Пять копеек размышлизмов по поводу, а что же конкретно греется в этих BLDC шпинделях и что лучше - продувать изнутри или обдувать снаружи.
Размышлизмы эти не на пустом месте, а как результат кучи убитого времени.
Итак, возьмем два основных источника нагрева движка - потери в проводе обмоток статора за счет активного сопротивления и потери в электротехническом железе, из пластин которого набран статор, за счет паразитных вихревых токов в нем. Да, нагрев подшипников я опустил для простоты.
На примере моего LD42WS-250W прикинем насколько мог греться провод обмотки хотя бы на холостом ходу на максимальных оборотах. При этом потребляемый ток ток был около 1А. Обмотки намотаны проводом диаметром около 0,55мм в два провода. Соответственно площадь сечения каждой обмотки по арифметике Пупкина с картинками получается около 0,475 кв.мм. Никогда не рассчитывал двигатели, но рассчитывал трансформаторы. А поскольку омические потери не зависят от того в "чем" содержится обмотка, оттолкнемся от трансформаторов. Достаточно малая плотность тока при расчете трансформаторов - 2А на квадратный миллиметр сечения провода. При этом трансформатор еле теплый. Сравните это со стандартным эмпирическим правилом для расчета незакрытой электропроводки - "10А на 1 квадрат меди". Ну и помножим сечение обмотки моего движка на плотность тока "2А на квадрат меди". Получаем 0,95А. То есть, с точки зрения нагрева обмоток мы имеем фактически пшик. И это подтверждается тем, что всю дорогу во время моих экспериментов подводящие провода, которые кстати имеют заметно меньшее сечение, были всегда на ощупь холодные. А ток естественно через них шел тот же.
Остается нагрев железа статора. И вот тут возникает много вопросов. В трансформаторах для уменьшения вихревых токов в сердечнике пластины в наборе изолируют друг от друга, допустим, химическим изолирующим покрытием пластин или их лакировкой. И с пластин перед покрытием удаляют заусенцы после штамповки. И даже после шлифовки торцов подков сердечника, сделанных не из шихтованного железа, а из витого, эти торцы протравливают, чтобы убрать заусенцы образовавшиеся в процессе шлифовки и коротящие слои витого железа между собой.
И вот вопрос - а делалось ли все это с пластинами статора? И какого качества железо применялось? Может кровельное?
А теперь переходим к выводам. Вроде как продувка движка изнутри - это правильно. Охлаждаем напрямую место возникновения нагрева. Но тут получается парадокс. Фактически, как мы уже посчитали, провод обмоток в конкретном случае холостого хода и не особо греется, хотя и обдувается лучше всего. А вот с железом статора все гораздо хуже. Мало того, что для изоляции провода от статора на статор надеты пластиковые обоймы, так еще его от потока охлаждающего воздуха частично отделяет обмотка. Теоретически она конечно должна помогать отводить тепло от статора, но все же в ней, стараниями китайцев, большое тепловое сопротивления за счет рыхлой намотки. И опять же пластиковый обоймы между железом и обмотками. И, что характерно, когда я, в целях проверки своих выводов, просто начал обдувать движок снаружи тем же самым 40-миллиметровым слабым вентилятором, то всего за одну минуту та наружная часть движка куда приходился обдув остыла на 5 градусов.
А теперь о китайских ваттах. Кто знает, тот понимает, что трансформатор на 250 ватт никак не может быть размерами с трансформатор на 50 ватт (при том же конструктивном исполнении, качестве железа и той же частоте тока - чтобы за язык не ловили
). Ну, собственно, с электродвигателями одной породы та же ситуация.
А теперь, ПА-ДАМ, найдите хоть одно отличие в этих двух движках. Один - наш сегодняшний герой мощностью 250 китайских ватт, а второй, купленный несколько лет назад, тоже BLDC мощностью 180 других китайских ватт, и успевший поработать приводом небольшого настольного советского токарного станка 1Д601 с патроном диаметром 80мм, при этом не сильно-то и греясь.
И это я еще не привел фото коллекторного движка мощностью 150 китайских же ватт на моем мелком китайском фрезерном станке. Он еще побольше. И если сравнить его с теми же коллекторными АЛИшными шпинделями, допустим, на 300 ватт, то тоже можно поржать.
К чему это я? А к тому, что выжимать ватты из железа до определенного предела конечно можно. Но тогда - усиленный обдув, причем практика показывает, что снаружи эффективнее.
Уф-ф-ф, во накалякал. Если где-то в чем-то наврал - поправьте.
