Drehstrom-Synchronmotor im City-El - Elektroauto Forum

Drehstrom-Synchronmotor im City-El

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andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Sebastian
2000¤ sind ein Haufen Geld für einen Motor, den ich im Cityel nicht verwenden kann. Erklär uns doch mal, an was Du denkst. Elektrik, Batterien, Lader, Sicherheit, Mechanik, Bauraum etc.
Gruß
andreas
 

SB

Aktives Mitglied
19.05.2006
1.841
Wenn Ihr hier noch über Drehstrom-Synchronmotor im City-El diskutiert (Titel! wenn nicht bitte Thema ändern), dann:

Wenn Du den Twikemotor mit Getrieb (ein Teil) nimmst, dann hast Du beide Räder angetrieben und musst dich noch um die Einzelradaufhängung kümmern. Im Prinzip sollte man das Twikefahrwerk 1 zu 1 übernehmen können. Nur Schmaler. Da sind die Umbauten nicht riesig. Deinen Längslenker hast ja schon ;-)

 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Bernd
Du hast recht, der ohmsche Verlust für Deinen WAMA-Motor war quatsch. Rechne am besten mal zu Fuß aus, was bei 6 Turns rauskommen müßte. Ich habe bei der Eingabe für Deinen Motor einen Fehler gemacht: 2mm Drahtdurchmesser eingegeben. Man muß anders vorgehen:
Lösung 1: Man wählt "Not laminated or stranded".
Dann bekommt man einen idealisiert niedrigen Widerstand, den man nur noch durch den Füllfaktor teilen muß. Das ist die einfachste und genaueste Methode.
Lösung 2: Im Viewer wählt man mit Blockintegral ein einzelnes Spulensegement und lässt sich die Fläche berechnen. Diese teilt man durch die Anzahl Windungen, die man unter Circuit angegeben hat, multipliziert mit dem Füllfaktor (0.4-0.7) multipliziert mit 4/pi und zieht die Wurzel. Dann hat man den Drahtdurchmesser (4.2mm), als wenn man einen einzelnen Draht verwenden würde. Diesen trägt man wiederum bei Properties Magnet Wire als Durchmesser ein. Das Ergebnis pro Strang: 45W.

Mit Lösung 1 komme ich auf 30W pro Strang also 60W, multipliziert mit einem Faktor für den Wickelkopf. Bei 25mm Statortiefe und z.B. 14mm mittlerer Spulendurchmesser ergibt sich der Faktor zu 1+ 14/25=1.56.
Jetzt schlägt man noch ein paar Prozent für die Brücken drauf:
1.7*60W=102W
Für 2 Motoren also 204W bei 100A und 6 Turns. Und nicht wie oben behauptet 1600W.

Danke, daß Du so gut mitdenkst.
Gruß
andreas
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Au Backe!!!
Ich habe mir einen "Übungsmotor" besorgt, einen KFZ-Lüfter mit 12 Nuten, 19mm Statorblechpaketdicke, 119mm Aussen. Die Glocke habe ich inzwischen auch. Das entfernen der Wicklung (war eh nicht mehr original) war noch einfach, auch das herauslösen der Ferritmagnete aus der Glocke ging gut mit Hilfe der Hitze einer Kochplatte. Jetzt ist der 2mm Kupferdraht eingetroffen und ich habe einen (1!) Zahn mit einem Drittel der Wicklung versehen und ich bin fix und alle! Dicke Handschuhe sind ein muß. Ich will die Zähne dreilagig bewickeln in ABCABCABCABC, das heißt, ich muß mehrere Zähne einlagig bewickeln, zwei Drittel des Drahts jeweils verwahren und anschließend die nächsten Lagen wiederum versetzt wickeln. Bei der ganzen Wickelei dürfen die verwahrten Drähte nicht kaputtgehen, die Isolation muß perfekt erhalten bleiben.

Nach ein paar Tagen habe ich das Wickeln erst mal aufgegeben, es geht zwar schon besser, aber ich möchte noch etwas anderes ausprobieren: http://www.synflex.com/fileadmin/Templates/Synflex/pdf/de/Datenblaetter/Spezielles_deutsch.pdf
Da gibts sogenanntes Abschirmband oder isoliertes Kupferband. Eine Breite von 25mm und Kupferdicke von 0,3mm ergibt einen Querschnitt von 7,5mm^2 pro Wicklung. Das ganze Ummantelt mit Kapton wäre optimal. Leider gibt es so was nicht ab Lager, man muss es sich herstellen lassen, aber es ist möglich und vielleicht gibt es ja noch andere Hersteller. http://www.cmc-klebetechnik.de/index-m.htm?gclid=CKnllsuVxJECFQdTEgodmTeuDg
Leider nicht für Privatkunden, wir werden sehen.
Jedenfalls bekommt man so einen in der Draufsicht quaderförmigen Wickel mit etwa 8 Windungen pro Zahn, bei einem theoretischen Füllgrad des Blocks von 85%!!!

Soviel zur Theorie.
Inzwischen sind Magnete eingetroffen, 50 Stück zu 57¤ , 20x20x3mm N45 von http://www.magnet-shop.net/Quadermagnete:::2:2.html . Ich muß jeweils zwei "stacken", dann passen 16 Stück perfekt in die Glocke und ergeben einen Abdeckungsgrad von 85%.
Das Kleben ist sehr schwierig, da die Teile vernickelt sind. Sekundenkleber ist aussichtslos. Nickel ist ein Edelmetall und läßt sich daher auch mit Metallkleber nur langsam kleben. Weicon Lock 306-60 sollte eigentlich gehen, war aber zu dickflüssig, ich habe es nur zum "stacken" benutzt.
Also Conrad 813430 besorgt.
Die Montage an sich ging dann plötzlich sehr schnell: Magneten angeschliffen, gereinigt und durchnummeriert. Glocke ebenfalls angeschliffen und gereinigt. Dann habe ich aus Aluminiumdraht 5mm 16 Stück abgeschnitten. Ein Balsaholzstreifen ergab den Abstandshalter zum Glockenboden. Den ersten Magneten habe ich fest eingeklebt. Dann habe ich einfach die Abstandshalter und Magnete abwechselnd eingelegt. Das ging sehr gut. Am Ende war etwas Luft. Also habe ich zunächst jeden zweiten Abstandshalter mit Tesafilm einlagig beklebt und wieder eingesteckt. Dann nochmals jeden zweiten unbeklebten, bis alles stramm saß. Nochmal geprüft, daß alles gerade sitzt und die Magnetausrichtung stimmt, danach kam der Conrad-Kleber zum Einsatz. Der ist sehr dünnflüssig und hat eine starke Kapillarwirkung. Dabei habe ich etwas übertrieben und zu viel Klebstoff im zweiten Durchgang aufgetragen. So konnte ich mich zwei Stunden mit tupfen beschäftigen, und ich finde noch nach 3 Tagen Reste, die nicht abgebunden haben... . Egal, heute abend war Montage angesagt, erster Versuch ging wortwörtlich schief. Die Schnur, mit der Ich die Glocke festhielt ist gerissen. Nix kaputt. Ich habe dann den Stator im Bohrschraubstock befestigt, auf der Standbohrmaschine ausgerichtet, ein 10mm Rundmaterial ins Bohrfutter gespannt, die Glocke mit ihren Lagern (Ja, die Lager sind bei diesem Motor in der Glocke) auf das Rundstahl geschoben, den Bohrkopf abgesenkt. Dann habe ich noch 3 Reststücke Balsaholz auf den Statorboden gelegt und die Glocke vom Rundstahl auf die Welle geschoben, dann losgelassen: Bratzzz, da war nur noch Kleinholz übrig, das ich mühsam wieder rausfädeln durfte. Und jetzt der Rastmomententest: Unglaublich!!!

Es gibt 48 Rastmomentpunkte, die alle vollkommen gleichmäßig hart sind! Wenn ich die Glocke schnell drehe, dreht sie ganz locker weiter und kommt mit einem heftigen Ruck zum Stillstand. Bei 2000RPM gibt das bestimmt einen tollen Sound! Im Original war der Magnet 10-Polig, der Luftspalt war 1mm, jetzt sind es 16 Pole und der Luftspalt beträgt 0,375mm.
Ob ich jemals die Glocke wieder vom Stator bekomme? Wohl nicht ohne Vorrichtung. Mit den Originalmagneten ging es mit den bloßen Händen.

Ich habe noch einen weiteren Motor hier, mit Statordicke 28mm und Durchmesser 108mm. Ebenfalls ein 12 Nuter, allerdings mit 8 Polen. Der hat praktisch kein Rastmoment. Die Spulen sind sehr schön gewickelt, 27 Windungen 1,7mm^2, alle parallelgeschaltet. Der Motor läuft an einem YGL 30A unsauber an, dreht aber ganz gut. Die Origianlelektronik ist auch noch dran. 850W steht drauf. Ob ich noch mal einen 16 Poler damit machen soll? Wenn ich die Wicklung nicht ändern will, kommen nur 8 oder 16 Pole in Frage.
Gruß
andreas
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Ich hoffe dir ist klar was Kapton kostet, 10mm breit 50m etwa 80¤ im Großhandel, im Einzelverkauf also etwa das doppelte. es gibt auch keilförmige oder quadratische Drähte im Lautsprecherbereich, die sind vermutlich die preiswertere Lösung.

Gruß

Roman
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Roman
Hast Du Link? Das Problem ist die Flexibilität. Ich bekomme bei einem 2mm Draht nur mit Gewalt die gewünschte Form und das ist sehr anstrengend und zeitraubend. Wenn ich mehrere Lagen wickle, dann wächst der Aufwand noch, siehe oben. Rechteckdraht hilft also nicht wirklich, da ich auch hier mehrere Lagen bräuchte. Das habe ich schon durchgespielt, und es macht keinen Spass.

Es muß ja nicht Kapton sein. Dieses Material hat eben sehr gute Wärmeleiteigenschaften. da darfs auch ein bischen teuerer sein, wenn es sich gut verarbeiten lässt und einen hohen Füllgrad hat.
Die Magnete und die Elektronik sind ja auch nicht ganz billig, und das hat seinen Grund: Es handelt sich um Spitzenprodukte. Wenn ich diese dann eines Tages in größeren Mengen bestelle, ist es kein Problem mit dem Preis.
Aber erst mal muß ich Erfahrungen sammeln und dazu brauche ich Proben für meinen "Übungsmotor" . Die Magneten können für den Fahrbetrieb sicher nicht "stacked" sein und brauchen die höchste Einsatztemperatur, also Güte EH, SH oder UH. Aber das ist genauso eine Mengenfrage.
Wenn ich Magnete für 500¤ kaufen will, dann habe ich genug Adressen. Für das Geld bekommt man aber auch Magnete für 50 Motoren. Darüber mache ich mir Gedanken, wenn das Design festgelegt ist. Bis dahin wird gebastelt und geplant.
Wer macht mit?
Gruß
andreas

 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Das mit dem Draht kann ich nachvollziehen, deswegen werden ja auch mehrere dünne Drähte parallel gewickelt, ich schau mal nach was ich noch an Kaptonband übrig habe, brauchst du es selbstklebend oder normal.

Gruß

Roman

 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Roman
Ich meine Kupferband mit Kapton umhüllt. Wenn Du etwas ähnliches wie 25x0,3mm Kupferband mit Isolation hast, dann probier ich es sehr gerne aus.
Gruß
andreas
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Sorry habe leider nur Kaptonband ohne Kupfer wird zur Lagenisolierung verwendet, jeder Motorenbauer verwendet Kupferlackdraht den er bei kleineren Motoren einfach parallel wickelt, der Füllgrad steigt dadurch zwar nicht aber das Wickeln wird wesentlich einfacher.

Gruß

Roman
 

Mr. Horsepower

Mitglied
07.06.2006
271
Finger weg von dem Kupfergewebeband. 25mm * 0.3mm hört sich zwar nach viel Querschnitt an (7.5mm²), diese Kupfergewebebänder haben aber typischerweise Füllgrade von unter 50%. Nimm lieber eine etwas höhere Anzahl dünnere Kupferlackdrähte, da kommst Du bis auf 75%.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Andreas, hast Du Dich schon mal mit Feldverdrängung in den Nuten befasst? Viele isolierte Drähte, ein ganzes Vielfaches im Kreise Gedreht (statt "geröbelt"), sind besser. Es gibt auch Litze aus vielen parallelen, voneinander isolierten Drähten. Mein Plan ist ja, mit den ganz niedrigen, im zukünftigen Automobilbereich üblichen Spannungen zu arbeiten. Da muss ich Litzen verwenden, bzw. diese selbst herstellen, eine Frage der Wickeltechnik. Ich würde einfachen, runden Draht nehmen. Schließlich willst Du mit hohen Drehzahlen und Strömen arbeiten...
Meine Rücksprache mit den baumüllers ergab, dass man Kunststoffen wenig traut und immer gerne eine metallische Wegflugsicherung der Magnete einbaut, Niete und Klammern. Bei 3M in Neuss ist man "natürlich" in der Lage, beliebige Klebungen zu ermöglichen. Kommt ja auch aus dem Land der unbegrenzten Unmöglichkeiten.
Gerade habe ich den Schlüssel für meine neue Wohnung bekommen. Zwar sehr klein, aber es könnte sein, dass die Küche (groß) zukünftig auch andere Funktionen übernehmen muss...
In welcher Gegend steckt Ihr? Ich werde zukünftig dem Aachener Euregio-Raum näherrücken (Krefeld). Feinmechanik und sonstige Technik sind dort kein Fremdwort.
Bernd
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Ob wir solch ein Ding nicht auch eisenlos bauen könnten, mit der äußeren Magnetträgerglocke, dann nach innen eine dünne Wicklung und dann ganz innen einen mitdrehenden magnetischen Rückschluss? Problematisch dürfte dann der Raum für den innen liegenden Wickelkopf sein...beim Lynch gibt es ja ein ähnliches Problem. An dem müssten wir uns dann ausrichten. Vorteil: Null Rastmoment, ausschließlich ohmsche Verluste.
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Leute
Wenn ihr Euch mal bitte die Links anschauen würdet, die ich erwähnt habe, dann gäbe es nicht so viele gutgemeinte Ratschläge, die völlig daneben liegen. Es geht hier nicht um Kupfergewebeband, sondern um massives Kupferband, welches mit einer Isolation umhüllt ist. Falls jemand Proben von so etwas besorgen kann, bitte vortreten. Den Tipp mit Spulen aus dem Lautsprecherbau find ich gut, ich hab nur keine Lieferanten außer Synflex und CMC gefunden, es gibt aber sicher noch mehr.

Gruß
andreas
 

Mr. Horsepower

Mitglied
07.06.2006
271
Bei einem Hauch mehr Freundlichkeit hätte ich Dir jetzt jeden beliebigen Querschnitt mit Glimmerummantelung besorgt: Gegenüber sitzt das Dynamowerk von Siemens, die Beziehungen sind sehr gut.
Und wenn wir schon mal am Meckern sind: Lieber Andreas Andreas, bitte Antworte auf den betreffenden Kommentar (und nicht im Hauptpfad), damit man sieht, wenn wirklich etwas neues zum Thema "Drehstrommotor" hinzukommt.
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Andreas, Du hast einen vielpoligen Motor und eine hohe Drehzahl. Das ist wirklich keine gute Idee mit dem massiven Kupferband. Einerseits fein geblättertes Eisen auf dem Stator, dann verdirbst Du alles mit Kupfer? Klar, Du zwingst das Streufeld in die richtige Richtung, aber der Effekt der Stromverdrängung überwiegt, neben den Wirbelstromverlusten durch das Streufeld. Die Heliprofis wickeln mehrsträngig mit voneinander isolierten, billigen Kupferdrähten. Anschluss durch die hohle Welle. Es reicht, die Wickelköpfe gut zu kühlen. Beim Cityel natürlich mit Zwangskühlung.
Bernd
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo
Ja, ich war ein wenig enttäuscht, daß es hier nicht so recht weitergeht. Verzeihe, ich gelobe Besserung. Kannst Du wirklich so etwas besorgen? Von Glimmerummantelung habe ich keine Ahnung, wie dick ist denn die Isolation? Ich brauche einen Querschnitt von höchstens 25mm x 0,3mm Kupfer. Also bitte bitte besorge mir was passendes, falls möglich.
Gruß
andreas
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Bernd
Das verstehe ich nicht. Wieso werden denn dann Transformatoren aus dem Zeug gewickelt? Der Link wurde entfernt (404). Meinst Du den Halleffekt oder den Skineffekt oder den Proximityeffekt?
Und was heißt massives Kupferband? Ich will 8 Windungen pro Zahn auf meinen Übungsmotor wickeln. Ist das wirklich so schlimm? Wäre es nicht viel schlimmer, wenn die Laminatrichtung um 90° gedreht wäre? 400Hz sind ja nun nicht wirklich Hochfrequent, oder sehe ich das falsch?
Gruß
andreas
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo
Im obigen Link auf "Abschirmbänder" klicken und dann sieht man ein schönes Bild von einem Trafo.
Gruß
andreas
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Andreas, beim Trafo mit eng aufeinandergewickleter Primär- und Sekundärwicklung fehlt die magnetische Spannung, die das Feld durch das Kupferband dringen lässt. Sind die beiden Wicklungen jedoch getrennt, tritt Stromverdrängung infolge dieser magnetischen Spannung auf.
http://de.wikipedia.org/wiki/Roebelstab
http://www.iem.ing.tu-bs.de/paper/2005/moseb_05.htm
Auf jeden Fall bei einem Motor, wo der Strom aus einer tiefen Nut gedrängt wird. ich vermute, Du willst die Bänder in der Nut aufrecht stehend anbringen, denn vermutlich willst Du viel Leistung aus dem Motor ziehen?
Du hast bei den Neodymerregten Motoren ein besonders starkes Feld, und, was noch wichtiger ist, eine hohe magnetische Spannung = Amperewindungen. Hier ist die Stromverdrängung mit der Folge eines erhöhten Widerstandes des Bandleiters bsonders hoch. Wenn Du allerdings in der Nutentiefe das Joch mit dem Band umwickelst, ist die Stromverdrängung nur gering, da das Streufeld hauptsächlich an der Nutoberfläche auftritt und die Kupferwicklung am Fuße nicht durchdrungen wird. Sonst ist Deine Überlegung richtig: gibt es keine hohe Gegenstromstärke, ist die magnetische Spannung gering, das Streufeld schwach und das Kupferband stört nicht. Hochfrequente Streufelder lassen sich durch zwischengelegte Kuperfolien vermeiden. Große Motoren werden hingegen immer mit Roebelstäben hergestellt, bei hochtourigen Modell-Leistungsmotoren geht man ungern über eine Drahtstärke von 0,6mm hinaus und beginnt dann, zu parallelen Mehrfachwicklungen überzugehen. Obwohl schwächer als die Stromverdrängung aus der Nut heraus, spielt hier auch bereits der Skineffekt eine, wenn auch geringe, Rolle. ja, das ist richtig, Halleffekt und Stromverdrängung sind im Prinzip das Gleiche. Die geringe Spannung an den Seiten des Kupferbandes ist eine Folge der Stromverdrängung, die in ihrer Größe aber 100%ig sein kann.Du spürst es daran, dass bei großen Strom, also auch großem Drehmoment, Dein Kupferleiter nicht mehr ausgenutzt wird.Deine Hallspannung tritt auf der vollen Länge des Leiters auf und summiert sich über die Länge auch in der Längsrichtung.
Bernd

Skineffekt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Skineffekt.
 

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