Açık Kaynak BLDC motor projesi

L

Lake

Yeni Üye
Katılım
8 Mart 2023
Mesajlar
14
Simcenter Motorsolve'da BLDC motor tasarımı yaptım. Simülasyon sonuçları iyi çıktı, bu yüzden mıknatısları ve bakır teli sipariş ettim, geldiklerinde motoru yapmaya başlayacağım. CAD tasarımı bitince açık kaynak olarak yayınlayacağım (şuan yayınlanacak pek bir şey yok).

Motoru tasarlarken baz aldığım teknik özellikler:
Tip: BLDC Inrunner Demirsiz
Gerilim: 48V
Akım: 24A
Nominal hız: 5500 RPM
Nominal şaft çıkış gücü: 1 kW
Çekirdek çapı: 130 mm
Çekirdek yüksekliği: 40 mm
Mıknatıs sınıfı: N35
Yuva/Kutup sayısı: 18/16
Tel çapı: 1,3 mm
Simüle edilen verimlilik @ 48V 24A: 90.5%

Demirsiz bir tasarım seçmemin iki nedeni var:
- Verimlilik
- Az sayıda ekipmanla üretim kolaylığı (silikon çelik laminasyonlardan kaçınıyorsunuz; bunları temin etmek çok zor olmasa da, PET-GF’den 3D baskı ile yapmaktan daha zahmetli)


Tabiki verimlilik simülaysondan az olacak ancak çok da az olacağını sanmıyorum. Tavsiyelerinizi önerilerinizi ve sorularınızı duymaktan sevinirim.

1783621110487.png

1783621252659.png
 
manyetik analizin yanında mekanik analizde yapacak mısınız? Yoksa ona ilk üründen sonra mı karar vereceksiniz?
 
triyak dedi ki:
manyetik analizin yanında mekanik analizde yapacak mısınız? Yoksa ona ilk üründen sonra mı karar vereceksiniz?
Genişletmek için tıklayın...
Evet ilk bi motorun calistigini teyit ettikten sonra mekanik analiz yapmayi dusunuyorum. Basit birkac hesap yaptim mesela 5500 devirde her miknatisa 60KG yuk biniyor ama epoksi ile tutturma gucu 2000 KG uzerinde oluyor. Yani o konuda sorun yok mesela. Daha cok dusundugum sey, hava boslugu suan 0.5mm, rotor ne kadar esneme yapacak onu simule edecegim.
 
Metal cekirdek kullanmadan bobinlerin uretecegi isi basina dert olmayacak mi?

48*24=1152W

%95 verim elde etmis olsan 1152*0.05= 57.6W isiya cevrilecek.

(%90 verimde durum daha ciddi. 1152*0.1=115W)

Bu bir havya gucu. Epoxy ya da plastik kisa zamanda isinip sekil degistirecek rotor ve stator surtmeye baslayacak diye dusunuyorum.

Rotor ve stator arasindaki hava araligi ne kadar dar olursa verim o kadar yuksek, tersine durumda da dusuk olacak.

Bu nedenle demir cekirdeksiz yuksek guclu motor yapma fikri benim kafama yapmadi.

Herhangi bir firmanin bu guclerde cekirdeksiz motor uretimi var mi?
 
Mikro Step dedi ki:
Metal cekirdek kullanmadan bobinlerin uretecegi isi basina dert olmayacak mi?

48*24=1152W

%95 verim elde etmis olsan 1152*0.05= 57.6W isiya cevrilecek.

(%90 verimde durum daha ciddi. 1152*0.1=115W)

Bu bir havya gucu. Epoxy ya da plastik kisa zamanda isinip sekil degistirecek rotor ve stator surtmeye baslayacak diye dusunuyorum.

Rotor ve stator arasindaki hava araligi ne kadar dar olursa verim o kadar yuksek, tersine durumda da dusuk olacak.

Bu nedenle demir cekirdeksiz yuksek guclu motor yapma fikri benim kafama yapmadi.

Herhangi bir firmanin bu guclerde cekirdeksiz motor uretimi var mi?
Genişletmek için tıklayın...
Biliyorum evet o rotorun ortasinda bi fan olacak en az, fan vs. yetmez ise sivi sogutma olacak mecbur ust guc seviyeleri icin ama zaten bu motorun sivi sogutmali versiyonunu yapacagim ilk versiyondan sonra.


Zaten bunu tasarlarken ilham aldigim motor var, cok daha az verimli (evet bu 600w ama 60-80% verimlilikde.) https://www.instructables.com/600-Watt-3d-printed-Halbach-Array-Brushless-DC-Ele/
www.jansenhillis.com

Laimer 600W 3D Printed DC Brushless Motor Build — jansen hillis

Build log for the Laimer 3D Printed DC Brushless Motor.
www.jansenhillis.com www.jansenhillis.com
ve cok sorun olmadan calisiyor.
 
Rotor ile stator alüminyumdan yapılabilir.
3d print ile olmaz.
Plastik malzeme balans ayarında da sorun çıkarır.
Hava ile soğutma için kanallar açılmalı ve fan olmalı.

@Lake simulasyonu aluminyum sargı ile yapınca verimde ne kadar düşüş oluyor?
 
deleted dedi ki:
Rotor ile stator alüminyumdan yapılabilir.
3d print ile olmaz.
Plastik malzeme balans ayarında da sorun çıkarır.
Hava ile soğutma için kanallar açılmalı ve fan olmalı.

@Lake simulasyonu aluminyum sargı ile yapınca verimde ne kadar düşüş oluyor?
Genişletmek için tıklayın...
Az onceki mesajimda linkini koydugum motorun normal bir sekilde calismasindan dolayi 3D print ile yapacagim.

Motorsolve Aluminyum'u cekirdek malzemesi olarak desteklemiyor nedense, ancak zaten metal ile ugrasacaksam direkt silikon celigine donerim

Hava sogutma olacak evet CAD modeli son degil zaten, rotorun orta kismi veya motorun arkasinda entegre fani olacak en az.

Bu motorun amaci iste bunlarin olup olmayacagini test etmek.
 
Lake dedi ki:
Biliyorum evet o rotorun ortasinda bi fan olacak en az, fan vs. yetmez ise sivi sogutma olacak mecbur ust guc seviyeleri icin ama zaten bu motorun sivi sogutmali versiyonunu yapacagim ilk versiyondan sonra.


Zaten bunu tasarlarken ilham aldigim motor var, cok daha az verimli (evet bu 600w ama 60-80% verimlilikde.) https://www.instructables.com/600-Watt-3d-printed-Halbach-Array-Brushless-DC-Ele/
www.jansenhillis.com

Laimer 600W 3D Printed DC Brushless Motor Build — jansen hillis

Build log for the Laimer 3D Printed DC Brushless Motor.
www.jansenhillis.com www.jansenhillis.com
ve cok sorun olmadan calisiyor.
Genişletmek için tıklayın...
The STATOR CORE is the winding form of the copper wires. It consists of two symmetrical parts. I recommend to use Magnetic Iron PLA from Proto Pasta. PLA has a problem at higher temperatures, but the metal powder not only helps to increase the magnetic flux, but also helps to dissipate heat.

STATOR ÇEKİRDEĞİ, bakır tellerin sarıldığı kısımdır. İki simetrik parçadan oluşur. Proto Pasta'nın "Magnetic Iron PLA" (Manyetik Demir katkılı PLA) malzemesini kullanmanızı öneririm. PLA yüksek sıcaklıklarda sorun yaşatabilse de, içeriğindeki metal tozu hem manyetik akıyı artırmaya hem de ısının dağıtılmasına yardımcı olur.
Genişletmek için tıklayın...

Manyetik özelliği olan plastik ile basılmış stator.
Elinde var mı?
 
Bir zamanlar demir tozu (oldukca pahali demir nano partikul, un gibi) ve recineyi karistirip kaliba dokerek magnetik nuve yaptim. Fakat magnetik gecirgenligi bekledigim kadar yuksek olmadi.

Eger bu teknikle istedigim karmasik geometrideki nuveyi yapabilseydim hic mekanik islere gerek kalmadan kendi motorumu uretecektim.

Eger yuksek basincla karisimi kaliplayabilseydim gecirgenlik bir miktar daha artacak fakat asla asla demir sac gibi yuksek gecirgenlige sahip olamayacakti.

Eger hic demir aksam kullanmayacaksan miknatislarla hallback dizilimi yapmalisin.

Aksi takdirde demir govdesiz verimli bir motor yapamazsin. Videolarda izledigimiz plastik aksamli derme catma motorlarin video cekim suresince donmesi yeterli.
 
Mikro Step dedi ki:
Bir zamanlar demir tozu (oldukca pahali demir nano partikul, un gibi) ve recineyi karistirip kaliba dokerek magnetik nuve yaptim. Fakat magnetik gecirgenligi bekledigim kadar yuksek olmadi.

Eger bu teknikle istedigim karmasik geometrideki nuveyi yapabilseydim hic mekanik islere gerek kalmadan kendi motorumu uretecektim.

Eger yuksek basincla karisimi kaliplayabilseydim gecirgenlik bir miktar daha artacak fakat asla asla demir sac gibi yuksek gecirgenlige sahip olamayacakti.

Eger hic demir aksam kullanmayacaksan miknatislarla hallback dizilimi yapmalisin.

Aksi takdirde demir govdesiz verimli bir motor yapamazsin. Videolarda izledigimiz plastik aksamli derme catma motorlarin video cekim suresince donmesi yeterli.
Genişletmek için tıklayın...
Demir govdenin verimlilik degil manyetik akı yogunlugu ile ilgisi var diye anladım araştırmamda. Demirsiz motorda tüm demir kayıpları ve eddy akımlarının büyük bir çoğunluğu gittiği için verimlilik doğal olarak artıyor diye biliyorum. Motorun güç yoğunluğu az olacak ama onu geri kazanmak için daha büyük çap ve daha yüksek voltaj ile tasarladım motoru.

Tabiki bunlar bekledigimden farklı da cıkabilir gercekte ama test edip gorecegiz iste, simulasyon ozellikle ortada demir/metal olmadıgından cok daha yakın olması lazım verimlilik acısından diye biliyorum, iste bunun için yapmaya karar verdim, kağıt üzerinde bunu engelleyen pek bir sey yok, gerçekte durum nasıl test etmek için. Olmazsa öğrenmiş oluruz olursada daha iyi.
 
Motorda enerjinin biriktigi dolayisi ile gucun uretildigi yer hava araliginin kendisi. Sen miknatis kutuplarindan nuve sayesinde yakalayip getirdigin akiyi bu hava araligindan gecmeye zorlayinca avantajli hale geliyorsun. Ne kadar aki toplarsan verim de o kadar artiyor.

Bobinleri hava gbekli yapinca miknatislarin magnetik cizgilerini hemen miknatis yuzeyinden bobine yonlendiremiyorsun.

Demir cekirdek kullandiginda hysteresiz ve fuko kayiplarina ilave olarak bakir kayiplar arasinda uzlasma sagliyorsun.

Demir cekirdegi cikartip alirsan tamam magnetik kayipl;arin nerede ise sifirlaniyor ama bu kez bakir kayiplarin cok artiyor. Cunku demir cekirdegi sokup alinca bobinin maruz kalacagi miknatisin B degeri azaliyor ve bu durumda dondurme kuvvetini artirmak icin tek parametren elektrik akimi oluyor. Akimi artirinca da bakir kayiplarin artiyor. (Motorlar F=B*I*L prensibini kullanir. ya B yi artiracaksin ya da I'yi L bobin teli boyu motorun fiziksel hacminden dolayi cok degismez.)

Senin 3D ile basacagin motor kesinlikle donecektir ama verim %50 ye bile ulasirmi bilmiyorum.
 
belki fikir verebilir. YASA motorlardan sonra bu da BLDC motora farklı bir yaklaşım.
 
Terazi yöntemi ile bobin mıknatıs arasındaki tork hesaplanabilir.
Yapay zekadan çizmesini istedim.
Mıknatıs ile bobin kesitleri birbirine bakmalıydı. :)
Düzeltmesini istedim daha hatalı çizince bu yeterli dedim.
Formüllerde hatalı. L dönme noktası ile F kuvvetinin ölçüldüğü nokta arasındaki uzaklık olmalıydı.
indir.jpeg
 
Önceki sistemde mıknatısların 3d baskı yüzeye yapışması sorun olacaktır. Yeni baskı da ise yine yapıştırmanız (tercihen epoksi) gerekecek. 3d baskı materyali ısınınca esnemeye başlayacak. Manyetik alan gibi yoğun bir çekim varken esneme ölümcül olabilir. Bu yüzden mıknatısları en azından dönüş merkezi yönünde yapıştırmanız iyi olacaktır.
 
Son düzenleme:
Cevaplamak için giriş yap veya kayıt ol.

Çevrimiçi üyeler

Toplam: 8,603 (üye: 3, misafir: 8,600)

Forum istatistikleri

Konular
9,270
Mesajlar
148,632
Üyeler
3,810
Son üye
Kenanek

Son kaynaklar

Bu sayfayı paylaş

Back
Top