Micromotori DC per modellismo (prototipo per generatore?)

[Jno]

I " costruttori " non vogliono costruire motori brushless realmente efficenti
sotto una certa dimensione (circa 10 mm diametro)
probabilmente perché il consumo di quella fascia richiesto dai "dronisti" non è appetibile.
( rammento il titolo del thread : micromotori per modellismo )

Per cui se mi servono ho solo 2 scelte:
o me li costruisco da me ( un ESC per un 8 avvolgimenti non lo trovi mica in commercio )
o attendo , invecchiando ulteriormente, che la tua superiore conoscenza del ramo voglia muovere le chiappe.

Personalmente ritengo che il lavoro fatto dalla Dyson ricalchi a grandissime linee
quanto osservato in questo hobby e che ritrovo sul loro micromotore e gli auguro buona fortuna.

Attendo solo i commenti dei consumatori circa la durata della batteria del loro aspirapolvere,
per capire quanto realmente sono riusciti a migliorare il rendimento,
loro dicono da 25 minuti di aspirazione per ricarica del precedente modello
ad un'ora del modello attuale a parità di batteria.

Le osservazioni riportate nelle prime pagine sono avvenute in modo casuale,
molte di tipo simile che non ho riportato qui sono talmente ovvie
che a distanza di circa 2 anni da anticipazioni da me inserite in forum di larga copertura,
per una prima implemetazione casereccia, oggi le trovi implementate in commercio:
- pressostato per un mantenimento approssimativo della quota
- ventole intubate per un minor consumo energetico
ed un altro paio.

Mi hanno copiato? No , erano una soluzione fin troppo ovvia.

Come è ovvio che se metti il magnete diametrale esterno ed anche
il magnete interno ad un avvolgimento coreless
ottieni un piccolo generatore più efficente.
(a parità di dimensione )

poi, che serva solo a migliorare le piccole luci di emergenza a dinamo e similia, pazienza.

[venexian]

E perché i costruttori non dovrebbero voler fare anche i grossi motori più efficienti?
A me pare che la maggior parte di quelli in giro siano trifase.

Oppure è che questa storia dell'aumento di efficienza vale solo per i motori per gli aeromodelli?

[Jno]

wuaoh!! hai finalmente letto il titolo del thread ? Complimenti!

( se poi leggi anche la pagina 1, trovi l'esploso del motore coreless e l'immagine del magnete diametrale )

Sai bene che al disotto di determinate dimensioni le perdite sono elevatissime,
i motori brushless microbici usati dai dronisti perdono tranquillamente il 30%
in solo calore.

Vedere le immagini del motore Dyson, grande quanto una supposta,
dichiarato potente 425Watt e 115.000 rpm , fa pensare un tantino....
il motore a tre avvolgimenti "digitale dyson" ,della serie di aspirapolveri precedenti ,
è dichiarato 185 Watt a pari dimensioni.

Comprendo che qualche watt lo recuperi riducendo l'attrito
con i cuscinetti in ceramica, ma il salto è di oltre 200 watt
in circa 14mm diametro del motore......

[venexian]

Quindi la storia dell'area coperta e rendimento al 64 % non si applica ai motori trifase da 1 kW?

[Jno]

nei link vari che ti ho inserito vedo che la Oriental Motor fa motori a 5 avvolgimenti
anche di grosse dimensioni e riporta a suo dire dei miglioramenti
in spunto,consumi elettrici ,regolarità di rotazione, ecc.

A che pro, se bastavano tre avvolgimenti?
Qualche punto percentuale di miglioramento ci sarà, ritengo.

Un drone , o un motore per modellismo, ha bisogno di accelerazioni eccezionali
per passare da 0 rpm a 65.000 rpm in frazioni di secondo, che sono la norma.

Oltre al calore, per quanto tu ottimizzi il circuito pilota, hai forti perdite
in quella area del diagramma visibile che ho postato ,sopratutto in fase
di accelerazione.
Sembra avere poco valore sulla carta, ma ti assicuro che ne sono
rimasto meravigliato anche io, la risposta e la resa in termini
di giri di elica aumentati non sono affatto male.

Mi chiedi se su motori di discrete dimensioni , dove è più semplice limitare
e smaltire il calore, questa cosa porti dei vantaggi in termini di consumi.....

Non lo so, sinceramente, è ovvio che i consumi allo spunto di partenza
dovrebbero ridursi proprio sino a quel 36% di area mancante nel diagramma,
ma arrivato a regime in pochi decimi di secondo diverrebbe poi simile
al motore trifase.

Come per il drone, sarebbe invece ottimo per un motore di ascensore,
tante partenze, tanti spunti.

Su un ventilatore/pompa che funzioni a regime per ore non ne vale la pena,
il costo del circuito pilota probabilmente mangerebbe quanto ottenuto dal
risparmio energetico.

[venexian]

Perché non rispondi alla domanda?

La ripeto per chiarezza: la storia dell'area coperta e del 64 % vale anche per un motore trifase da 1 kW?

[Jno]

Il computer mi segna che hai risposto in soli 8 secondi dal mio post,
tenendo conto che hai anche scritto la domanda ,
indica che non leggi i post sicuramente
e che probabilmente non hai dato una scorsa al thread
sopratutto alla prima pagina

pazienza.....

Mi chiedi se su motori di discrete dimensioni , dove è più semplice limitare
e smaltire il calore, questa cosa porti dei vantaggi in termini di consumi.....

Non lo so, sinceramente, è ovvio che i consumi allo spunto di partenza
dovrebbero ridursi proprio sino a quel 36% di area mancante nel diagramma,
ma arrivato a regime in pochi decimi di secondo diverrebbe poi simile
al motore trifase.

[venexian]

Io leggo tutto.

Non ti ho chiesto se porta dei vantaggi in termini di consumo. Ti ho chiesto: la storia dell'area coperta e del 64 % vale anche per un motore trifase da 1 kW?

O è sì, o è no...

[brabus]

(...)
Come è ovvio che se metti il magnete diametrale esterno ed anche
il magnete interno ad un avvolgimento coreless
ottieni un piccolo generatore più efficente.
(a parità di dimensione )
(...)

Jno,

Non voglio rompere le uova nel paniere, ma guarda che hai preso un abbaglio grande come una casa. Come anche qui (messaggio 5):

Già costruire avvolgimenti in diagonale aiuta ad aumentare la resa dei motori,
tant'è che la versione coreless dei motorini cinesi smontati sono dritti

Gli avvolgimenti "in diagonale" (in gergo è chiamato skewing) consentono di ridurre fortemente la coppia di cogging generata quando i poli magnetici si trovano in corrispondenza delle cave (del rotore o rispettivamente dello statore).

Riguardo il "doppio magnete", interno ed esterno allo statore, bada bene: non incrementi l'efficienza del motore, bensì l'intensità del flusso magnetico concatenato alle spire del rotore, che giocoforza aumenta la coppia a parità di corrente. Salendo di velocità questo gioca tuttavia a tuo sfavore: devi deflussare la macchina per contrastare l'aumento smodato di f.c.e.m.!
Se usi il motore come generatore, non hai comunque aumentato l'efficienza: hai solamente spostato la curva nel piano coppia-carico: la coppia necessaria a ruotare l'albero a bassa velocità aumenta. Certo, potrai erogare maggior corrente a parità di velocità, ma ti serve più coppia; sono portato a pensare che l'efficienza si addirittura inferiore, a causa delle maggiori perdite nel rame.

Veniamo al dunque, ci sono due strade:

1) continui la sfida con venexian, che se la gode a trainarti nei territori dove ne sa più di te, dove non hai modo di dare una risposta tecnicamente fondata; il thread precipita e non ne ricaviamo nulla di costruttivo;

2) fai una candida e semplice ammissione: non hai fondamenti teorici sufficienti per affrontare correttamente la questione del rendimento. Non c'è nulla di male, anzi, è importantissimo (e molto difficile!) saper distinguere cioò che si SA ca ciò che NON si sa. La discussione passerà dal piano personale a quello tecnico, a beneficio di tutti e del Forum.

So già che seguirai saggiamente la seconda strada, ponendo una domanda che apporterà grande beneficio a te e a tutta la discussione: "come posso calcolare e verificare il rendimento di queste macchine elettriche a 3, 5, 9 o 15 avvolgimenti? È davvero intrinsecamente superiore a quello di una macchina a tre avvolgimenti? Quali sono le variabili che influenzano maggiormente il rendimento?".

Con le nostre riflessioni e la tua (incredibile) capacità manuale sono certo che potremo ricavare qualcosa di molto interessante.

Io stesso sto sbattendo la testa contro una questione molto poco discussa, ma importantissima: il rumore acustico generato da un motore BLDC. In azienda abbiamo provato di tutto, ma stiamo brancolando nel buio. Qualcuno ha qualche idea? Apro un thread apposta.

[richiurci]

scusate se mi intrometto...

Alcune questioni mi interessano, non immaginavo che motori elettrici potessero avere rendimenti così bassi... ipotizzo che nei micromotori sia dovuto più alle dimensioni molto ridotte ed altre esigenze (es necessità di coppie elevate e numero di giri altrettanto elevato, ma sono solo mie ipotesi)

Riguardo la Dyson... non mi convince. Se il motore nuovo dichiara più W e durata molto maggiore...mi viene da pensare che i miglioramenti siano stati fatti altrove, in un aspirapolvere si può ottimizzare molto il funzionamento lavorando sui flussi d'aria, considerato anche che Dyson non ha sacchetto e tutto il sistema di filtrazione immagino possa essere molto migliorato.

Certo che non ci credo abbiano quadruplicato l'efficienza del solo motore...altrimenti tra l'altro non sarebbe stato necessario aumentarne la potenza nominale.

Infine credo di poter affermare con certezza, pur essendo totalmente ignorante in materia, che i motori trifase non sono limitati teoricamente ad un rendimento del 64%, altrimenti la mia auto elettrica non avrebbe consumi pari al 25% della equivalente termica.

Spesso in modellismo e altri campi hobbystici si usano termini fuorvianti e poi si arriva a convinzioni errate, se qualcuno riuscisse a farmi capire in maniera molto semplice (magari con qualche link) se e quali limiti teorici ci sono per i rendimenti dei vari tipi di motori elettrici gli sarei grato

PS: ovviamente sono pienamente d'accordo con Brabus nell'evitare che il 3d scada in una polemica che non giova a nessuno.