die alle, aber im Gedächtnis ist hängengeblieben:
"Schwer", für Flugmodelle kaum geeignet; Bau ziemlich aufwändig (Formen/Vorrichtungen für den Stator).

Auch ist es nicht ganz einfach, trotz Drehbank mit Amateurmitteln den Stator genau senkrecht zur Welle und Magnetträger/Rückschluß hinreichend taumelfrei auf die Welle zu bekommen. Das hatte zur Folge, daß der Luftspalt um ca. 50% größer werden musste als geplant. Die Axialkräfte innerhalb des Magnetsystems sind auch nicht ganz gering, aber beherrschbar.

Ich möchte dir raten, dein Projekt nochmal zu überdenken.

Gruß,
Helmut

Ich würde sagen, bauen und Erkenntnisse sammeln.

Hallo Tommi,

so einen Motor zu bauen ist eine Sauarbeit (und mindestens das Doppelte von dem, was man für´s Erste schätzt) und kostet auch noch Geld.

Warum also noch bauen, wenn schon ein paar einfache Rechnungen zeigen, daß die Geschichte "sehr eng" wird (um nicht zu sagen undurchführbar). Die o.g. Daten sind eher zu günstig und nicht widerlegbar.

50 W bei 1000 Upm und 12 V bedeuten nun mal die o.e. Werte, da kann auch beim "Probieren" nichts Anderes rauskommen.

Die geforderten 1000 Upm Betriebsdrehzahl kommen mir (auch für einen Schiffspropeller) etwas "spanisch" (d.h. hier zu nieder) vor. Aber ich denke, daß Zoltan sich das überlegt hat.


Gruß,
Helmut

Unser Hobby ist halt nicht billig

ein paar Magnete, eine Selbstgebaute Form, etwas Draht...wenn es grad mal 50 € kostet, was solls?

Klar, es wird eng, doch der Lohn ist ein selbstgebauter vllt. sogar funktionierender Motor

Und wenn Du etwas mit Deiner Erfahrung helfen kannst, ist es umso besser!

Hi Tommi,

unterschätze mal die notwendige Zeit nicht...
Geld -vor allem für die Magnete- ist wohl nicht sooo kritisch.

Ich würde erstmal klären, ob und wie man die nötigen 9,8 Ncm/A zusammenbringt. Da kann man schon noch etwas mehr rechnen, aber letztlich würde auch ich nicht um ein paar Vorversuche und Messungen herumkommen. Bei diesen Versuchen kann man die Drahtstärke erstmal hintenan stellen, da geht es vor allem um die Anzahl der nötigen Windungen. Aber auch dazu muß man zuerst zeichnen, anfertigen, bauen, messen...

Ich hänge 3 Bilder von meinen damaligen Versuchen an. Das war alles trotz erheblichem Zeitaufwand noch sehr unvollkommen, und heute würde ich das vermutlich besser hinkriegen. Aber man kann ahnen, das das alles nicht so ganz einfach war. Du kannst ja mal überlegen, wie die Spulen angefertigt wurden, wie zusammengebaut, wie 1,5 mm dicke (ebene!) St-Planscheiben angefertigt wurden, usw. Harz wird bei Erwärmung auch schon mal weich, und dann können Magnete durch die Gegend fliegen; nach dieser Erfahrung baut man dann beim nächsten Versuch etwas anders...

Der Zoltan hat schon beim Start des threads richtig erkannt, daß die Anfertigung des Stators einer der Knackpunkte des Projekts ist.

Gruß,
Helmut

WOW!
Respekt!
Was für eine Arbeit!

Und elektrisch?

Einfach nur - beautiful

Hi Zoltan,

Sehr sauber, bravo Jetzt interessieren uns natuerlich noch die elektromechanischen Details...

Gruss
Roland

Hallo Zoltan

Alle ACHTUNG was Du so baust !!

Nun aber mal zur Fehlersuche .
Ich gehe dafon aus das jede Phase gleichzeitig mit 3 Leitern in Wellenwicklung gewickelt ist.
Nach der Welle in eine Richtung dann weiter in Gegenrichtung ?
Um die Wickelköpfe gleich zu machen.
Ergebnis 6 Leiter je Pohl und Phase ! ? !
Die 3 Leiter müssen dann in reie geschaltet werden. !!!! für 6 Windungen.
Nehme an das da ein Fehler unterlaufen ist !
Wenn der Wicklungswiderstand gleich der anderen Phasen ist ?? tippe ich das ein " Strang " von dreien in die falsche richtung geschaltet ist .
Die werden ja Anfang - Ende geschaltet alle drei , vorher parallel gelegten Leiter.
Ist aber falsch einmal Anfang - Anfang geschaltet, kommt nur noch 1/3 der Spannung heraus !!!! da sich 2 Wicklungen aufheben.
Das gibt grosse Probleme für den Steller !!
Zweite möglichkeit : eine der 3 Stränge ist kurzgeschlossen worden!!
Dann hat diese Phase nur 2/3 tel Widerstand !!
Auch nur 2/3 tel der Klemmspannung !!
Die Kurzgeschlossene wäre auch für den hohen Lehrlaufstrom verandwortlich !!
Das was mir so einfiel ,,,,, kanst ja mal was messen , Geräte sind ja da

Gruß Aloys.

Hi Zoltan,

Zitat

Wenn man sich die Bilder vom Oszi anschaut schein das Verhältnis zwischen den großen und der kleinen Sinusspannung 1:3 zu sein. Meine Güte, ich habe alle Drähte sorgfältig geprüft. Das ich zwei mal den gleichen Fehler mache kann ich mir kaum vorstellen. Sch..

Schaut aber leider ganz danach aus. Ein Murksfehler ist bei Deiner sauberen Arbeitsweise fast auszuschliessen, waere auch nicht so "schoen" reproduzierbar.

Vielleicht noch einen Stator bauen und diesmal alle Anfaenge und Enden gleichberechtigt herausfuehren....

Die Darstellung Deiner Leerlaufkurven kommt mir so bekannt vor. Arbeitest Du mit Matlab?


Viel Erfolg, ich habte Dir die Daumen
Roland

Ps.: Die beiden fehlerhaften Statoren kannst ja als "static display" ins Regal stellen. Zum gleich verwerfen sind sie einfach zu schoen.