Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Ralph hat gerade das Urheberrecht für die Einlagenwicklung eingefordert

.
Ein bissl Geschichte:
Es war einmal, so 2009, der Holle und der Ralph, die lieferten ich im RC-N ein Wickelgefecht am Pyro30. Vermessen wurde am K-Prüfstand, ein paar Beispielexemplare:

Serienwicklung p30 6+6x1.06 (Bild unötig, kennt jeder).
vs.

Ralphs Einlagenwicklung 6+6x1,18mm (2009)


vs.

Ralphs Mehrlagenwicklung 6+6x 1,32mm (2009)


vs.

Holles Viellagenwicklung 12+12 x0,96 (2009)
(Bild wird noch gesucht)

Diverse Sternwicklungen, hier 4+2x1,8Y (ein Jahr später, Ende 2010, schonmal gepostet le. Woche, btw. auch einlagig, diesen Stator auf dem Bild fliegt der Kontronik-Martin himself)



=============================================
=============================================


Nun reisen wir noch ein bissl zurück, in das Jahr 2002, und schauen was der kleine Holle da so getrieben/experimentiert hat:
Zeitgeschichtliches Dokument: EPP-Freak

Dort findet sich folgendes Bild:

Trennstege da, wo theoretisch die Streufeldlinien langlaufen sollen, der böse böse Holle, was hat der sich dabei nur gedacht, wollte er sie einfach aussperren

=============================================
=============================================
Zusamenfassend zur neuen/alten Streufeldtheorie:


.

[garth]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Aspirin, du hast dich da völlig verlaufen, ich hab mir grad mal ne halbe Stunde alles über "Streufeld" reingezogen was ich finden konnte.

1. beschreibt das i.d.R. die Ausbuchtung des Feldes innerhalb eines gestörten Magnetmaterials : Streufeld aus dem Lexikon - wissen.de | http://www.wissen.de/lexikon/streufeld
KARL DEUTSCH GmbH + Co KG - ZfP-Basiswissen

2. Ist deine Zeichnung vom Prinzip her schon falsch. Zwischen den Hammerköpfen hast du zwar einen Feldfluß, aber wie beim Strom nimmt das meiste davon den Weg des geringsten Widerstandes, also über die Glocke. Da sich der Abstand der Hammerköpfe nicht ändert, bleibt auch der magnetische Nebenschluß konstant. Egal wie viele Windungslagen drauf kommen. ( Gleiche Feldstärke im Eisen vorrausgesetzt.)

3. Wenn du dir die Zeichnung hier : http://de.wikipedia.org/wiki/Proximi...Elektrotechnik)
mal genau ansiehst, siehst du evtl. dass da was völlig anderes gemeint ist. Auf den BLS Blechschnitt übertragen müsstest du die Wicklung direkt zwischen die Hammerköpfe legen. ( was Unfug wäre)

Daß die 2 Wicklungsreihen nun weniger Abstand zueinander haben ist völlig irrelevant, dazwischen hast du nur eine Feldlinienverstärkung im (magnetisch) schlecht leitenden Luftspalt. Das mag etwas verschlechtern, dem entgegen wirkt aber die Wirkungsgrad Verbesserung durch den niedrigeren Ri, und bislang sind sich alle einig daß das überwiegt.

EinBlick auf : Patent DE102011078128A1 - Wiper drive for use in windscreen wiping device of motor car, has brushless ... - Google Patents
zeigt daß der Abstand der Hammerköpfe weit größer ist, als der Spalt zur Glocke. Nachdem das Feld sich im Luftspalt ( ich glaube in der ..) 3. Potenz abbaut wird klar daß es kaum noch im % Bereich liegen wird.

Da sind übrigends die Feldlinien eingezeichnet : Patent DE102011078128A1 - Wiper drive for use in windscreen wiping device of motor car, has brushless ... - Google Patents

Die Steuverlußte zwischen den Hammerköpfen sind wohl so vernachlässsigbar daß man sie nicht mal einzeichnet. Patent DE102011078128A1 - Wiper drive for use in windscreen wiping device of motor car, has brushless ... - Google Patents
Iss zwar ein innenläufer, aber fürs Prinzip macht das keinen Unterschied. Die Feldlinien fließen über den kleinen Luftspalt zum Rotor ab, nicht zum viel weiter entfernten nächsten Hammer.


Beim Verbrenner heißt es : Hubraum ist nur durch (noch mehr) Hubraum zu ersetzen.

Beim BLS : Kupfer ist nur durch noch mehr Kupfer zu ersetzen! Und das ist der Sinn der 2 Wicklungsreihe.

Dennoch : Am besten wär eine Wicklung aus hochkannt gewickeltem rechteckigem Kupferdraht. Das kommt dann ohne 2 Reihe nahe an 100% Füllungsgrad hin.

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Garth- Hut ab....

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Streufeldverluste

Ich baue nun mit meinem (un)gesunden Helbwissen über Magnetfelder meine Ur-Eigene Streuverlusttheorie auf, und behaupte das die Einlagenwicklung anfälliger für Streuverluste ist, als die Nutfüllende Mehrlagenwicklung.

Als Grundlage nehme ich die Ausführung vom Phil:

Sobald die Feldlinien das hoch permeable Eisen verlassen und an die Luft dringen, steigt die Magnetische Feldstärke enorm an, daß alle Feldlinien auch die Luft überwinden können.......und somit sind Tür und Tor offen für Streufelder.

Kurz, wo Luft ist, stehen Tür und Tor offen für Streufelder.

Was haben wir zischen den Wicklungen bei der Einlagenwicklung:
LUFT
und dort steht somit -Tür und Tor offen für Streufelder.-

Das Ganze schauen wir uns nun in einem FEMM Simulationsbild an, wo man schön sieht, wie diese Streufelder mitten zwischen den Einlagenwicklung langlaufen:


Das ganze in einem WUNDERSCHöNEN bewegtem Bild: http://bugman123.com/Engineering/Motor.m1v (Video)
beachtlich wie die Feldlinien neben den Einlagenspulen sich verstreuen... (Quelle: Engineering)

Auch zu beachten, die Feldlinen laufen oberhalb immer zum Magneten, wie Garth mit dem Luftspalt schon trefflich erklärte. (Das mit dem kürzeren Weg hat bereits Benjamin Franklin mit seinem Drachen und dem Schlüssel bewiesen).


=============================================


Nun ein bissl realer;
Es laufen tatsächlig Feldlinien die eine Abkürzung zwischen den Hammerstielen nehmen, wie Luft zwischen den Hammerstielen durch die Einlagenwicklung dies verhindern/lindern soll, ist mir ein Rätsel, zumal Luft ja Tür und Tor.....



Und hier als kleines Schmankerl ein real existierender Helimotor für 100A simuliert:
An der Farbe kann man ersehen wie -stark- die Felder sind.


Gruß Holle

PS, nicht zu ange auf die bewegten Bilder schauen >> Hypnosegefahr !

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Leider habe ich das eben erst entdeckt';
Die schöne Simu gibt es auch als Standbild (und ist jetzt mein Hintergrundbild auf dem Schleppi)
Draufklicken, und freuen, einfach nur-schööön das Bild

[aspirin4u]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Streufeldverluste

Nun ein bissl realer;
Es laufen tatsächlig Feldlinien die eine Abkürzung zwischen den Hammerstielen nehmen,

Gruß Holle

Moin Holle,

endlich kommt Bewegung ins Spiel !!! Ich finde diese bewegten Simulationen mit den tollen Farbgebungen einfach klasse !!! Schön, daß wir das jetzt alle zu sehen bekommen. Und es freut mich natürlich auch zu sehen, daß Feldlinien die Abkürzung zwischen den Hammerstilen nehmen. So ganz daneben scheine ich ja wohl nicht zu liegen.

Ich finde es wirklich große Klasse, daß Du uns diese anschaulichen Animationen zeigst. Unser Verständnis für die Funktionsweise eines BLDC Motor wächst täglich.

Da es wohl jetzt geklärt ist, daß Streufelder existieren und sogar wie von mir mit dem roten Pfeil eingezeichnet, schlage ich vor, daß wir jetzt die vergleichende Messung machen.

Ich findes das alles hier richtig spannend und wir sollten unsere Leser nicht länger auf die Folter spannen. Es wird jetzt aller höchste Zeit für die objektive vergleichende Messung.

Ich möchte mich ausdrücklich bei Holle für diese tollen Animationen bedanken.


Gruß, Phil

[garth]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Ich finde wir konzentrieren uns zu sehr auf ein einziges Thema. Wie ist es denn mit der Wirkungsgradänderung durch ßnderung der Lage im Raum ? Wenn der Motor also anders von den Feldlinien der Erde durchströmt wird ? Ist einwandfrei nachweisbar daß das einen Einfluß hat, und einen Wirbelstrom erzeugen muß.

Ok, die Feldstärke des Erdmagnetfeldes ist so gering daß es die meisten Prüfstände wohl infolge Messtoleranz nicht werden messen können,.......aber dann :

Da es wohl jetzt geklärt ist, daß Streufelder existieren und sogar wie von mir mit dem roten Pfeil eingezeichnet,

gilt das auch für deine Steufelder auf dem Bild. Wie von Holle schon geschrieben ist die Feldstärke als Farbe hinterlegt. Da ist aber keine, einfach weil das Feld dort vernachlässigbar gering ist.

Wenn wir aber hier schon in Richtung Brushless Esotherik diskutieren, dann bitte inklusive dem ERDMAGNETFELD, denn dessen Wirkung ist nachweisbar. (theoretisch, aber der Unterschied zwischen Theorie und Praxis.....)

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

@ Garth, das Problem wird sein, das sich der Heli dreht, und somit das Erdmagnefeld ständig seine Richtung ändert, bei Piruetten könnten wir hier von einer gewissen Frequenz (Wechselfeld) ausgehen, was zusätzliche entgegengerichtete Wirbelströme verusachen dürfte....

@ Philon, du siehts nur das was du sehen willst, die dicken rotgefärbten Linien auslassen, ungefärbte betrachten. Wenn Du mal genau hinschaust, die Feldlienen springen eher von Magnet zu Magnet, als da zu sein, wo Dein Pfeil war, denn genau da sind sie halt nicht.

Die Linien zwischen den Hammerstielen sind nichts neues, und haben nichts mit der Wicklung zu tun. Auswirkung ist nahezu Null (Farben guggen).
Nach Deiner Ausführung sind sie bei der Einlagenwicklung ja sogar schlimmer (Luft, Tür, Tor...)...

Sie zeigen aber auch, alles was von in der Nähe des Hammerkopf liegt, befindet sich innerhalb dieser "Abkürzung", was hinten im Slot liegt auserhalb, da bei der Einlagenwicklung 50% hinten, 50%vorn, beim gefüllten Slott ca. 1/3 hinten und 2/3 vorn, spricht auch das eher für die Mehrlagenwicklung.

Sie beweisen das die Einlagenwicklung eben die zitierten Vorteile nicht hat.

Anders betrachtet, statt 5+5 einlagig (3+2)+(3+2) einlagig, so nahe am Kopf wie möglich wäre besser. Und wenn man nun noch den Slotgrund der dadurch hinten frei werden würde, mit Eisen füllen würde, wird die Spulenlänge kürzer, und die KV ginge sogar runter. Real hat Quantum das umgesetzt, der vergleichsweise wenig Windungen zu den "Tiefslottern" benötigt:

Es funktioniert also, und ist der Beweis, das unvoll gewickelte Nuten immer eine Fehlkonstruktion sind. Die Lüftung hinter den Nuten beim Quantum ist eine tolle Idee, leider kommt da nur wenig bis nichts an Luft durch.

Es wird jetzt aller höchste Zeit für die objektive vergleichende Messung.

Wieso zum Dröftel mal nochmal messen ? Wir haben genug Messungen gemacht (Unter anderen die vorgenanntern 30er Pyros aus 2009 auf dem großem Messstand), hätte die wesentlich einfacher und schneller zu wickelnde Einlagenwicklung Vorteile gehabt, warum machen wir uns dann noch die Arbeit ?
Die Güte und der Wirkungsgrad ist immer mit dem Füllgrad gestiegen, und das genauso wie es der Taschenrechner in der Verlustleistung vorrauste nach I²xR. Am besten hatten die 6+6x1,25 zweilagig und die 12+12x0,95 dreilagig mit deutlichem Abstand abgeschnitten.

Gruß Holle

[CH.LUCAS]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Hi,
Tja und was sieht man jetzt .Die Feldlinien greifen ins äusere drittel der Nuten ein ,sind aber nicht wirkungslos sondern erzeugen DREHMOMENT .Das Drehmoment kann man an einer beliebigen Trennfläche durch Luft (am einfachsten als Zylinderfläche im Luftspalt )berechnen . Hauptfrage " Weshalb tun das die Feldlinien?" Hauptursache ist meist die Sättigung der Hammerkopfohren .Wann das geschieht kann man per FEM sehen und da kommt dann meist die Frage auf " brauchen wir die Dinger auch. Ja und Nein. Kommt halt auf den Betriebszustand an. Es gibt ja auch Motoren die keine Hammerköpfe haben und oh Wunder die drehen sich auch noch und haben sogar die höchste Drehmomentausbeute .Dann arbeiten die bösen Streufeldlinien auch noch mit und müssen sich durch die Wicklung hindurch kämpfen,das gibt ein Wechselfeld. Da muss man dann halt die Wirbelstromverluste berechenen und die Wicklung entsprechend auslegen dann macht das keine Probleme.

Zur Totallen Verwirrung. Schon mal in einen Elektromotor mit Ferrite Magnete reingeschaut? Die Magnetschalen sind dort immer länger wie die Statorbleche mit den Wicklungen . Warum wird das dort so gemacht ? Ganz einfach ,es wird noch mehr Fluss eingefangen und hier sogar durch die Stirnfläche des Stators und auch von dort wird Drehmoment erzeugt .

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Hallo Christian
Ich stelle mir den Hammerstiel nun wie eine Autobahn vor, jeh voller diese wird (Sättigungsgrad) jeh mehr Autofahrer weichen auf Umgehungen/Schleichwege aus. Einige schaffen es ohne großen Zeitverlust ans Ziel (Magnet) zu kommen, einige aber verfahren sich (Nachbar-Hammerstiel).

Wenn ich das richtig sehe, finden sich die paraitären Streufelder eher am Slotgrund, und die nur "leicht benachteiligten" befinden sich im Bereich der Hammerköpfe.

Back to Topic:

Die einfache Einlagenwicklung verliert erstmal zweifelsfrei am höherem Ri, bei hoher Last ist das schon nicht mehr wenig.
Etwaige gelinderte Streuverluste müßten ja deutlich über dem höherem Kupferverlust der einfachen Einlagenwicklung liegen, ein "bisserl" reicht dazu nicht.

Meine Schlüssenfrage dazu, setzen sich diese parasitären Feldlinien in der Luft, oder in der Wicklung stärker durch, oder hat dies keine Auswirkung ?

Gruß Holle

[ThomasC]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Ich darf mich nochmal als Unwissender dazwischenklinken: Boah, was hier derzeit an Fachinfos rüberkommt, gibt mir tatsächlich das Gefühl, klein und dumm zu sein. Aber ich spüre auch eine starke Neugier.

Ich fände es unheimlich geil, wenn zu diesem Thema mal eine Art Treffen unter Fachleuten und Interessierten stattfände. Ich selbst würde mich sogar monatelang vorbereiten und theoretisches Fachwissen studieren (Praxis ist aufgrund meiner begrenzten Resourcen schwierig). Fachlich ist das hier der Hammerthread schlechthin. Leider immer noch nur drei Sterne, vermutlich ein Versehen

Gruß

ThomasC

[aspirin4u]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

I

gilt das auch für deine Steufelder auf dem Bild. Wie von Holle schon geschrieben ist die Feldstärke als Farbe hinterlegt. Da ist aber keine, einfach weil das Feld dort vernachlässigbar gering ist.

Hallo Garth,

danke auch für Deine nachhaltige Bestätigung meiner Sichtweise. Soweit ich das überblicke, beziehen sich die von Holger dargestellten Simus auf 1-Lagen Bewicklung.

Da wollen wir doch hoffen, daß die Streufelder eher gering sind, oder?


Gruß Phil

[nexus665]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Lieber Phil,

der Effekt den Du beschreibst liegt zweifelsfrei selten (auf eine Feldumdrehung bezogen, siehe Animationen) aber doch vor. Man hat Dir aber schon schlüssig und mehrfach bewiesen und gezeigt, daß die Gesamtauswirkung dieses Effekts mehr als vernachlässigbar ist aufgrund der minimalsten Feldstärke irgendwo im Motor...

Auch wenn Du's noch zig mal wiederholst, es wird dadurch nicht relevanter.

Stell's Dir doch mal so vor - Du nimmst jetzt 10 Liter Wasser und schüttest die aus. Dann nimmst Du noch eine Spritze voll (eine kleine vom Arzt, sagen wir 1ml) und addierst das was da drin ist zur Lacke. In etwa in dieser Größenordnung sind Deine Verluste im Vergleich zu denen die sich aus der Wicklung und deren Ri ergeben.

Bitte verwechsle nicht "existiert" mit "ist relevant". Das tust Du schon sehr beharrlich und seit langer Zeit.

Davon abgesehen ist es vorbildlich, was hier (von Anderen) alles an Theorie und Praxis geboten wird, weiter so!

lG,
Simon.

[Holle]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Die m.E. bislang aussagekräftigste Grafik zu dieser Streufeldtheorie:

[SIZE="1"]Quelle: http://www.literarischegesellschaft....elm_Busch.html[/SIZE]

.

.


Leute, bedenkt, genau wegen solchen "Vorkommnissen" haben sich die meisten Motorenfreaks in interne verborgene Foren zurückgezogen, wo weiterhin sehr viel und sehr tiefsinning diskutiert wird, und nicht erst Grundlagenforschung betrieben werden muss.
Und genau deshalb sind diverse Seiten vom Netz genommen (z.B: Powercroco) !
Ich denke der Dank geht hier in die falsche Richtung...

Gruß Holle

[Homer]

AW: Brushless-Motoren, Diagramme und Wirkungen

Feine Karrikatur .
Immer wieder drauf .
Viel Theorie und für manche verständlich , mich nicht eingeschlossen .
Ist ja auch klar , ihr macht das tagtäglich , andere experimentieren am Wochenende und sammeln so ihre Erfahrung .
Ich habe ein wenig das Gefühl , man muss mit allen Mitteln jemand mit gefährlichen Halbwissen mundtot machen . Wäre ja auch in Ordnung , wenn er kritische Motoren bauen (oder bauen lassen) und anbieten/verkaufen würde .
Ich kenne weder Holle noch Phil persönlich , ich habe nur mit Phil telefonischen Kontakt gehabt und einen Motor von ihm machen lassen .
Warum ist das so schwer , am Prüfstand mit jeweils einen Motor unter den gleichen Bedingungen einen ordentlichen Praxistest zu machen und dann beweisen , was für einen Schrott Philon produziert hat ?
Dann würde niemand mehr über Streufelder , Hammerstil und Sättigungsgrade Theorien erstellen , sondern wäre es in einem richtigen Praxistest bewiesen .
Vielleicht nehme ich dann meinen Schrottmotor und kloppe ihn in die nächste Mülltonne und ärgere mich über das verlorene Geld und die Zeit und bin froh , dass mein Heli wegen eines defekten Motors oder Reglerabsteller nicht abgestürzt ist .
Ich verstehe natürlich dann auch , dass die Meisten solch einen Schrott keine Chance geben wollen .
Für alle Anderen biete ich gerne einen Probeflug mit diesem Motor in ihrem eigenen Heli an . Direkt hier vor meiner Haustür . Dann kann man sich eine objektive Meinung bilden oder auch nicht .
Ganz ohne Theorie , nur Praxis .
Und danach wegen mir noch ein Bierchen . . .