Entwerfen/Prognostizieren der Leistung von Permanentmagnet-Motorradstatoren

Ich hoffe, Sie können mir helfen. Ich beschäftige mich seit langem mit Motorrädern und habe viele verschiedene Motorräder restauriert und angepasst. Beim Bau von kundenspezifischen Motorrädern füge ich häufig elektrisches Zubehör hinzu und verwende Hochleistungsstatoren (falls verfügbar), um mit der erhöhten elektrischen Last Schritt zu halten. Ich habe viele Statoren selbst von Hand gewickelt, um die Leistung zu erhöhen, und habe ein gutes Gefühl dafür, wie sich eine Änderung der Drahtstärke, der Anzahl der Windungen und des Dreieck-/Stern-Verbindungstyps (für 3-Phasen-Statoren) auf die Leistung gegenüber der Motordrehzahl auswirkt. Allerdings muss ich oft mehrere Prototypen bauen, um die richtige Konfiguration zu erhalten.

Was ich gerne tun könnte, ist zu lernen, wie man den Ausgang einer bestimmten Statorwicklungskonfiguration vorhersagt, entweder durch Mathematik oder durch Simulation mit Computersoftware. Ich habe mir FEMM angesehen, ein kostenloses Magnetsoftwarepaket, obwohl ich noch nicht gelernt habe, wie man es benutzt. Irgendwelche anderen kostenlosen Optionen?

Für diejenigen unter Ihnen, die mit Motorradladesystemen nicht vertraut sind, sind sie ziemlich einfach. Ich habe das Gefühl, dass viele von Ihnen mit AC-Elektromotoren vertraut sind, die ähnlich sind. Ein schneller Crashkurs in den Komponenten unten, ich werde eine 2006-2009 Suzuki GSX-R600 als Beispiel für die Teile verwenden:

Die meisten modernen Motorradmotoren verwenden ein Permanentmagnet-Schwungrad, das am Ende der Kurbelwelle montiert ist und sich mit Motordrehzahl dreht. Hier ist ein Beispiel:Motorrad Schwungrad

Es hat eingebettete feste Magnete, abwechselnde Nord-/Südpole entlang der Innenkante seines Außendurchmessers, die gleichmäßig mit den Polen auf dem Stator beabstandet sind.

Der Stator wird dann zentriert im Schwungrad montiert, wodurch sich das Schwungrad um ihn drehen kann. Hier ist ein Beispiel:

Motorrad-Stator

Die Statorkerne bestehen aus dünnen gestanzten Blechen, die zusammengenietet werden, um den Stapel zu bilden. Die meisten modernen Motorradstatoren verwenden eine dreiphasige Wicklungskonfiguration.

Die häufigsten Variablen zum Ändern oder Erhöhen der Leistung sind der Drahtquerschnitt, die Anzahl der Windungen pro Pol und der Verbindungstyp (Dreieck/Stern für 3-Phasen-Statoren).

Was ich gerne hätte, ist, wie ich die festen Faktoren (Magnetstärke des Schwungrads, Größe / Material des Statorkerns) messen und dann die variablen Faktoren (Drahtstärke, Anzahl der Windungen pro Pol, Verbindungstyp usw.), um eine genaue neue Wicklungskonfiguration zu erhalten. Ich würde es vorziehen, die Arbeit im Voraus am Computer zu erledigen, anstatt mehrere Prototypen zum Testen zu bauen.

Vielen Dank im Voraus für jede Hilfe, Insite und Informationen!

V=4,44 NfBmax. f Freq. N=Wendet. B=Flussmittel. [Beachten Sie, dass 4,44 = sqrt(2) x Pi] || Imax wird durch den Spulenwiderstand und die magnetische Sättigung des Stators begrenzt. Der Fluss kann mit einem Fluxmeter / Hallzelle / ... || gemessen werden Die Verringerung des Luftspalts erhöht den Fluss. Das Polfeld mit einem hochwertigen Seltenerdmagneten kann 1 T bei einer Magnetdicke von etwa 2 Luftspalt erreichen. Beispielsweise kann ein 6 mm dicker Seltenerdmagnet 1 T bei etwa 3 mm Luftspalt liefern. || Delta Wye: Lesen Sie es nach. Delta Vout = Spulenspannung. Wye Vout = 2 Spulen bei 120 Grad.
@RussellMcMahon Urms=4,44 fNABmax. Wo ist Ihre Querschnittsfläche?
@winny Ausgezeichnete Frage. Es ist immer noch in meinem Kopf, jetzt im Jahr 2017, also kann ich mir nicht vorstellen, wo es war, als ich das vor ungefähr 8 Monaten geschrieben habe. Ich werde mit hinzugefügtem Gebiet erneut posten. Danke.
V=4,44 NfABmax. f Freq. Eine Kernquerschnittsfläche. N=Wendet. B=Flussmittel. [Beachten Sie, dass 4,44 = sqrt(2) x Pi] || Imax wird durch den Spulenwiderstand und die magnetische Sättigung des Stators begrenzt. Der Fluss kann mit einem Fluxmeter / Hallzelle / ... || gemessen werden Die Verringerung des Luftspalts erhöht den Fluss. Das Polfeld mit einem hochwertigen Seltenerdmagneten kann 1 T bei einem Luftspalt von etwa (Magnetdicke)/2 erreichen. Beispielsweise kann ein 6 mm dicker Seltenerdmagnet 1 T bei etwa 3 mm Luftspalt liefern. || Delta Wye: Lesen Sie es nach. Delta Vout = Spulenspannung. Wye Vout = 2 Spulen bei 120 Grad.
@RusselMcMahon Sogar die Sonne hat ihre Flecken. -Schwedisches Sprichwort.

Antworten (2)

Nützlicher Link zu ähnlichen Konstruktionen: Der LRK Torquemax „Outrunner“-Motor ist im Wesentlichen identisch mit Ihrem Generator, sowohl mechanisch als auch elektrisch, wird aber als Motor statt als Generator verwendet.

Hier gibt es Seiten zur Theorie sowie zum Aufbau und Wickeln.

Startplätze:

Volt = 4,44 NfABmax.

f-Frequenz. N=Umdrehungen. A = Kernquerschnittsfläche. B=Flussmittel.
[Beachten Sie, dass 4,44 = sqrt(2) x Pi]

Imax wird durch den Spulenwiderstand und die magnetische Sättigung des Stators begrenzt.

Der Fluss kann mit einem Fluxmeter / Hallzelle / ... gemessen werden.

Die Verringerung des Luftspalts erhöht den Fluss.

Das Polfeld mit einem hochwertigen Seltenerdmagneten kann 1T bei einem Luftspalt von etwa (Magnetdicke)/2 erreichen.
Beispielsweise kann ein 6 mm dicker Seltenerdmagnet 1 T bei etwa 3 mm Luftspalt liefern.

Fläche A der Spule oder ~= des Kerns. Mehr Fläche = längere Wicklungen pro Windung = mehr Widerstand und größere Gesamtmaschinengröße.

Delta Wye: Lesen Sie es nach. Viel im Web.

  • Delta Vout = Spulenspannung.
  • Wye Vout = 2 Spulen bei 120 Grad.

Versuchsdesign:

Wenn Ihre Wicklungen 2 Schichten sind, scheinen sie ungefähr 30 Windungen zu haben.

Angenommen, der Polschuh ist 10 mm x 10 mm groß - Sie können dies messen. A = 0,01 mx 0,01 m = 1E-4 m^2

Lichtmaschinenwicklungen_C.jpg

Nehmen Sie 1 T an der Poloberfläche an - obwohl Sie das 2-fache oder mehr bekommen KÖNNTEN - und werden wahrscheinlich weniger bekommen. Deep-Ends auf verwendeten Magneten, Luftspalt, ... .

Versuchen Sie es mit f = 1800 U/min = 30 U/s.
V = 4,44 N f A Bmax = 4,44 x 30 x 30 x 1E-4 x 1 = 0,4 V pro Spule.
Es gibt 18 Spulen. Sie sind wahrscheinlich 3-phasig angeschlossen (siehe 3 gelbe Drähte UND übliche Praxis).
6 x 0,4 = 2,4 V pro Phase = zu niedrig.
Doppelte Umdrehungen = 4,8 V.
Doppelader Seite = 4 x Fläche = 19V
ändern....? :-).

Die oben genannten sind Spannungen pro Phase.
Bei Dreieckschaltung Vout = Vphase
Bei Sternschaltung Vout = Sqrt(3) x Vphase. Also Vout im obigen Beispiel = 1,732 x die angegebenen Werte.

dh die obigen Werte sind "in der richtigen Reihenfolge" und das Endergebnis hängt davon ab, ob die obigen Annahmen in tatsächliche Werte umgewandelt werden.

@ Russell McMahon. Überprüfen Sie Ihre Berechnungen. Ihre Volt scheinen zu niedrig. Denken Sie daran, dass die elektrische Maschine viele Pole hat.
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