500W "Volksmotor" ohne Drehteile

© Dr. Ralph Okon 20022005

Motorenseite

Wie geplant habe ich mir dran gemacht, eine völlig "drehteilfreie" Motorenvariante auf der Grundlage des 5013er Laserprinterstators zu bauen.
Zugrunde gelegt wurden die "Küchentischregeln" - also wurde ohne spezielles Werkzeug gearbeitet.

Die Nebenkosten betragen bei vorhandenem Druckerantrieb höchstens 25€:

  • 15€ für Magnete,
  • 5€ für den Draht aus der nächsten Motorenwickelei (gelbe Seiten)
  • 2€ für ein stück GFK-Plattenmaterial- wenn man nicht wie hier gezeigt eine alte Leiterplatte aufarbeiten will.
Wer will, kann sogar die schwere original Metallträgerplatte bearbeiten und weiterverwenden.
Allerdings sollte man dann schon aus Gewichtsgründen über einen Satz Bohrungen im Blech ernsthaft nachdenken.
Außerdem empfiehlt es sich auch hier, die Statorbefestigungslöcher durchzubohren, weil die Bördelung wohl auf Dauer nicht in der Lage sein wird, den auftretenden Belastungen standzuhalten.
Um eine GFK-Trägerplatte verwenden zu können, habe ich die Bördelung komplett weggefeilt.
Der fertig befeilte Stator-und Lagerträger.
Der breite Rand bietet der GFK -Platte eine gute Auflagefläche.
So sieht das einbaufertige Teil aus, nachdem die Statorbefestigungsbohrungen passend für M3-Schrauben durchgebohrt worden sind.
Die Anfertigung der neuen Frontplatte aus GFK-Platinenmaterial ist recht einfach.
Außer Bohrer oder großer Rundfeile für das 20mm Mittelloch braucht man kein besonderes Werkzeug.
Die Presspassung der Motorwelle im 1mm dicken Blech der Glocke erschien mir nicht ausreichend für die Übertragung von hohen Leistungen. Also habe ich auf das original auf 4mm verjüngte Ende der weiterverwendeten Motorwelle ein zusätzliches Messingmittelstück aus einen defekten Dittoglocke aufgepresst, aussenrum verlötet und innen verklebt.
Selbstverständlich muß dieser Arbeitsgang wegen der auftretenden hohen Temperaturen vor dem Einkleben der Magnete passieren!
Ein Bild von der Testmontage der inzwischen ebenfalls mit Belüftungslöchern versehenen Glocke.
Um die Stabilität der Glocke nicht unnötig zu schwächen, habe ich die Lüftungsbohrungen nur 6mm groß gemacht und sie möglichst weit aussen angeordnet.
So stehen sie über dem Luftspalt und und sollten besonders gut wirksam sein.
Ob man 28 Magnete 15x5x2mm kaskadiert zu 14 Polen (2 Magnete =1 Pol)und
AabBCcaABbcCbewickelt......
....oder 30Magnete 15x5x2mm kaskadiert zu 10 Polen 3 Magnete= 1 Pol einbaut, ist Ansichtssache und für das Bewicklungsschema ohne Belang.
Näheres zum Kaskadieren findet sich auf dieser Seite.
Auch eine Variante mit 16 Polen aus 32 Einzelmagneten 15x5x2 wäre machbar, wenn man die glockeninneren Kanten der Magnete mit gutem Schleifpapier ein wenig bricht.
Dann sollte man aber nicht vergessen, daß dann ABCABCABCABC gewickelt werden muß!
Ich habe mich für eine verteilte Wicklung entschieden, um die Wickelköpfe nicht zu hoch werden zu lassen.
Ob man den 12N- Stator - so wie ich - nach der Bl-Fibel oder dem LRK oder Mfly-Schema bewickelt, bleibt der persönlichen Vorliebe überlassen.
Nur dick genug sollte der Draht sein.
Die rechte Bewicklung mit 26 Windungen (13 je Zahn) 1,06er Draht ist eindeutig zu zahm für eine Sternschaltung.
Eine Bewicklung mit 1,2er oder 1,4er Draht (im Bild 9 Windungen 1,4er) ist leistungsfähiger.
Diese Aussagen gelten für die Sternschaltung.
Wird ein höheres Drehzahlniveau gewünscht bietet sich eine Ausführung als 10 Poler im Dreieck verschaltet an.
Das andere Ende der Möglichkeiten- ein verhältnismäßig langsam laufender Motor - ist mit 16Polen und Sternschaltung gut realisierbar.
Der fertige Motor von vorn.
Die Maße: 60mm x 60mm.
Einbautiefe: 30mm
Gesamthöhe mit Welle: 47mm
Gewicht ca. 260g je nach Bewicklung.
Und von der Seite.
Aufgebaut auf die gehärtete 6mm- welle ist ein passendes HM-Klapplatten Mittelstück.
Die Montage eines 6mm Mitnehmers für eine Starrluftschraube sollte auch kein Problem darstellen.
Derzeit ist der Motor nur zur Hinterspantmontage geeignet, aber an der Lösung dieses letzten Problems arbeite ich schon.
Der Motor ist ein echtes Kraftpaket.
Die Leistungsausbeute wird derzeit in erster Linie von der mechanischen Stabilität der verwendeten Komponenten begrenzt.
Wer besonders effektiv zu Werke gehen will, nutzt z.B. das eta Optimum dieser Bewicklungs- und Magnetpolauslegung. von 78%
mit 6s Li bei 30A oder etwas zahmer mit 4s Lipo bei 21A.
die goldene Mitte: 5s Li und 25A = 462W Eingangsleistung
Das wären 365W an der Welle bei einer Drehzahl von etwa 6700 rpm.
Dazu würden dann z.B eine 13 x 11 oder eine 14 x 7 sehr gut passen- je nach gewünschter Strahlgeschwindigkeit und Auslegung des Modells. mehr dazu:

. Mit anderen Wicklungs- und Polauslegungen ergeben sich natürlich andere Leistungskurven!

 

Fazit:

Ein echter Erfolg.

Ich denke, dieser 25€ Volksmotor braucht sich nicht vor den wesentlich teureren fertig gekauften Motoren dieser Leistungsklasse zu verstecken.
Einen etwa gleich schweren speed 600 schlägt er sowieso um Längen- egal ob der im Direktantrieb oder vielleicht sogar mit Getriebe gegen ihn anzutreten versucht!
Mit jeder weiteren Maßnahme zur Erhöhung der mechanischen Stabilität ist eine höhere Leistungsausbeute zu erzielen - bis hin zu ca. 1000W mit vernünftigen Drehteilen.
Der verwendete 1,4mm dicke Draht würde jedenfalls in Sternschaltung 45A und im Dreieckschaltung gar 80A vertragen können.

 

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