Что хотелось бы - обозреть конструкции современные, с описаниями преимуществ и недостатков. Способы достижения высоких КПД.
Неплохо бы и мысли о перспективных направлениях. В том числе, движки не на основе магнитного поля, но и на основе силы электростатического взаимодействия.

Цель моего самообразования в этой области - проверить некоторые собственные идеи. Может, и какой-нибудь супер-движок получится. Но, надо бы сначала почитать умных людей.

Не попадалось мне источников на русском о современных двигателях.
Разрозненная информация в зарубежных источниках есть, можно пошарить в загашниках.
Лучший КПД имеют двигатели с постоянными ЖНБ магнитами, ок. 90-95%.
По русски их называют вентильные, на английском PMSM или BLDC.
Нового в этом ничего нет, поскольку теория восходит к двигателям с возбуждением от
постоянных магнитов коллекторной конструкции. Ситуация изменилась, когда подешевели
редкоземельные металлы и стали доступны ЖНБ магниты. Началось массовое производство и
внедрение лет 15 току как. Коллектор заменили полупроводниковыми коммутаторами.
Примерно так.

Спасибочки, Евгений.
Не обязательно на русском, забыл добавить.

Общее представление у меня не плохое.
Хотелось бы выяснить некоторые непонятки.
Например - существует противоречие между вектором напряженности магнитного поля статора и приложением силы к ротору. Проще говоря, ротор "тянет сбоку", по касательной. Хотя, понятно, максимальный КПД воздействия магнитного поля находится вблизи катушки. Как-то продвинулся этот вопрос за последние годы? Ну там, расположение катушек на статоре ближе к касательной, типа.

Не понятно, как получают 95% КПД. Как расходуется энергия в катушках при прохождении магнита ротора? Скорее всего, тупо ведь гасится - как еще можно изменить направление вектора поля на противоположное, чтобы "отталкивать" уже "пролетевший" магнит (это не обязательно, конечно, достаточно притягивать "приближающийся", но это ж "вагон" бесцельно растрачиваемой энергии)?
Как бы посмотреть детальнее устройство PMSM или BLDC и схемы правильного ими управления?

Интуитивно полагаю, что можно обойтись и без тяжелых магнитов. С сохранением высокого КПД. Тут ведь главное - правильно управлять полем.
А легкие движки сегодня гораздо интереснее - все хотят летать.

Будем продвигаться помалу, тема тяжёлая.
Понемножку буду разыскивать свои старые доки, уж с 2003 этим не занимаюсь.
Вот попался интересный отчёт. Поищу своих материалов.
Я оцениваю электродвигатели по двум параметрам, тяга в ед. массы и стоимость этой ед. массы.
И в некоторых случаях массу др. мелочей.
Моторы с постоянными магнитами позволяют создавать т. н. "прямой" привод, без редукторов и пр.
механических передач, в частности широкое распространение получили линейные двигатели для
механизмов в декартовой системе координат. Поскольку фотоэлектрические измерители позволяют получить разр. способность в 10 нанометров, возможным стало создание прецезионных коорд. систем с применением линейных синхр. электродвигателей с уникальными динамическими параметрами.

ДПТ вообще незаслуженно забыты, частотный привод для асинхронников всем баки забил.

Погоня за дешевизной, впрочем, если тупокрутить, то подходит.
Нашел статейку про линейные двигатели, здесь PMSM вне конкуренции.
Comparative study and selection criteria of linear motors.
Жаль, но электротехническая промышленность близка по состоянию к электронной, если не хуже.
По теме двигателей с постоянныеми магнитами пишет Френк Дж. Бартос,
перец из Control Engineering.

На сайте Librus.ru есть куча журналов "Новая энергетика". Каких только двигателей там нет! Вплоть до вечных. А еще если набрать альтернативная энергетика, поисковик выдаст сайт, в котором собраны патенты очень оригинальных двигателей. Что-то вроде ntpo.com

Это вдогонку

ДПТ имеет хорошие свойства по диапазону регулирования скорости. Как только средствами векторного частотного привода такой же регулируемости от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, все забили на ДПТ, который и дороже, и сложнее и ломается чаще. Так что недостатки ДПТ его и вполне заслуженно отстранили от дел.

да не ломается чаще ДПТ...просто плохой ДПТ- это дерьмо. Много-много лет ДПТ применяются в регулируемых режимах, например, на подводных лодках. А вот асинхронный надежный привод под широкий темп. диапазон- весьма дорогостоящая вещь, и с надежностью проблемы тоже есть.

Разобрался с непонятками.
Сочинил свою конструкцию и схему управления. В общих принципах. Легкий и с высоким КПД.
Доков не делал, не спрашивайте. Потому, что не знаю - что с этим делать-то? Ведь никому не нужно, естественно, а самому движковый заводик делать....ну на.... Типа, побаловался сам с собой.

Понемногу идёт замена коллекторных моторов в электроинструментах,
стиралках, компрессорах ( ) и пр. массовой продукции.
В первую очередь соваться надо бы туда, а там кетайцы и пр. ю. корейцы.
Очевидно придётся свой завод строить. Минимальный объём выпуска - вагон в день.
Можно и по хайтеку, но туда только своих пущают.
Надо спросить у экспертов.
Кстати, у меня завалялась презентация корейцев- мотористов.
Если интересно, запощу ссылку про их цикл производства.

Не, сейчас заводик только свечной можно поднять... Не ходок я туда, в быснэсы могучие. Нам бы так, с боку потереться слегка.

Мысль довольно простая у меня созрела - делается окружность из микрокатушек методом изготовления многослойных печатных плат. Это статор. На нем же и опто-сенсоры положения распаиваются. Ротор имеет микромагниты в виде подковок, по шагу катушек статора. Тоже делается как МПП. Набирается "пакет" таких "блинов", со сдвигом. Прикольно получается все, супертехнологично, точно и просто относительно. Ну, и плюс еще пару "изюминок" с геометрей катушек и системой рекуперации энергии. Чего-нибудь такое похожее не встречалось случайно?

Навскидку это ПЯ - (была такая серия ДПТ с печатным якорем), только наоборот и
работой на общий вал. В этих двигателях якорные обмотки были заменены на печатные (плоские),
которые были расположены в поле оппозитно расположенных дискретных магнитов.
Щаз найду картинку.

Непонятно в чем смысл микрокатушек из многослойных плат. Медная проволока дешевле плат. И зачем катушки микро а не обычных размеров.

Бывают и такие.
Таких блинов можно набирать много.

В некоторых случая цена не имеет значения, напр. если изделие уникально по
каким-то параметрам.

Повторяемость, точность и отсутствие точного ручного труда. Это важно. А микро - потому, что для автоматического изготовления количество значения не имеет, а размеры магнитов получаются малюсенькие - а это малый вес.


Спасибо. Это понятно, но я имел в виду размещение микромагнитов на торце блинов-роторов. Что-то типа шестеренки, где зубчики-полюса. "Зубчики" размеров порядка мм.
В этом и основная суть - малый вес при той же силе.

Понял, сейчас найду нечто похожее из серии больших моторов,
чтобы убедиться в собственной понятливости. Такое?

Почти. Если это сделать с маленькими магнитиками, впечатанными в МПП и ротор - внутри. И при этом еще и ось системы катушка(МПП)-магнит приблизить к касательной к окружности ротора. Во как.

По сути, речь идет о МЕМS - кострукции. Возможно, стоит сразу задуматься об интегральной реализации. Интуитивно, движок с внешним радиусом порядка 5см должен иметь мощность порядка 10Вт на одном "блине". 10 "блинов" - около 100Вт. Блин - реально толшиной около 1 мм. На статоре можно и сразу схему "замутить" интегрально. Красиво и относительно просто. Только вот надо будет решить проблему резки кремния по окружности. Или травить его насквозь?

Кстати, еще неизвестно, что сейчас дешевле получится - МПП или медная проволока.

Для моторов малой мощности желательно внешний ротор, получаем выигрыш момента
вращения, изрядный - чистофизика.
Довольно существенным моментом представляется эффективность теплоотвода,
особенно при низком КПД. Потребуется несколько итерраций, если нет соотв. ПО для
магнитных расчётов, пмсм. От размера будет зависеть,
слыхал, что можно термораскалыванием. Автоматизированное оборуд. для качественной намотки
стоит дурных денег.

Когда- то в нашей фирме питальщики занимались печатными катушками- на тонком стеклотекстолите травилась спираль, потом таких слоёв складывали много в пакет, спирали соединялись последовательно и надевались на сердечник.


парадокс в том, что в настоящий момент у нас сейчас при желании намотка на старом советском станке обойдется дешевле- если с умом подойти к этому делу. Надо только намотчика найти квалифицированного и механика по станакам. Если есть под рукой- и полного автомата не надо.

В многослойных печ. катушках есть энное кол. недостатков,
у них соотношение медь/изоляция плохое. Думаю и проблемы с напряжением пробоя появятся. Это смотря какая форма катушки, тип укладки провода и треб. точности.
Массовку по любому не потянут.

Да нет, с пробоем как раз но проблем- прошибить даже доли миллиметра текстолита падением напряжения между несколькими десятками соседних витков проблематично. А вот с коэффициентом меди- да, все время пытались найти металлизированные пленки, тогда это было проблематично. Что касается простых станков- есть, разумеется проблемы, но даже торы при хорошо настроенном станке делаются хорошо. Правда, рки и голову приходится прикладывать...

Это да, но появляется проблема точного центрирования такого ротора при установке (хотя, решаемая) и потребуются какие-то более мощные на боковое усилие подшипники - с одной-то стороны нужен доступ к разводке статора все равно. При внутреннем роторе проще, кажется. Хотя... Однако, если ширина статора всего миллиметрров 5 - стоит ли суетиться?
А КПД-то как раз максимально возможный . Без нескольких итераций хорошо не бывает, эт да. Не слышал я про такой софт. А было бы здорово покрутить движок для оптимизации на экране...
Наш технолог наловчился пластины насквозь травить... А так еще можно, наверное к какому-нибудь лазерному резчику сходить в гости.
Ага. Вижу, как знакомые трансы у себя мотают... Про точность их лучше не спрашивать - убьют, наверное. Разработали они и выпускают ИБП с трансами на МПП - довольны, как слоны. Но, не для всякого случая подходит это дело.


Сейчас все проще - нарисовал в ПиКаде - и в Китай..... Хуть 100 слоев - только бабосы отправь...

Так оно и тогда базировалось на технологии многослоек- помню, кроссплаты делали что-то 128 слоев, правдв, из 2-х пакетов. Это в 80-х. Это дорого, конечно, но для военной техники значения не имело. и с проводами квадратного сечения тоже баловались, для улучшения заполнения катушки.

При соотношении более 1: 10 это уже несущественно. Есть он, только стоит много.
Лично я сторонник макетирования с дальнейшим масштабированием (пр. подобия эл. машин).
Есть у меня несколько статеек на тему моделирования, могу поискать. Дьявол в деталях. Конструкторская и технологическая проработка изделия 99% успеха.
Некоторые дебилы занимаются тупоизготовлением моторов, слабо понимая физ. принципы их действия.
Знаю таких.

Таки да! Я видел недавно симметричный дроссель для подавления продольных помех, изготовленный по заданию в Китае...В Т.З. было написано- намотать в 2 провода до заполнения на каркас КВ-6. И все. Марка провода, естественно, была указана. Намотали дешево. Скруткой, потом прислали 1 шт. с вопросом: не помещается....как в анекдоте: "...в глечик не лезет!"

Тоже самое хотел сказать.
В производстве моторов много технологии, особенно испытаний.
Можно изготовить оч. хороший, но разовЫыыый.
Случай был, вернули фошыки мотор. Оказалось, пока холодный работает,
нагревается и клин. Конструкторы не знали ТКР алюм. и стали.

Я работал в КБ на заводе авиапрома- выпускал он электробритвы побочно. Так это было единственное изделие из ширпотреба, которое получалось путно. В космос даже летала- космонавтам давали. Причина только одна- им занимались серъезно. Делали сами ДПТ, разработали целую технологию по намотке, балансировке якорей, юстировки ножей и т.п. А в новейшие времена стали совать туда дешевые безколлекторники с микросхемами, тоже дешевыми из Китая. Так вот старые бритвы работа исключительно надежно- максимум, щетки меняли раз лет в 10. А новые дохли как мухи. Зато дешевые.

"Авиапром" разработал первые станки CNC в СССР.
Что тут скажешь.

Вы проспали момент когда вещи стали одноразовыми. Одноразовая посуда, носки, тапочки, бритвы, бытовые приборы и электроника. В смысле не совсем уж одноразовая, но до первой поломки или покупки более модной. Стирать мыть чинить и ремонтировать старую вещь дороже чем купить новую.

А на технологичных и дешевых моторчиках производители FDD CD и HD уже собаку съели. А авиамодельные движки имеют мощности порядка киловатта в нескольких сантиметрах^3 объёма. И стоят не дорого.

Здесь то как раз разговор идет о наоборот- неодноразовых. Потом, некоторые вещи просто не могут быть одноразовыми.

Это так. Производители HD достигли достаточной надёжности.
Следует отметить, что двигатели этих устройств сильн недогружены, отн.
своей габаритной мощности, отсюда и надёжность. У мощных двигателей картина иная.Жаль, maximz забанен, он прикупил этих моторчиков для испытаний.
Рассказал бы.
У меня есть большие сомнения по части этих мощностей в сантиметрах.
Кратковременно м. б. но это специфичный режим, который мало кому нужен.
Представьте железячку со спиралью от полкиловаттной лампочки внутри.

Вы не держали в руках рулевую машинку от зенитной ракеты? Вот у неё примерно такой же объем, как баночка от советского майонеза. Вместе с редуктором. И тоже одноразовая. Но очень надежная, и поэтому ооочень дорогая.
П.С. : Максим мне ответил по почте.

Ну мне как то тоже не очень верится в их киловатты, но там редкоземельные магниты и токи под 100А, так что может и близко к правде.

Баночка это 1/4 децла. Охотно верю, хотя не держал.
Запросто может быть ДПМ с планетарным редуктором.
Тогда ещё вентильные двигатели были большой редкостью и действительно дорогие.
В промышленности шла серия ДБ с самарий-кобальтовыми магнитами.
Была даже борьба между ДПТ и вентильными за применение в луноходе.
Победили коллекторные.

Разумеется, с планетаркой, ресурс примерно 3 часа. Но вероятность отказа при этом была эквивалентна десяткам лет при обычных значениях гамма- процента. Именно коллекторный- вентильный получался в габаритах больше, такая штука применяется в С-300. магниты: неодимовые в последнее время моднее, я себе на АС поставил родные уже российские пищалки с неодимовыми- завод за неимением заказов стал делать ГГ. Вернее, фирмочку оразовали. магнит чкуть больше пробки бутылочной, а чквствительность- как у здроровенного....

Есть у коллекторных недостаток, очень существенный по нынешним временам.
Коллектор д. б. из специальной меди, жапанцы очень долго бились над этим.
Уже забыл, как они получают медь, но износ они уменьшили в разы.
Ага, для них сециальное название придумали - coil motor. В 97м разбирался с жапанской
считкой оптических карт, там такие применялись. Катушка в три-четыре слоя вокруг магнитопровода
с ЖНБ магнитами. Занятная и оч. шустрая вещь.