Kan någon bygga en Segway?

[bearing]

Jag är fortfarande skeptisk till att bygga motorn, men...
För att sätta en svensk prägel tycker jag att vi ska konstruera en reluktans eller asynkronmotor. Reluktansmotorer använder endast råvarorna stål och koppar, vilka är metaller vi bryter i landet. Vi blir alltså inte beroende av magneter som använder sällsynta grundämnen. Priset på neodymmagneter stiger dessutom hela tiden, delvis beroende på att de "miljösnälla" vindkraftverken använder synkrongeneratorer som innehåller hundratals kg magneter.

[Meduza]

Å Andra sidan tappar man då en hel del effektivitet och därmed driftssträcka?

Ska det byggas så ska det vara för att få maximal prestanda till just denna applikation för ett vettigt pris.

[Thorped]

Ja precis, hur effektiva är de motorerna egentligen?

Edit: Uppdaterat topic.

[LHelge]

Visst hade det varit häftigt att göra en reluktansmotor! Jag har inte jättebra koll på hur mycket det skiljer i effektivitet mellan en BLDC- och en SR-motor men det känns spontant jobbigt att bygga en kort SR-motor med stor radie, eller? Kan man bygga en sådan i "outrunner" konfiguration som behövs för att montera den i navet? Jag har fått för mig att man vill ha en relativt liten rotor i mitten. Ytterligare en fördel med att ha magneter i motorn är att du kan använda billiga hall-givare istället för dyra encoders för att detektera position.

Jag tycker det skulle vara skithäftigt och lärorikt om vi designade en egen motor, men jag tror faktist det skulle fungera att till exempel ekra in en Crystalyte 4010 avsedd för framhjul i ett 18"-19" hjul. Om de fortfarande tillverkas är inte förvånad om de går att få för under 1500:- i de kvantiteter vi är intresserade av. Vad kan det kosta att få dem monterade i en liten fälg och svarva en axel som håller för att fästas bara på en sida? Säg att vi gissningsvis kan få 20 st hjul med motor för ~60 kSEK, är det mycket dyrare att ta fram en egen motor? (Om nu tid är gratis)

Jag ser inget problem med att behöva ta med en extern strömadapter för laddning. Blir det inte jobbigt med CE-märkning och sånt om man ska ha in 230 V i bygget?

[Thorped]

Jag tycker det skulle vara skithäftigt och lärorikt om vi designade en egen motor, men jag tror faktist det skulle fungera att till exempel ekra in en Crystalyte 4010 avsedd för framhjul i ett 18"-19" hjul. Om de fortfarande tillverkas är inte förvånad om de går att få för under 1500:- i de kvantiteter vi är intresserade av. Vad kan det kosta att få dem monterade i en liten fälg och svarva en axel som håller för att fästas bara på en sida? Säg att vi gissningsvis kan få 20 st hjul med motor för ~60 kSEK, är det mycket dyrare att ta fram en egen motor? (Om nu tid är gratis)

Alltså ungefär 3000kr/hjul... Det kan nog minskas på om vi bygger en egen motor vill jag lova... Jag har inga egna erfarenheter av att bygga motorer men det finns ju några trådar om folk som har gjort det.

Snabbt räknat, 160 neodym-magneter 3x7x18mm kostar ca 600kr och 160 magneter räcker till 4,5 motorer med 36poler.
Någon annan får gärna räkna ut vad koppartråden kostar men magneterna tyckt inte vara det dyra i motorn.

[Gimbal]

Men är det inte en ganska krävande uppgift att bygga en effektiv motor + effektivt drivsteg? Nyckelord "effektiv", att bara få den snurra är nog inga större problem.

Tror ni vi kan slå en enkel borstad DC motor med sitt förhållandevis enkla drivsteg?

[LHelge]

Efter 10 prototyper som är noggrannt utvärderade i bromsbänk och en hel del FEM-analyser så...

Nävars, men jag tror man kan få till något helt ok om man kopierar friskt från befintliga motorer. Fördelen med en BLDC-outrunner är att det går göra så den driver hjulet direkt, och sitter monterad inne i hjulet. Det finns ju rätt gott om plats innanför statorn, så man skulle till och med kunna montera motorstyrningen i hjulet som på denna bild:



Bara yttersta ringen med statortänder som behöver vara lameller.

* Inga slitdelar (förutom lager)
* Gott om plats för batterier och övrig elektronik.
* Man behöver inte dra några faskablar genom hjulaxeln utan bara +, - och CAN-H/L, med hjul i metall så -> mindre EMI

[SeniorLemuren]

Varför konstruera hjulet en gång till. Kan man inte helt sonika använda 2 st kinesiska scootermotorer på ca. 1kW. Borde gå att importera som reservdel för en spottstyver. Mrsvetsare har ju bra kompisar over there som kanske kan hjälpa till.

Mina funderingar går i riktningen att göra det så enkelt som möjligt. Låt dom stora jättarna som har resurser, producera bra delar, köp dom, sätt ihop dom till en billig bra produkt. Det finns ingen anledning att försöka producera en effektiv elmotor.

Stora företag lägger ner millioner dollar på att få fram produkter som har bra prestanda. Detsamma gäller även stora delar av elektroniken som ingår i ett sådant här projekt, det finns färdiga lösningar att köpa. Den stora utmaningen i ett sådant här projekt är att finna färdiga och väl utprovade dellösningar för att sammanfoga till en färdig produkt.

Jag förstår att det finns en hel del medlemmar i forumet som bara längtar efter utmaningen att få konstruera drivkort till motorer, bygga motorer, fräsa kugghjul, skära ut fälgar bygga batteriladdare osv. Jag är precis likadan själv,jag älskar att sitta vid ritbordet (Inventor10). Men jag tror att ett sådant här projekt blir svårt att genomföra om man skall konstruera allt från början.

[Pajn]

Jag håller med. Även om tiden är gratis är det få som vill sitta och linda motorer till förbannelse.

Att köpa motorer tror jag är ett krav för att få många att haka på.

[LHelge]

Så här ser jag det:

Skulle det handla om att sätta ihop befintliga delar på enklast/billigast möjliga sätt så kan jag lika gärna göra det själv. Är man 10+ personer som hjälps åt där alla har olika kunskap och utrustning finns det ingen anledning att snåla, då är det bättre att sätta ihop något häftigt, samtidigt som man lär sig en väldig massa av varandra. Personligen räknar jag med att jobba med elfordonskonstruktion i närmare 40 år till så för min del är lärandet egentligen viktigare än att jag har en segway till sommaren.

Jag antar att sådana här frågor är viktiga att reda ut så snart som möjligt så alla är på samma spår.

[Thorped]

Håller med dig LHelge!

Om man vill bygga något som är enkelt så rekommenderar jag Petters bygge för 3000kr, billigt och funkar säkert bra. Dock inte så snyggt.

[SeniorLemuren]

Ok, du har en bra synpunkt där. Du vill lära dig bygga elmotorer, styrkort, svarva fälgar, fräsa kuggremshjul, tillverka planetväxlar, tillverka däck, m.m för att du har hela livet på dig. Jag kan förstå det. Men försök skilja på att lära dig uppfinna hjulet från början, mot att lära dig använda det redan uppfunna hjulet.

Jag har varit sysselsatt på min fritid i 22 år nu med att bygga en båt och har lärt mig enormt mycket om alla typer av konstruktion och hantverk, men det betyder inte att jag har förkastat eller underlåtit att använda all den samlade kunskap, som redan finns dokumenterad av andra, om just båtbyggeri.

[bearing]

Visst hade det varit häftigt att göra en reluktansmotor! Jag har inte jättebra koll på hur mycket det skiljer i effektivitet mellan en BLDC- och en SR-motor men det känns spontant jobbigt att bygga en kort SR-motor med stor radie, eller? Kan man bygga en sådan i "outrunner" konfiguration som behövs för att montera den i navet? Jag har fått för mig att man vill ha en relativt liten rotor i mitten.

Man behöver inte göra så att magnetfältet går genom centrum, utan man kan göra så att det går i korta slingor mellan statorns tänder.

En konstruktion jag tycker är väldigt elegant är "transverse flux reluctance motor". Se figur 1a här:
http://users.utcluj.ro/~szabol/Papers/CNAE_1.pdf

Det jag tycker är elegant är att lindningen är så oerhört simpel. En "outrunner" med U-öppningen utåt mot periferin lindas helt enkelt likt sytråd på en rulle.

Om prestandan är bra vet jag inte.

[SeniorLemuren]

Om prestandan är bra vet jag inte.

När det gäller verkningsgrad så skiljer det ju inte så mycket om man jämför olika elmotortyper men om du tänker på vikt/effekt så framgår det ju ungefär:

The achievable power to total machine weight ratios for
active rotor TF machines ranges between 0.5-2 kW/kg
compared to 0.25-0.8 kW/kg for conventional machines

Det har ju naturligtvis stor betydelse när det gäller tex. flygplan men mindre betydelse i eldrivna farkoster som är tänkta att hålla sig på marken.

[Meduza]

Jag tycker att vi om vi ska bygga egen motor ska satsa på en BLDC-Outrunner monterad i hjulet stil med den LHelges senaste bild visar ELLER så tycker jag vi ska försöka få ett bra samköps-pris på riktigt scyssta färdiga navmotorer från kina i stället och satsa på att leta efter bästa navmotorerna för denna tillämpning!

Jag lutar ärligt sagt lite åt nummer två... även om en outrunner i hjulet vore ascoolt att bygga