Brushless Eigenbau

[1hdsquad]

Hey Leute,
ich denke über den Bau von Brushlessmotoren nach. Sie brauchen bei ca 1700 RPM ein Drehmoment von ca. 35-100 NM. Jaja, ich weiß, dass das viel ist... Ist das grundsätzlich möglich? Sie sollen als Aussenläufer Autoreifen drehen, quasi ein Aussenläufer mit Gummi aussen drum. Wie kann ich die Leistung berechnen, die ich für das Drehmoment brauche? Ihr seht schon, ich habe keine Ahnung...
MFG

[sigo]

P = Md * w <--soll ein kleines Omega sein, also in RAD/s
= Md * 2 * PI * n / 60

Hier:

P= 100Nm * 2 * PI * 1700 / 60 = 17801 W = 17,8KW = 23,7 PS

:-)

[sigo]

Guckst du hier:
http://auto.pege.org/2006-ever-monaco-2-rad/20-kw-elektromotor.htm

Sigo

[1hdsquad]

Ok, danke Leuts.
@ sigo: Gibt es das auch bei Wikipedia oder so? Rads etc. sagt mir nämlich nichts...
MFG

[Manf]

Omega ist die Kreisfrequenz in Radien pro Sekunde. Wen man den Wert durch 2Pi teilt dann erhält man die Frequenz in Umdrehungen pro Sekunde.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kreisfrequenz

[1hdsquad]

Und die Formel oben stimmt so einigermassen? Wegen der Verluste etc... Ich meine, dass auch ein echter 20kw Motor reicht, und nicht ein größerer benötigt wird...

[1hdsquad]

So, und jetzt zur Konstruktion: Gibt es da Wikis etc? Ich meine explizit die Konstruktion, also Spulenmenge, -anordnung, Wicklungen, Magnetdicken, Materialien etc...
MFG

[Manf]

P=M*w stimmt schon, wieviel Leistung benötigt wird wer soll das sagen?
Soll ein Auto angetrieben werden?

[1hdsquad]

Ja, mit 4 Motoren (An jedem Reifen einer). Es handelt sich konkret um eine 2CV, die NMs der Reifen habe ich berechnet aus Luftwiderstand, Rollwiderstand und Steigung...

[sigo]

Mit 4 x 20kW-Elektromotor, welcher dann ja auch zeitlich begrenzt das mehrfache leisten kann, kann ein 2CV fast fliegen....

Es gibt fertige Motorteile zu kaufen: z.B. hier: http://www.alliedmotion.com/product/servo/products.asp

Stell dir das aber nicht so leicht (und billig) vor..., besonders wenn's schon bei der Berechnung des Drehmoments hakt..

Sigo

[sigo]

Nur so zur allgemeinen Info, schau dir mal unter diesem Link:
http://www.baumueller.de/DownloadInternet/Discmotors_de_en.pdf den Motor DSM190N2 an...60Nm@1000U/min an :-b

davon 4 Stück + Elektronik + Akkus, dann kannste dir einen neuen Prius kaufen (fast)

Sigo

[1hdsquad]

Die 4x20KW kommen von 20° Steigung bei 120 KM/H und 50KM/H Gegenwind, quasi die Höchstwerte... Das muss der Motor kurzzeitig schaffen. Sonst braucht er (ohne Wind und Steigung) insgesamt 18 kw, man kann dann noch den Luftwiderstandskoeffizient verbessern, ablasten etc. Also nicht selber bauen? Der Motor soll eben in der (Eigenbau-) Felge sitzen, also darf er nicht sehr breit sein, aber einen großen Durchmesser haben.
MFG

[sigo]

Tja, das prinzipielle Problem bei Direktantrieben ist, dass man sie für viiiiiel mehr Drehmoment auslegen muss, da man kein Getriebe hat.

So kommt man auf einmal mit 80KW gerade mal auf 120km/h und 20° Steigung, wobei doch ein Kompaktklasse-Wagen mit 80kW locker >200km/h fährt - dank der Schaltung...

Ich habe hier ein E-Bike mit Radnabenmotor zu Testzwecken zur Verfügung gestellt bekommen. Das zieht auch mit 250W keine 8%-Steigung hoch.

Da es von den 250W (@20km/h) eben bei Tempo 5km/h nur 60W nutzen kann. Würden die 250W vor der klassischen (7-Gang-Nabenschaltung) ansetzen, käme man mit den 250W prima klar....

Jetzt soll ich ein Neues bekommen, das mehr zieht. Das aktuelle kann ich so nicht gebrauchen. Bin gespannt.

Sigo

[1hdsquad]

Deshalb rechne ich das drehmoment ja so hoch... Oder muss ich noch höher gehen als 20° und 50KM/H Gegenwind? 120km/h sollen elektronisch abgeregelt werden... Bei mehr habt die Ente sowieso ab, und Greenpeace will auf eigene Faust die Geschwindigkeitbegrenzung einführen ;-)

[sigo]

Hier sind auch noch ein paar interessante, allerdings - fertige - Motoren: http://www.perm-motor.de/pm_pdf/pmg_132_d.pdf
und hier: http://www.perm-motor.de/pm_pdf/PERM_MOTOR_d.pdf

[1hdsquad]

Sowas ist ja schonmal nicht schlecht, nur selbst ist der Mann ;-)
Gibt es denn erstmal grundlegene Zeichnungen zum Aufbau eines Brushlessmotors in dieser Dimension?

[1hdsquad]

So würde es ja funktionieren...
Das aussen sind die Magnete, innen die Spulen. So kann er sich nur in eine Richtung drehen, die auch definiert ist.

Mist, kann nichts uploaden

[sigo]

Hi, hier noch ein Link zu einem Abhandlung zum Bau eines Motors für ein Solarmobil:

http://www.tip.csiro.au/Machines/papers/iwscem/#11. REFERENCES

bis zu 97,5% und mehr (!) Wirkungsgrad, je nach Leistung.

Sigo

[Felix.]

geht zwar nich um die großen motoren aber dennoch evtl hilfreich
http://powercroco.de/

[1hdsquad]

Ok, danke Jungs. Schau ich mir mal an...
MFG

[DerWarze]

Hallo

Ich arbeite auch Beruflich mit BLDC-Motoren aber in der Leistungsklasse -max 1kW. Aus meinen Erfahrungen kann ich sage das der Selbstbau eines Motord dieser Leistungsklasse schon ein sehr gewagtes unterfangen ist besonders wenn keine Erfahrungen zb von kleineren Projekten vorliegen und nicht ein entsprechender Maschienenpark irgendwie zur verfügung steht.

Wichtig für guten Lauf ist neben der Präzision der Wicklungen (hier werden in der Regel mehrere dünnere Drähte gleichsinnig gewickelt und dann parallelgeschaltet) und der Kernbleche(hier geht es um Milimeterbruchteile!) auch die genaue Position der notwendigen Sensoren. Die sind wenn der Motor auch bei geringen Drehzahlen (Anfahren) ordentlich laufen soll notwendig da das mit der gegen EMK da nicht funktioniert.

Ein sehr wichriges Kriterium sind die richtigen Magnete (Leicht und gleichzeitig stark) und deren Anordnung und Anzahl. Es dürfte schwer werden im normal zugänglichen Handel an so was heranzukommen.

Nunja die Steuerelektronik für 20kW ist auch nicht ohne, da sollen schon fundierte Grundlagen vorhanden sein.

Infos zu Motoren und auch einiges zur Funktion gibt es auch bei http://www.crystalyte.com

@sigo
Mit meinen Elektrodreirad(20' Rad) mit (S1) 250W BLDC-Motor der aber Spitzen bis 600W kann komm ich durchaus auch noch Steigungen über 10% ohne viel dazutreten hoch.
Viele der Dinger bremsen sich dadurch aus das die Motorkraft über die Pedale gesteuert wird und gerade am Berg klappt das in der Praxis nicht so recht. Steuert man dem Motor über zb einen Drehgriff manuell erlebt man das da viel mehr drinsteckt. Übrigens stecken in vielen E-Bikes Getriebemotoren (was man auch deutlich hört).
Ein (ordentlicher) BLDC-Motor bringt aber auch im niedrigen Drehzahlbereich schon einen hohen Wirkungsgrad wie meine Erfahrungen zeigen.

[1hdsquad]

Nun, das ist kein Projekt, was man in einem Monat hinstellt. An CNC-Fraesen kann ich drankommen, da sollte der Millimeterbruchteil kein Problem sein ^^. Aber danke fuer deinen Post, so kommen wir der Sache schon naeher. Als Sensoren wollte ich optische nehmen, scheint mir besser als magnetisch oder anderes... Und die Elektronik ist klar schwierig, aber ein Hybridauto regelt sich auch irgendwie?!

[sigo]

@sigo
Mit meinen Elektrodreirad(20' Rad) mit (S1) 250W BLDC-Motor der aber Spitzen bis 600W kann komm ich durchaus auch noch Steigungen über 10% ohne viel dazutreten hoch.
Viele der Dinger bremsen sich dadurch aus das die Motorkraft über die Pedale gesteuert wird und gerade am Berg klappt das in der Praxis nicht so recht. Steuert man dem Motor über zb einen Drehgriff manuell erlebt man das da viel mehr drinsteckt. Übrigens stecken in vielen E-Bikes Getriebemotoren (was man auch deutlich hört).
Ein (ordentlicher) BLDC-Motor bringt aber auch im niedrigen Drehzahlbereich schon einen hohen Wirkungsgrad wie meine Erfahrungen zeigen.

Ja, ich habe auch beruflich mit BLDC Motoren gearbeitet und auch mal einen Servoverstärker für BLDC-Motoren bis 500W gebaut, der elektrisch bis 1,2kW liefern konnte (@48V-60V).

Ich stimme dir vollkommen zu, dass es wirklich nicht leicht ist, einen soliden langlebigen BLDC Motor zu bauen. Wenngleich die sog. Torqmax Motoren im Modellbau ja beeindruckende Leistungen zeigen. Aber eben bei 5000-10000 U/min. Das hilft in einem Rad natürlich wenig..

Sigo

[sigo]

Als Sensoren wollte ich optische nehmen, scheint mir besser als magnetisch oder anderes... Und die Elektronik ist klar schwierig, aber ein Hybridauto regelt sich auch irgendwie?!

Die Elektronik ist nicht trivial, aber ich denke, das wäre noch das kleinste Problem. Das Teil, das ich mal gebaut habe, kann man problemlos auch modular auf 3-4kW@ 36-60V bringen. Das hatten wir damals (ca. 1990) schonmal Just for Fun gemacht:-) Und mit den mittlerweile erhältlichen MOSFETs und Treibern auch auch noch auf ein paar kW mehr.

Was die Sensoren angeht, denke ich, dass ich hier auf den Klassiker Hallsensoren setzen würde. Das ist immer noch die typische Lösung bei BLDC Motoren. Wegen der Robustheit. Aber für den Selbstbau kann man natürlich auch prima eine Scheibe mit Lichtschranken nehmen.

Sigo

[DerWarze]

Hallo

Das mit den Optischen Sensoren bringt nichts. Siehe in den Grundlageninfos oben.
Die Sensoren sollen das Derehfeld in Vebindung mit dem Magnetfeld des Rotors steuern opisch läuft da nichts.

Klar geht so eine Elektronik zu bauen ( hab ja selbst eine mit 50A -36V Dauerleistung gebaut) nur sind die Anforderungen sehr hoch (ich sag nur EMV) ob Du die bei dem noch sehr lückenhaften Wissen über die Materie mitbringst wage ich zu bezweifeln.
Soll Dich aber nicht abhalten dich mit der Materie zu beschäftigen nur würd ichs erstmal ne Nummer kleiner angehen und Erfahrungen sammeln.

[1hdsquad]

Schon der Preis haelt mich davon ab, mal eben was zusammen zu schustern... Da macht euch mal keinen Kopf.
Warum werden bei groesseren Motoren mehrere Spulen parallel geschaltet anstatt einer grossen?

[sigo]

Weil die Drähte sonst zu steif (dick) würden. Besonders bei Motoren für kleine Spannung und hohe Ströme. So kann man sie leichter und effektiver wickeln. Und der Cu-Füllfaktor wird besser, weil mal mit dünnen drähten mehr Cu rein bekommt, weil die Hohlräume zwischen den dicken Drähten so gefüllt werden können.

Sigo

[1hdsquad]

Das ergibt Sinn. Wieder was gelernt ;-)
Und optisch geht nicht, weil ich damit nicht Stufenlos kann? Gehen die Magnetsensoren nicht mit der Zeit kaputt?

[1hdsquad]

Keine Ahnung? Ich habe mir sagen lassen, dass die Megnetsensoren verschleissen...

[DerWarze]

Hallo

Hab noch nichts davon gehört das Hallsensoren (nur die kommen in Frage) verschleisen - jedenfalls nicht meht als andere Halbleiter.
Wichtig ist ja die genaue Position des Magnetfeldes zu ermitteln und das geht mit Hallsensoren am einfachsten.

Es gibt 2 Varianten, die allgemein Verwendte mit 3 Phasenversetzen digitalen Hallsensoren (in den Quellen ausführlich beschrieben) und die mit 2 Analogen die für sehr lansam laufende Motoren Vorteile bringt aber genau abgeglichen werden muss und auch teuerer ist.

[1hdsquad]

Na dann ist ja gut. Was heisst den langsam drehend? Sind meine 1700 RPM langsam? Obwohl, wenn das andere sowieso besser ist...

[sigo]

Na dann ist ja gut. Was heisst den langsam drehend? Sind meine 1700 RPM langsam? Obwohl, wenn das andere sowieso besser ist...

Ein E-Fahrzeug fängt meist bei Drehzahl 0 an ;-)
Aber nurmale Blockkommutierung mit schaltenden Hallsensoren sollte reichen, zumal dein Motor ja wahrscheinlich vielpolig wird.

Hab grad einen Artikel (in einer Zeitschrift: Power electronics) gelesen, über einen integrierten 50kW Elektrotor inkl. Leistungselektronik und Zwischenkreiskondensator in einem normalen Kupplungsgehäuse eines Serienfahrzeugs. Motor und Elektronik waren wassergekühlt...

Sigo

[1hdsquad]

Das ist doch auch mal cool...

[1hdsquad]

Was sagt ihr dazu? http://www.magnet-motor.de/