!!! Конструкция и КПД на различните типове електромотори

[EDM electronics]

Тук има един много добър сайт с полезна информация за всички видове BLCD: http://www.bavaria-direct.co.za/info/

Тук е сайта на един украинец, много кадърен човек, който конструира BLCD-мотори и прави нещата на макс. Двигателите му са с КПД към 94% и е готов да посъветва всеки, който има някакви въпроси. Има и доста връзки на сайтове от които той се е учил: http://www.en.net.ua/diaz/emotor/

Както бях обещал представям таблицата от която е видно различни конфигурации на двигатели и тяхната ефективност и най-добър избор за навиване на статора.

Цветове (От Ralph Okon)
Син - най-добра комбинация
бял - тя работи
червен - тя работи, но не е много добре
черно - не работи

Показвам и двигателя, който се опитвам да пусна. Изпълнението му е малко необичайно - статора има празни зъби, но мотора е немски 800W-реални, с много добро охлаждане. Стандартния му контролер е с два Хол-датчика, което е непонятно за мен. Не ползвам този контролер, защото имам само първата едната му част, тази която е при двигателя /в корпуса, кутията/, а другата, която е извън двигателя я няма.

Dedo pop, вероятно някъде греша щом мотора бръжди и тръгва само като го побутна с ръка, а и консумира, като за 5 мотора. Тия дни ще завърша новата авансова плочка, на която ще мога да пробвам всички комбинации за поставяне на датчиците, за да си избистря теорията с практика, че имам да пускам още няколко хоби-двигателя и те са без датчици, но с друга конфигурация.

[PyroVeso]

Много интересна информация, колега EDM!
С два Хол-датчика, поставени под някакъв ъгъл - различен от 180', може би се отчита и посоката на въртене... Хрумна ми, понеже казваш, че статорът има празни зъби, а и имаш проблеми с тръгването. Може би при запуска моментно се активира някаква специална последователност и се следи чрез двата датчика как тя се отразява фактически на мотора, като в определени ситуации се коригира (примерно при претоварване или стартиране в обратна на желаната посока се прекратява). Ако има редуктор - може да се следят и оборотите след него.
Просто предположения.

P.S. Украинецът е страшен! Този човек смята да лети с това чудо!
Преди време бях открил подобен украински гений, само че в заряда на оловните акумулатори (нищо чудно да вече се доквалифицирал и за литий-полимерните...).

[EDM electronics]

Не бях се занимавал, дори замислял, как работят BLCD-моторите. Просто исках да си купя един контролер и двигател, да ги вържа и да нямам грижи. Обаче това не е така, ама хич. И за да не си губя времето, да уча сега и двигатели, реших да попитам един уж голям "разбирател", дето само с това се занимава, конструирал и двигатели. Оказа се, че и той не знае къде да се монтират датчиците. Питах и един друг дето уж "конструирал" спиид-контролери, и той ми казва йок, трудна работа, не знаел. После на първия му казвам, ама оригиналния контролер е с два Хол-датчика, а мотора е с преззъбов статор, е той пак ми казва, или съм бил кьорав и нищо не разбирам, или такова нещо било невъзможно да съществува - и редкия ротор и само двата датчика - късал дипломи  . 
Ей тогава реших, както винаги да си бъда самодостатъчен и да почна сам да търся истината, защото "бащите и майките на BLCD не можаха да ми кажат как се правят деца", ех и с малко помощ от форума разбира се, който прояви интерес.

Като изчетох теорията дето съм представил по-горе, установих че тия проСсионалисти има още да учат. Трудно ми е да проумея как някой ще произвежда спиид-контролери, а не знае как работи двигателя. Това значи, че като папагал е изплагиатствал нещо от Интернет и го представя, като свое - както и да е...

Зададох търсачката на немски и къде разбрах от превода, къде не, разбрах че германците действително имат някакъв софт за два Хол-датчика. Двигателя който показах е немски, на култовата фирма Torqeedo, и така е направен с контролера, че трудно, много трудно може да се повреди, с всички възможни защити. Но не мога да го ползвам, защото е само едната половина.

PyroVeso, мисля че си изясних нещата с помощта на колегите /винаги се старая по-принцип да се допитам и до друго мнение/ и сега в края на седмицата ще си проличи на практика прав ли съм или не. Ако да, ще направя едно обобщение за определянето местоположението на датчиците на произволен мотор, т.к. доста литература изчетох, но не срещнах нищо по въпроса, само за конкретен двигател. Ако нещата не се случат, ще се обаждам на украинеца  ... да не преоткривам топлата вода...

[valex]

EDM electronics
Според мен не можеш да пуснеш този двигател със стандартен контролер. Има специфична конструкция и от там специфично управление. По лесно ще е да намери документацията на управляващия чип (той е с подходящото управление) и да се синтезира външната част на контролера.
Пускам таблица от руснака.

[EDM electronics]

EDM electronics
Според мен не можеш да пуснеш този двигател със стандартен контролер. Има специфична конструкция и от там специфично управление. По лесно ще е да намери документацията на управляващия чип (той е с подходящото управление) и да се синтезира външната част на контролера.
Пускам таблица от руснака.

Абсурд е да се намери документация за спиид-контролера. Микроконтролер е, а не специализиран чип. По-лесно ще е да пренавия мотора, но ще го мъча така още. Аз не го намирам за по-специален, като конструкция, освен, че е преззъбов. Вързан е в схема триъгълник за по-голяма мощност и енергийна плътност.

[juliang]

Аз лично бих извадил краищата на намотките на някакви ключета и бих се опитал да намеря последователността на включването им за да почне мотора да се върти. След това вече ще видя какво точно изкарва контролера на изводите си при задействане на едната или другата рид ампула (или какъвто датчик там се ползва, за да следи положението на ротора).
Имайте предвид че има вариант за захранване на намотките само в едната посока (т.е. винаги единия извод е + а другия -), а има и вариант поляритета да се обръща. Така че вариантите стават много.

[EDM electronics]

valex, да знаеш, че си прав. juliang също казва верни неща.
Ето какво мисля за работата конкретно за моя двигател - навит статор през зъб:
Ротора, полюсите се редуват последователно. Когато мине първия магнитен полюс на ротора през първата фаза на първия зъб, датчика дава информация да се задейства транзисторния мост в посока привличане на магнита. Следващия цикъл идва с магнит с обратен полюс. Но на следващия зъб няма намотка, празен е, следователно, за да не остане празен ъгъл, би следвало същата първа фаза да привлече и следващия магнит, но с обратен полюс, а това означава, че на тази фаза следва да й се обърне поляритета. Или всяка фаза работи с два последователни импулса, но с различен поляритет, докато дойде ред за следващата фаза. После нещата се повтарят за втора и трета фаза, като всяка една от тях прекарва по два последователни импулса, но с обратен поляритет. Това е всъщност работата на този контролер. И от файла с видовете статори се вижда http://www.bavaria-direct.co.za/scheme/common/#prettyPhoto, че точно тази намотка е първообраза на BLCD, демек класиката.

По-късно нещата се променят и вече статора е навит на всеки зъб, като фазите се редуват последователни и както каза juliang, еднополярно. Ето защо принципа на работа на контролерите е различен, т.е. спиид-контролера не може да е универсален, а в зависимост от конструкцията на целия двигател.

Аз разполагам обаче не с класическия вариант, който явно се среща по-рядко, а с осъвременения вариант - китайски спиид-контролер /от велосипед/. Мисля, че наистина двигателя няма да работи с този начин на навиване на статора. По-лесно ще ми е да пренавия статора, има-няма по 5-6 навивки на зъб, отколкото да
търся контролер в този вариант, я намеря-я не.

Ето я точната схема на статора. Може лесно от нея да се определи принципа на работа, като се знае, че полюсите на ротора се редуват последователно S-N.

[juliang]

По твоята картинка мотора се управлява само с промяна на поляритета. Ако приемем че в момента показан на снимката червената намотка горе привлича розовия магнит, а в долната част отблъсква синия магнит, то трябва просто да се захрани синята намотка - мотора ще направи завъртане така, че розовия магнит да застане над синята вдясно горе и синия над синята вляво долу. После идва ред на зелената - по същия начин.
В следващия момент червената вече трябва да се захрани наопаки, за да почне в горната си част да придърпва вече син магнит. После пак следва синя и зелена. И цикъла се затваря - мотора е направил една стъпка, равна на разстоянието между 2 сини или 2 розови магнита, или 1/7 от оборота.

Ето в тази таблица:

имам подозрението че главните букви показват протичане на тока в намотката в едната посока, а малките - в обратната посока. В твоя случай имаш 14:6, и последователността е "АсВаСв".
Имай предвид, че има начини на захранване на тези мотори, при които за кратко може да се включват повече от една намотка едновременно - така се получава по-плавно преминаване от едната позиция в другата, а при стъпкови мотори може ротора да се позиционира на 1/2 стъпка - между 2 намотки. Може да има включване, в което постоянно имаш по 2 включени намотки - така се качва въртящия момент на мотора.
Няма голяма философия да си налепиш сам спийд контролер - по един H-bridge за всяка намотка и нещо дето да реди сигналите в дадена последователност - примерно една ИС LM4017. Аз бих впрегнал едно ардуино или PIC за тая работа - там имам много голяма свобода да избирам всички параметри и да ги променям без да разпоявам и запоявам всичко
Китайците продават готови H-bridge базирани на L298 за жълти стотинки. Само че там напрежението е до 35 волта и тока е до 2 ампера (реално е по-малко, че много грее ). Можеш и сам да си налепиш такава схема от 4 транзистора за намотка с параметри каквито искаш.

P.S. Ето ти различни варианти за редуване на намотките:

[EDM electronics]

Да, това е другия вариант, който също е възможен.
Няма как да ползвам готов трифазен Н-мост, тъй като ще захранвам моторите до 1-1,2 кВт. Тук трябва сериозен мост да държи продължително 30-40 А на 32 V.

Мислих да направя контролер с STM32F103 Ардуино, но не  мога да програмирам. Ще ползвам готова библиотека за BLCD, но наложи ли се някаква промяна, ще трябва да разучавам контролера, тепърва да уча програмирането - отидоха още 5-6 месеца. По-лесно е да пренавия ротора според моя контролер. А хубавото при него е, че регулира автоматично тайминга и не е необходимо фино въртене на авансовата плочка.

juliang, мисля графиките, които представяш са за свързване звезда, а при мен свързването е триъгълник, при него работят едновременно трите намотки в трите фази, никоя не почива. Предполагам, че контролера е от първия вариант на графиката.

[CPU]

Еднополярния вариант на захранване на намотките съм го виждал само в компютърните вентилатори,  с един хол датчик и 4 намотки(зъба).
При по-мощните мотори управлението е биполярно.Затова и силовата част е с 3 полумоста.
За типовете намотки:
 -първите използвани са от вида ABCABCABC..   това в цдрома, флопито, HDD, стандартна намотка.
- LRK, кръстена на нейните разработчици, която е от вида A-b-C-a-B-c, тирето означава празен зъб, малката буква е навиване на обратно на голямата. Това е намотката на EDM electronics. Ефекта от нея е, че осигурява по-голяма редукция на въртенето на ротора спрямо полето на статора, в случая 7 ( най дясната колона на таблицата), по- голяма от редукцията на стандартната схема на навиване АВСАВС..
- има и DLRK (distribuited LRK) която е еволюция на LRK.

Сигналите от датчика на хол не са кратки импулси, а плато, и контролера не се ръководи само от фронта, а от цялата дължина, и ги очаква на определен ъгъл. Може би затова украинеца пише:
ВОПРОС №13 :
Как расчитывается угол установки датчиков в моторах с нестандартной намоткой типа AabBCcaABbcC ...
ОТВЕТ :
Я провел тесты с целью проверить, могутли микроконтроллеры с алгоритмом расчитанным на работу
со стандартными намотками типа ABCABCABC... работать с нестандартными намотками типа AabBCcaABbcC...
Теперь выянилось, НЕ МОГУТ ! Алгоритм нужен совершенно другой. А микроконтроллеры типа MC33035
со своим алгоритмом отлично работатют только со стандартными намотками.

Чипът обаче, който той използва е доста стар, и е възможно да не стане  с него.

Контролера от велосипед има много интересно разположение на датчиците- виж снимката.



Тва показва, че разположението на датчиците се определя само от магнитите.

За финал още един линк с обяснения за монтирането на датчиците. Има случай когато единия е поставен обратно
http://mitrocketscience.blogspot.bg/2011/08/hall-effect-sensor-placement-for.html

[valex]

EDM electronics
Отлепи лепенката от чипа и снимай надписите ако може.

[valex]

Може би искаш да направиш нещо подобно
http://www.helifreak.com/showthread.php?t=483656
http://thepracticalguideofmulticopters.com/index.php?id_cms=59&controller=cms
http://penolet.ru/content/110?page=show

[EDM electronics]

valex, да, нещо такова искам да направя. Интересни, ценни линкове предлагаш, сядам да разуча положението. Долу показвам снимка на контролера, отлепих лепенката, ако може нещо да намериш по въпроса. Ще се види долу и как изглежда двигателя заедно с инвертора. До него е и другия двигател с максимална /моментна/ мощност 2,3 кВт. Ще го отворя тия дни да снема схемата на статора. Този двитагел е китайски и би трябвало да тръгне с инвертора от велосипед.

CPU, ти намери това, което аз се опитвам да преоткрия. Благодаря, човече. Нямах много време, хвърлих един поглед по диагонал, но това ми преобърна досегашната представа. Излиза, че ъгъла на датчиците се изчислява на база полюсите на ротора, а не на зъбите на статора, както аз мислих. Ще го чета внимателно сега и ще го осмислям, защото ми е труден превода. Трябва да разгледам внимателно формулите.

Благодаря на всички, които ми помагат в темата! Може и на някой друг да е полезна, въпроса е доста интересен.