BL-Außenläufer selbst bauen - Magnetfeld zu schwach?

[toemchen]

Danke, ranke. (Das mußte schon des Reimes wegen sein)
Mit den Magnetkräften bin ich also erstmal beruhigt. Ich muß also zusehen, daß das Rastmoment gering wird. Das ist momentan höllisch groß. Und ich glaubte in meiner grenzenlosen Naivität, super, wenn der bestromte Motor dieses Haltemoment oder gar noch stärkeres bringt, dann wirds was!
Wie ich das Rastmoment verringere, wird sich weisen - vielleicht gibt es bessere Magnetanordnungen. Oder ich bestelle nochmal Statorbleche und klebe die versetzt zusammen - das macht natürlich das Wickeln schwieriger. Auf den Powercroco-Seiten wird von versetzten Statorblechen (schiefen Statorzähnen) abgeraten, aber das muß für einen oft im Stillstand betriebenen, auf geringstes Rastmoment angewiesenen Motor ja nicht genauso zutreffen wie auf einen wirkunggradoptimierten Flugmotor.
Das mit den Amperewindungen beruhigt auch. Klar gilt das nur für Gleichstrom oder niedrige Schrittfrequenzen, bei denen die Induktivität noch nicht zum Tragen kommt.

Also nochmal: Die LRK- und Powercroco-Seiten kenne ich, vielleicht habe ich noch nicht ALLE gelesen und schon gar nicht ALLE kapiert. Aber bei jedem Mal lesen bleibt mehr hängen.

Jetzt hänge ich noch einen Screenshot meiner Simulation an.
Momentan kann ich die Bestromung des Stators als Drehfeld von 0-360° einstellen, der Stator wird dann in den entsprechenden Magnetpolfarben gezeichnet (rot oder grün, bei Teilbestromung abschattiert bis hin zu schwarz). Im Bild ist eine Phase voll bestromt und die andere gar nicht.
Den Rotor kann ich "von Hand" 0-360° verdrehen, bis er nach Augenmaß dazupasst.
Die Längen der bunten Bögen geben einigermaßen die realen Maße der Polbreiten und Magnetbreiten und entsprechenden -Lücken wieder.
Als nächstes werde ich versuchen, das Moment mal qualitativ aufzuintegrieren: Z.B. am Rotor rechnerisch einmal herumgehen und für jeden Punkt die Anziehungskräfte der näheren Umgebung zusammenrechnen.
Die darauf folgenden Schritte könnten sein, daß der Rotor vom Programm selbständig gedreht wird, bis das Moment minimiert ist. Oder daß mal ein Rastmomentverlauf aufgezeichnet wird - dann könnte man verschiedene Magnetanordnungen ausprobieren.

Gruß
Tom.

[ranke]

Als nächstes werde ich versuchen, das Moment mal qualitativ aufzuintegrieren: Z.B. am Rotor rechnerisch einmal herumgehen und für jeden Punkt die Anziehungskräfte der näheren Umgebung zusammenrechnen

Das letzte Mal, als ich mich etwas eingehender mit elektrischen Maschinen befasst habe war in meiner Facharbeit, das ist jetzt bald 30 Jahre her. Aber soweit ich mich erinnere, wird das elektromagnetisch erzeugte Moment etwa so hergeleitet:
In jeder Nut befinden sich mehrere stromdurchflossene Leiter. Wenn Du auf jeden Zahn eine Spule gewickelt hast, ist in jeder Nut eine halbe Spule der jeweilig benachbarten Zähne (es gibt aber auch andere Wickelschemen). Die Spulenströme in Betrag und Richtung sind bekannt, somit kann man die Wicklung in der Nut auf einen Nutstrom reduzieren (das ist der Strom, den ein Einzelleiter in der Nut hätte, der errechnete Nutstrom ist dann relativ groß, es ist die vorzeichenrichtige Summe der Einzelströme der einzelnen Windungen).
Auf den in der Nut liegenden hypothetischen Einzelleiter mit dem entsprechenden Nutstrom wirkt in dem vom Läufer generierten Magnetfeld eine Kraft (Lorentzkraft), die Summe dieser Einzelkräfte sind das Motormoment. Für die Rechnung des Moments darf der rechnerische Einzelleiter auf Höhe des Statordurchmessers angenommen werden, das ist nämlich die wahre Bedeutung der Zähne: sie leiten das Läufermagnetfeld so weit in den Ständer hinein, dass die Wicklung, die ja einigen Platz beansprucht, nahezu völlig vom Läufermagnetfeld umschlossen wird, magnetisch ist das äquivalent zu einem beliebig dünnen Leiter auf der Ständeroberfläche.

Bei Anwendung dieser Methode erkennt man schnell die simple Regel: Wenn ein Südpol über der Nut liegt, soll der Strom in eine Richtung fließen, beim Nordpol in die andere Richtung.
Wicklungsanteile quer zur Motorachse geben kein Moment (sind nur lästig wegen Ohmschen Widerstand).