riavvolgimento motore

[milan]

Originalmente inviato da flyer

Dunque ... iniziamo per gradi perchè ci sono diverse questioni da affrontare.
Ad umberto rispondo nel seguito del post sul valore della resistenza interna.

La dimensione del tuo motore è di 28mm x 20mm quindi approssimativamente la lunghezza netta del lato interno dello statore da avvolgere piu o meno sarà di circa 10mm. Ogni spira avrà una lunghezza lineare di 10+10mm = 20 mm. 20 mm * 13 spire = 260 mm.

Per ogni fase nello schema ci sono 4 avvolgimenti quindi 260*4 = 1040 mm pari a 104 cm.

4 fili in parallelo da 0.25 mm lunghi 104 cm hanno un area efficace (sezione del rame) 0.1963 mmq e presentano una resistenza di 91.3 mOhm

2 fili in parallelo da 0.35 mm lunghi 104 cm hanno un area efficace (sezione del rame) 0.1924 mmq e presentano una resistenza di 93.1 mOhm

1 filo da 0.5 mm lungo 104 cm ha un area efficace (sezione del rame) di 0.1963 mmq e presenta una resistenza di 91.3 mOhm

Quindi se vuoi riavvolgere il motore com'era puoi scegliere se avvolgere 4 fili da 0.25 per 13 spire oppure due fili da 0.35 come ti ha detto Umberto oppure un solo filo da 0.5............................................... .................................................. ................................................
I tre fili sono come tre resistenze connesse tra di loro tra i vertici di un triangolo. Prendiamo ad esempio un triangolo ABC e chiamiamo R1 la resistenza tra A e B con R2 quella tra B e C e con R3 quella tra A e C.
Se misuriamo la resistenza ai capi A e C abbiamo R1+R2 in parallelo a R3
Poichè abbiamo calcolato che ciascuna fase ha una resistenza di circa 91 mOhm abbiamo R1=R2=R3 = 91 mOhm.
Il valore quindi di resistenza complessiva tra A e C è pari a 91+91 in parallelo a 91
Rtot viene quindi pari a circa 60 mOhm che torna esattamente con le specifiche iniziali del motore.

@Umberto
La resistenza interna equivalente di un motore è un fattore molto importante in quanto determina la sua risposta termica allo scorrere delle correnti. .................................................. .................................................. .......................................... motori elettrici hanno di solito una buona efficienza a vuoto che puo anche essere superiore al 95% ma questa efficienza scende drasticamente quando c'e un carico (elica) Un valore di 80% di efficienza sotto carico è gia da considerarsi ottimale. Questo significa che dei 180 Watt di esempio 36 Watt vengono dissipate tra attriti meccanici e dissipazione termica. Per semplicità supponiamo che questi 36 Watt si dividano a metà tra dissipazioni meccaniche e elettriche. Questo vuol dire che il motore dovrà smaltire 18 Watt sui suoi avvolgimenti elettrici.
Se consideriamo che il riscaldamento è dovuto

Se consideri che un filo di rame è in grado di portare piu o meno 5 Ampere continue per 1 mm quadro di sezione ti rendi conto subito che nel nostro caso che abbiamo 0.196 mmq di sezione possiamo portare al massimo 0.98 Ampere.
Piu bassa sarà quindi la resistenza ohmica dell'avvolgimento meno calore verrà dissipato a parità di corrente.

In conclusione se il motore viene riavvolto senza tenere conto della resistenza ohmica complessiva questo scalderà di piu e sarà quindi in grado di erogare meno potenza sul carico e tenderà a rompersi piu facilmente per effetto valanga (la resistenza del filo aumenta all'aumentare della temperatura, quindi piu scalda piu aumenta il calore dissipato fino alla rottura)

In definitiva, la resistenza ohmica è importante e non deve essere trascurata.

In conclusione per redpirat avvolgi 13 spire con due fili affiancati da 0.35 connessi a triangolo e vedrai che funziona come prima. Se riesci a mettere filo piu grosso di 0.5 ottieni un minore riscaldamento.

Ciao, buon divertimento.
:-) Flyer

Debbo dire la verità... la mia osservazione era dettata da verifiche pratiche, un conto sono le previsioni fatte calcoli alla mano, tutt'altro i risultati, e rimarcavo come le resistenze effettive fossero piu' alte.
E' lampante che la qualità dell'avvolgimento è responsabile dell' efficienza di un motore, proprio per questo gli avvolgimenti fanno schifo e i motori pure.
Quindi, mentre tutta la tua spiegazione è corretta (da manuale), io avrei posto l'attenzione su come abbassare la resistenza interna del motore, avvolgendo in modo impeccabile le bobine, stabiliti diametro del filo e numero di spire, utilizzando pochi fili per tenerli ben odinati.
Probabilmente con i valori dichiarati dal costruttore puoi fare una simulazione che ti dà un motore con un rendimento massimo del 92%, mentre il motore che hai in mano forse arriva all'80% (forse) , segno che la resistenza dichiarata è solo...una dichiarazione !

Ho solo notato un refuso nella tua spiegazione :

I motori elettrici hanno di solito una buona efficienza a vuoto che puo anche essere superiore al 95% ma questa efficienza scende drasticamente quando c'e un carico (elica)

Per definire il rendimento di una macchina occorre fare un bilancio fra potenza in uscita e potenza in entrata, ora in un motore che muove solo se stesso non vi è potenza in uscita, ma solo consumata.
Solo applicando un freno, pur piccolo, si potrà disporre di potenza in uscita e calcolare un rendimento che aumenterà via via con il carico fino al suo massimo ottenibile con le caratteristiche fisiche del motore.
(la curva di rendimento inizia a zero al massimo dei giri e a potenza zero)

Umberto

P.S. per abbassare le perdite da effetto Joule, preferisco aumentare le tensioni di lavoro ed abbassare le correnti.

[flyer]

Originalmente inviato da milan

Debbo dire la verità... la mia osservazione era dettata da verifiche pratiche, un conto sono le previsioni fatte calcoli alla mano, tutt'altro i risultati, e rimarcavo come le resistenze effettive fossero piu' alte.
E' lampante che la qualità dell'avvolgimento è responsabile dell' efficienza di un motore, proprio per questo gli avvolgimenti fanno schifo e i motori pure.
Quindi, mentre tutta la tua spiegazione è corretta (da manuale), io avrei posto l'attenzione su come abbassare la resistenza interna del motore, avvolgendo in modo impeccabile le bobine, stabiliti diametro del filo e numero di spire, utilizzando pochi fili per tenerli ben odinati.
Probabilmente con i valori dichiarati dal costruttore puoi fare una simulazione che ti dà un motore con un rendimento massimo del 92%, mentre il motore che hai in mano forse arriva all'80% (forse) , segno che la resistenza dichiarata è solo...una dichiarazione !

Ho solo notato un refuso nella tua spiegazione :

I motori elettrici hanno di solito una buona efficienza a vuoto che puo anche essere superiore al 95% ma questa efficienza scende drasticamente quando c'e un carico (elica)

Per definire il rendimento di una macchina occorre fare un bilancio fra potenza in uscita e potenza in entrata, ora in un motore che muove solo se stesso non vi è potenza in uscita, ma solo consumata.
Solo applicando un freno, pur piccolo, si potrà disporre di potenza in uscita e calcolare un rendimento che aumenterà via via con il carico fino al suo massimo ottenibile con le caratteristiche fisiche del motore.
(la curva di rendimento inizia a zero al massimo dei giri e a potenza zero)

Umberto

P.S. per abbassare le perdite da effetto Joule, preferisco aumentare le tensioni di lavoro ed abbassare le correnti.

Ciao Umberto sono d'accordissimo con te che una cosa è la teoria ed una cosa la pratica. Occorre avere una buona base teorica per spiegare poi le risultanze sperimentali che sono in genere abbastanza diverse. Pensa che qualche anno fa mi sono costruito appositamente un milliohmetro compensato in temperatura per fare dei test e confermo che basta collegare un filo di rame e magari saldare male un terminale per aumentare di molto la resistenza visto che parliamo di milliohm. Noi tecnici dobbiamo però stabilire una base di confronto comune e prendere dei parametri di riferimento in condizioni standard per consentire di avere situazioni riproducibili da tutti anche se in modo approssimato e quindi qualche punto fermo occorre metterlo.

Sul discorso della bonta dell'avvolgimento mi trovi completamente d'accordo anche se dal punto di vista della pura resistenza interna è la lunghezza complessiva del filo e l'area efficace che determina la componente resistiva, piu che il modo di avvolgere. Quello che invece puo cambiare avvolgendo male è una variazione dell'induttanza e della capacità degli avvolgimenti ma rischieremmo di entrare su un tema che per molti sarebbe solo una speculazione teorica per appassionati e quindi non mi addentro in questo.

Per quanto riguarda il discorso dell'efficienza a vuoto è chiaro che il concetto di motore che gira a vuoto non esiste nel senso che anche la campana avendo un suo momento di inerzia rappresenta un carico per il campo magnetico rotante sullo statore. Ovviamente i costruttori perseguono una visione commerciale e pubblicano i dati dell'esperimento migliore e che gli conviene quindi considerano il rapporto tra energia elettrica immessa nel motore dalla batteria e l'energia cinetica necessaria per muovere ad una certa velocità angolare il motore senza carico. In questi casi 95% di efficienza vuol dire che di tutta la potenza elettrica immessa il 95% si traduce in energia di movimento e quindi solo il 5% viene spercato per sostenere il campo magnetico rotante. Tra l'altro scelgono la velocità angolare in cui c'e la coppia massima

Da esperimenti fatti ho visto che invece se i motori li fai proprio da zero è molto importante prestare attenzione a realizzare bene la parte meccanica. Come esmpio per chi ci legge un motorino da cdrom senza cuscinetti che gira su bronzine senza elica e con lo stick al massimo puo anche assorbire 1 Ampere mentre uno su cuscinetti e ben bilanciato meccanicamente assorbe a parità di costruzione 0.4 Ampere con stick al massimo e anche meno se sei maniaco nella costruzione. Ridurre al minimo l'airgap aumenta moltissimo la coppia e riduce la complessita per il regolatore nel calcolare le correnti indotte sugli avvolgimenti non alimentati in un certo istante.

Ci sono fili elettrici che hanno smalti che resistono fino a 200 gradi centigradi, insomma questi accorgimenti possono rendere un motorino asinello un mirabile purosangue da competizione.

Mi sento assolutamente di sottoscrivere l'idea di aumentare la tensione di lavoro e ridurre la corrente visto che l'effetto joule dipende dalla corrente e non dalla tensione. Quindi lavorare con pacchi 3 4 5 celle sicurmente termicamente è un vantaggio. Il problema però è che data una certa Kv aumentando molto la tensione hai un numero di giri molto elevato il che puo non essere adeguato per l'elica che devi montare. L'idea di costruire motori fatti apposta per numero elevato di celle non è male. Questo significa però abbassare di molto la Kc e per farlo occorre avvolgere piu spire e quindi aumenti la resistenza interna .. diciamo che è una specie di gatto che si morde la coda .. comunque anche io preferisco usare tre o 4 celle e sicuramente non due celle nei motori che costruisco.

Buoni voli a tutti.
Flyer

[milan]

Solo due parole : se le spire non vengono alternate ben compatte le une alle altre, ma qualcuna si accavalla di traverso, viene allungato il percorso allo strato successivo, che allungherà a sua volta il seguente ecc. ecc.
Alla fine si potrebbe avere un avvolgimento la cui resistenza interna è molto piu' elevata.
Prima di avvolgere un motore cui tengo, pulisco tutto l'isolante dello statore con delle limette a coda di topo, per renderlo liscio e consentire al filo di essere piu' aderente.
Poi all'interno dei motori destinati a funzionare in diretta con eliche di 16-17" metto anche un cuscinetto reggispinta.

Umberto