12N14P4515

© Dr. Ralph Okon 02032005

Motorenseite

In Kyocera -Laserdruckern fand ich diesen vielversprechenden 12N Blechschnitt mit besonders breiten Hammerstielen.
Das Auslegungsziel war auch hier ein langsamdrehender Motor mit viel Drehmoment, der etwa 500W -600W Eingangsleistung möglichst effizient an eine Luftschraube möglichst großen Durchmessers weitergeben kann um so einen größeren Segler von ca. 3kg gut auf Höhe zu bringen.
Mit diesem Blechschnitt ist ein vorzeitiges Erreichen der Sättigung des Statoreisens nicht zu erwarten.
Wie diese FEMM-Simulation von Jörg zeigt, wird sogar bei 100% Abdeckung eher der Rückschlußring in die Sättigung getrieben, als die Statorbleche.
Mit einem Halbacharray sieht die Simulation sogar noch besser aus, weil hierbei der Rückschluß nicht so sehr in Anspruch genommen wird.
Aber dieses Projekt habe ich erstmal hintenangestellt, weil dafür derzeit keine passenden Magnete in der Kiste rumliegen.
Das Statorpaket und die passenden Drehteile dazu vom Oli.
Der Statorträger ist auch hier wieder ein originaler für eine 6mm Welle mit fetten Kugellagern.
Die Testmontage von Drehteilen, Magneten und Stator nebst Träger sah recht gut aus.
Da bei Olis teilen der Kleberand zwischen Glockenboden und Rückschluß zu schmal ausgefallen war, hat der Motor jetzt ein neues, stabiles Gehäuse bekommen.
Es komplett selbst gedreht.
Der Glockenboden ist 5mm dick- deutlich überdimensioniert, aber sehr haltbar.
Und vorn im 4m - Segler kommt es auf ein paar Gramm nicht an.
280g bringt das Teil jetzt auf die Waage.
der Motor von der Seite.
Die 6mm Stahlwelle ist auf einer länge von 12mm gefasst, eingeschrumpft und verklebt. Das sollte halten.
Ein Blick auf die Rückseite der GfK- Testgrundplatte für den Prüfstand.
Der Wellensicherungsring wegen geplanter Vorspantmontage ist gut zu sehen.
Hier mal ein Bild vom realisierten Luftspalt.
Die 28 Magnete sind übrigens 2,4mm dick und je 5mm breit Schön zu sehen ist hier auch, wie jeder einzelne Eisenspan seinen Weg dort hinein findet.
Den Stator habe ich mit 7 Windungen je Zahn in verteilter Wicklung
AabBCcaABbcC
bewickelt und im Stern verschalten.
Die B- Phase habe ich vorsichtshalber gegensinnig aufgebracht ,damit das nachträgliche Umschalten in Dreieckschaltung ohne größere Probleme zu bewerkstelligen ist.
Hier die gemessenen Daten für Stern- und Dreiecksschaltung der gleichen Wicklung.
Da sie mit der "Bremshandschuh"-methode ermittelt wurden, gibt es keine Propellerdaten dazu.
Es zeigt sich, dass der Motor mit dieser Bewicklung verschieden genutzt werden kann:
  • die mit 4s betriebene Sternschaltung ist zu zahm für das Kampfgewicht des Motors.
  • die mit 4s betriebene Dreickschaltung gibt einen 400-500W Motor mit mehr als 77% Wirkungsgrad im Arbeitspunkt.
  • die mit 6s befeuerte Sternschaltung gibt ebenfalls 400-500W bei ca. 80% und relativ niedrigen Drehzahlen (eine 16x10 z.B. mit 5200rpm) im Arbeitspunkt ab.
  • die mit 6s betriebene Dreieckschaltung bringt den Motor bei gutem Wirkungsgrad und höherem Drehzahlniveau locker in den 1000W Bereich.
  • mit 6s und Dreieckschaltung ist natürlich auch deutlich mehr als 1000W eingangsleistung verwertbar.
    Die 75% eta- marke wird bei 1500W geschnitten.
    Das erfordert aber auch eine sehr gute Kühlung des Motors - oder eben den Kurzzeitberieb im Segler.

FAZIT:
Es ist gelungen, einen Druckermotorumbau mit einem maximalen Wirkungsgrad von über 80% zu verwirklichen.
Die Dreieckschaltung bringt deutlich mehr Leistung und mehr Drehzahl, aber weniger Effiziens.
Die gezeigten Auslegungen lassen ein breites Anwendungsspektrum zu.

 

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