Segmentmotor für Pedelec

[axel56]

Hallo,

ich möchte hier eine Idee für einen Segmentmotor zur Diskussion stellen.
Ich habe keine Bilder, aber die Idee wäre einfach.
Ein Segmentmotor ist ein kreisförmig aufgerollter Linearmotor. Für ein Fahrrad bedeutete das, auf der Felge wären Permanentmagnete montiert und die elektrischen Wicklungen lägen möglichst dicht rechts und links an der Felge, sozusagen wie eine überdimensionale Felgenbremse.
Vorteil: keine bewegten Teile, grosses Drehmoment, Drehzahlen im nützlichen Bereich ohne Getriebe.
Nachteile: ?, vielleicht Gewicht ?

Grüsse
Axel56

[Alv]

Nachteile: ?, vielleicht Gewicht ?


Keine Standardfelge mehr, für jeden Raddurchmesser eine spezielle Magnetfelge.
Die Felge darf keinen "Seitenschlag" haben.
Es können keine normalen Felgenbremsen verwendet werden.
Kein Freilauf.

Ansonsten eine gute Idee, ein solcher Motor an Hinterrad ließe sich mit jeder beliebigen Nabenschaltung kombinieren.

[axel56]

Keine Standardfelge mehr, für jeden Raddurchmesser eine spezielle Magnetfelge.
Die Felge darf keinen "Seitenschlag" haben.
Es können keine normalen Felgenbremsen verwendet werden.
Kein Freilauf.

Ansonsten eine gute Idee, ein solcher Motor an Hinterrad ließe sich mit jeder beliebigen Nabenschaltung kombinieren.


Das mit der Magnetfelge für jeden Durchmesser stimmt.
Der Seitenschlag ist vielleicht lösbar, wenn man den Stator mit leichtem, sehr leichtem Druck (wegen der Reibung), federnd "andrückt".
Felgenbremsen gehen nicht, klar.Oder vielleicht doch ? Man könnte ja den Magnetring innerhalb, also mit kleinerem Durchmesser als die Felge einbauen? Sähe dann so ähnlich aus wie beim Cybien-Velo. Wurde hier ja auch schon diskutiert.
Das mit dem Freilauf ginge vielleicht, wenn man den Stator von der Felge "wegklappbar" oder ähnlich gestaltete.

Axel56

[grosserschnurz]

Hallo axel 56,

hier spricht fast alles gegen so einen/diesen "Motor".

Nicht nur das Gewicht und eine immer optimal laufende Felge.
Gut das mit dem Abstand an der Felge könnte man in den Griff bekommen und vorausregeln.
Über Spulen, deren Verschaltung, Magnete usw. wollen wir besser gar nicht nachdenken.
Aber das Gewicht sitzt aussen und ist zu beschleunigende Masse, dass wird keiner so richtig wollen.

Von einer kostengünstige Fertigung darf man hier auch träumen.

grosserschnurz

[schwaabbel]

Ich finde die Nabenmotoren schon grotten schlecht, das muss so ein Motor noch mehr Überzeugungsarbeit leisten.
Vom Gewicht mal ganz abgesehen, sehe ich da keine vernünftige Lösung um dann an Leistung in jedem Drehzahlbereich zu kommen.
Gruß Frank

[Christian]

Für ein Fahrrad bedeutete das, auf der Felge wären Permanentmagnete montiert und die elektrischen Wicklungen lägen möglichst dicht rechts und links an der Felge, sozusagen wie eine überdimensionale Felgenbremse.

Eher ein überdimensionaler Schrottsammler ;), wenn Du die Magnete nicht komplett kapselst (was sehr schwierig werden dürfte).

Außerdem: Hohes Trägheitsmoment, schlechte Ausnutzung (nur ein kleiner Teil des Motors liefert Drehmoment).

Gruß,

Christian

[RaoulDuke]

Denke auch, das die Felge sich in kürzester Zeit mit magnetischem Dreck zusetzt. Man kann auch eine normale Alufelge als Rotor in einem Asynchronmotor benutzen, ich habe aber keine Ahnung ob da jemals ein brauchbares Drehmoment rauskommt.

[Broadcasttechniker]

...Man kann auch eine normale Alufelge als Rotor in einem Asynchronmotor benutzen, ich habe aber keine Ahnung ob da jemals ein brauchbares Drehmoment rauskommt.
Die Idee ist richtig gut.
Warum sollte da kein Moment zusammenkommen?
Allerdings wird man wohl um flussbündelnde Eiseneinlagen nicht drum herum kommen.
Ohne Magnete wird weder Schrott gesammelt, noch gibt es Leerlaufverluste.
Der Wirkungsgrad wird allerdings etwas geringer, da zu den Spulen- noch die Rotorverluste dazukommen.

Wenn man eisenloser Kurzstator Asynchronmotor googelt, landet man fast immer bei Patenten, Fachbüchern oder sonstigen theoretischen Betrachtungen.
Habe aber noch nicht sooviel gesucht.

[Europa81]

.
Ein Segmentmotor ist ein kreisförmig aufgerollter Linearmotor.

Hallo Axel,

seit Lektuere dieses Artikels (http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=2&t=6762&hilit=axbor)habe ich auch diese Idee im Kopf. Drehmoment muesste enorm sein. Probleme wird es wohl geben mit der Stabilitaet der Felge. Ferne denke ich, dass die Magneten selbst von der Strasse alles moegliche aufsammeln und natuerlich das Gewicht der unbenutzten Magnete. Aber auf jeden Fall ueberlegenswert als Experiment.

Neulich erst ein Rad gesehen, da waren 2 oder 4 Magnete an den Speichen befestigt und am Rahmen Abnehmerspulen die dann direkt an der Stelle ein Ruecklicht betrieben haben. Das Prinzip umkehren und Du hast einen Motor und eine solide Reku-Bremse.

[schwaabbel]

Bei 5x10x3mm Neodym Magneten kommen ich schon fast auf 1Kilogramm Magnete bei einem 26 Zoll Rad, und einer Magnetabdeckung von 80%
Die Magnete wollen Spulen haben, das sind dann grob überschlagen 3-4kg kupfer , die dann immer noch keinen geblechten Eisenkern haben, keine Halter und keine Kabel.
So ein Hinterrad dürfte dann ab 10kg aufwärts, Realität werden.

Dann besser die Felge schwimmend Lagern, ähnlich der Magnetschwebebahn, und nur die Stahl-Felge, wegen dem Rückschluss, drehen lassen, alles andere steht, und kann so direkt Aufgaben vom Rahmen übernehmen.
Gruß Frank

[Trockenschwimmer]

Hallo Kollegen,

Den permanentmagneterregten Felgen Synchronmotor haben wir hier doch schon mal diskutiert, wenn ich mich nicht irre. Ein totales KO Kriterium ist fuer mich die Schrottsammlerwirkung. Da wird schnell eine Schraube, Nagel oder wasweissich in den -moeglichst schmalen- Luftspalt befoerdert...

Die Felgen Asynchronmaschine ist eine Super Idee! Wer bauts?

Leicht OT aber passend zur Felgen-ASM: Hat schon mal jemand ueber eine Felgenwirbelstrombremse nachgedacht? Fuer die Bremsgrundlast auf langen Passabfahrten durchaus interessant weil verschleissfrei.


Gruss
Roland

[Christian]

Der Wirkungsgrad wird allerdings etwas geringer, da zu den Spulen- noch die Rotorverluste dazukommen.

... was dann problemlos eine Verdoppelung der Verluste bedeuten kann.

Dazu kommt, dass die Felderregung ebenfalls über die Wicklung erfolgen muss (bei Permanentmagneten gibt's das "gratis"). Da der wirksame Luftspalt sehr groß ist (mechanischer Luftspalt plus Felgenwanddicke), wird dieser Strom eine nennenswerte Größe erreichen und so die Verluste weiter erhöhen.

Asynchronmaschinen haben gegenüber Synchronmaschinen den Vorteil, dass sie ohne Umrichter am Netz betrieben werden können (spielt hier keine Rolle), dass sie robuster sind (spielt hier auch keinen Rolle, da Sonderbauform mit unbekannten Eigenschaften) und dass sie preiswerter sind (trifft hier nicht zu). Insbesondere bei kleinen Maschinen gilt dafür im Gegenzug: Standard-ASM sind gegenüber Standard-SM geringer ausgenutzt (bauen also größer/schwerer) und haben den deutlich schlechteren Wirkungsgrad.

Gruß,

Christian

[axel56]

Hallo alle,

bin positiv überrascht über die vielen Antworten zu Segmentmotor.
Auf dieser Seite www.parkem.ch (http://www.parkem.ch) kann man ein Segmentmotorkit finden unter home>Produkte>Direktantriebstechnik und eine PDF Datei, man beachte die Seite 7 darauf.

Gewicht ist vielleicht das Hauptgegenargument. Die Firma preist ja ihren Antrieb für sein geringes Gewicht, aber genaue Angaben fehlen.

Schrottfänger ? Glaube ich nicht. Wenn der Rotor etwas kleiner ist, kommt er weg vom Boden.

Ob das ganze realisierbar ist bleibt dahingestellt. Aber ich bin beeindruckt von dem massiven Fachwissen, das hier vorhanden ist.

[axel56]

Hallo Axel,

seit Lektuere dieses Artikels (http://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=2&t=6762&hilit=axbor)habe ich auch diese Idee im Kopf. Drehmoment muesste enorm sein. Probleme wird es wohl geben mit der Stabilitaet der Felge. Ferne denke ich, dass die Magneten selbst von der Strasse alles moegliche aufsammeln und natuerlich das Gewicht der unbenutzten Magnete. Aber auf jeden Fall ueberlegenswert als Experiment.

Neulich erst ein Rad gesehen, da waren 2 oder 4 Magnete an den Speichen befestigt und am Rahmen Abnehmerspulen die dann direkt an der Stelle ein Ruecklicht betrieben haben. Das Prinzip umkehren und Du hast einen Motor und eine solide Reku-Bremse.
Hallo Europa81,

danke für den interessanten Link

Axel56

[RaoulDuke]

Schrottfänger ? Glaube ich nicht. Wenn der Rotor etwas kleiner ist, kommt er weg vom Boden.

Ich bin früher öfter mit Modellautos in einer relativ sauberen Lagerhalle gefahren. Du glaubst gar nicht, wieviel Schrott seinen Weg durch das Chassis in den Motor gefunden hat.

[HorstG]

Sähe dann so ähnlich aus wie beim Cybien-Velo.

A propos Cybien-Velo, da darf ich mal zitieren und übersetzen:



Les moteurs : 2 moteurs à courant continu, fournissant une puissance totale de 250 watts (maxi autorisé par les directives européennes), avec un entrainement de la roue arrière par galets. Attention, rien à voir avec le galet abrasif du Solex. Ceux-ci sont métalliques, et entrainent la roue via une couronne en caoutchouc prolongeant la surface de freinage de la jante. Très bon rendement, silence total.
Die Motoren: 2 Gleichstrommotoren liefern zusammen eine Leistung von 250W (das Maximum , das in der EG erlaubt ist) mit einem Eingriff auf das Hinterrad per Reibrollen. Achtung, das ist verschieden von der rauhen Reibrolle beim Velo Solex. Diese hier sind aus Metall und treiben das Rad mittels einer Krone aus Gummi an, die über die Bremsfläche der Felge hinausgeht. Sehr guter Wirkungsgrad. Totale Stille.

Hat also nichts mit Linearmotor zu tun.

Gruß

Horst

[Nader]

Hallo,

ich möchte hier eine Idee für einen Segmentmotor zur Diskussion stellen.
...

also ich könnte mir das komplette Laufrad als ein lagerloser Segmentmotor vorstellen. Das Laufrad müsste dann komplett verkleidet sein, man hätte damit wahrscheinlich enorm viel Drehmoment produzieren können.


wie dieser hier:

[labella-baron]

also ich könnte mir das komplette Laufrad als ein lagerloser Segmentmotor vorstellen.
wie dieser hier:Die armen Spulen bei einem Schagloch ! :rolleyes:
Wo hast du denn das Foto her?

[didi28]

Quelle: http://www.accm.eu/forschungsbereiche/mechatronic-design/eine-erfolgsgeschichte.html

[axel56]

A propos Cybien-Velo, da darf ich mal zitieren und übersetzen:


Die Motoren: 2 Gleichstrommotoren liefern zusammen eine Leistung von 250W (das Maximum , das in der EG erlaubt ist) mit einem Eingriff auf das Hinterrad per Reibrollen. Achtung, das ist verschieden von der rauhen Reibrolle beim Velo Solex. Diese hier sind aus Metall und treiben das Rad mittels einer Krone aus Gummi an, die über die Bremsfläche der Felge hinausgeht. Sehr guter Wirkungsgrad. Totale Stille.

Hat also nichts mit Linearmotor zu tun.

Gruß
Horst

Hallo Horst,

gute Uebersetzung, danke :). Ich habe auch nicht gemeint, dass der Antrieb beim Cybien etwas mit Linearmotor zu tun hat. Ich erwähnte das nur, weil beim Cybien auch eine Art zusätzliche "Felge" für den Antrieb montiert ist. Ausserdem ist der Angriffspunkt für die Motoren in etwa gleich. Ich finde übrigens das Cybien faszinierend und würde es gerne mal ausprobieren.

Gruss Axel

[didi28]

Ich finde übrigens das Cybien faszinierend und würde es gerne mal ausprobieren.

Ja, und berichte bitte. Erfahrungsgemäß sind diese kleinen Elektromotoren mit Getriebe leider oft ziemlich laut, auch wenn der Antrieb jetzt über die Felge läuft.

Der Sound geht jetzt aber eigentlich noch:

http://video.google.fr/videoplay?docid=-2709428406824902337#

[Europa81]

Auf dieser Seite www.parkem.ch (http://www.parkem.ch) kann man ein Segmentmotorkit finden

Danke, den kannte ich nicht. Der Oberwitz ist natürlich, dass sich eine Felge aufbauen lässt, ganz ohne Speichen. Als Designobjekt muß das toll aussehen ! Als ich da mal ein wenig gesucht hatte, fand ich sog. Dünnringlager als technische Lösung, die aber furchtbar teuer sind.

Hat mal jmd mit der Parkem AG Kontakt aufgenommen wg. dem Kit ? Gewicht, Preis ?

[axel56]

Danke, den kannte ich nicht. Der Oberwitz ist natürlich, dass sich eine Felge aufbauen lässt, ganz ohne Speichen. Als Designobjekt muß das toll aussehen ! Als ich da mal ein wenig gesucht hatte, fand ich sog. Dünnringlager als technische Lösung, die aber furchtbar teuer sind.

Hat mal jmd mit der Parkem AG Kontakt aufgenommen wg. dem Kit ? Gewicht, Preis ?
Also ich kann es ja mal versuchen. Die Firma liegt etwa 100 km von mir weg. Vielleicht sind die sogar interessiert ???

[axel56]

Ja, und berichte bitte. Erfahrungsgemäß sind diese kleinen Elektromotoren mit Getriebe leider oft ziemlich laut, auch wenn der Antrieb jetzt über die Felge läuft.

De Sound geht jetzt aber eigentlich noch:

http://video.google.fr/videoplay?docid=-2709428406824902337#

Die Betonung liegt auf "würde". Die Firma ist ziemlich weit weg fast in der Bretagne. Wäre was für die Sommerferien, wenn ich von Schottland zurückkomme. Oder weiss jemand eine "nähere" Möglichkeit ?
Mich würde auch am meisten interessieren, wie laut die Mototren sind.

[Europa81]

...Idee für einen Segmentmotor zur Diskussion stellen...


Axel, hier (http://www.motoredbikes.com/showthread.php?t=24292) noch eine interessante Diskussion.

[axel56]

Hallo Europa,

danke für den Link, ich habe ein bischen angefangen darin zu lesen. Ich muss aber sagen, das ist mir etwas zu hoch, funktioniert so ein Halbachmotor oder nicht ?
Ich werde den thread später zu Ende lesen. Oder kannst Du mir eine Zusammenfassung in drei ;) :D Sätzen geben ?

Danke jedenfalls

[labella-baron]

danke für den Link, ich habe ein bischen angefangen darin zu lesen. Ich muss aber sagen, das ist mir etwas zu hoch, funktioniert so ein Halbachmotor oder nicht ?Natürlich funktioniert der. Vielleicht wäre ein leichter Einstieg hier mit Forumsbeiträgen - als Anker vielleicht http://www.pedelecforum.de/forum/showpost.php?p=10100&postcount=57
Csiro hat das (längst bekannte) Prinzip für die Tour de Sol (in Australien) anwendbar gemacht. Ob die Hybrid-Automobilindustrie darauf reflektiert weiß ich nicht. Schwierig scheint die Fertigung eines solchen Motors zu sein.
Auch mit dem Stichwort Axialfluß-Maschine solltest du weitere Anregungungen erhalten.

[Europa81]

. Oder kannst Du mir eine Zusammenfassung in drei ;) :D Sätzen geben ?


Klar, kann ich - sogar in drei Worten: LIES ALLES SELBER ;)

Wirst nicht drumrumkommen, wenn Du das selbst verstehen möchtest und dann sogar ein wenig basteln magst. Halbach - da denkt man erst an ein physikalisches Wunder (Äh ... Einpoliger Magnet ??) und versteht dann die 'verbogenen' Magnetlinien. Schon ganz sexy. Die Csiro-Phase macht jeder mal durch - klar, so'n Ding bauen wir uns im Pedelec-Format nach. Kannst auch den Bausatz aus Australien für (Sonderangebot) 8 k€ bestellen. Und irgendwann siehst Du ein, dass ein einfacher Nabenmotor schon verdammt gut mit den Gesetzen der Physik umgeht.

[axel56]

Natürlich funktioniert der. Vielleicht wäre ein leichter Einstieg hier mit Forumsbeiträgen - als Anker vielleicht http://www.pedelecforum.de/forum/showpost.php?p=10100&postcount=57
Csiro hat das (längst bekannte) Prinzip für die Tour de Sol (in Australien) anwendbar gemacht. Ob die Hybrid-Automobilindustrie darauf reflektiert weiß ich nicht. Schwierig scheint die Fertigung eines solchen Motors zu sein.
Auch mit dem Stichwort Axialfluß-Maschine solltest du weitere Anregungungen erhalten.


Klar, kann ich - sogar in drei Worten: LIES ALLES SELBER ;)

Wirst nicht drumrumkommen, wenn Du das selbst verstehen möchtest und dann sogar ein wenig basteln magst. Halbach - da denkt man erst an ein physikalisches Wunder (Äh ... Einpoliger Magnet ??) und versteht dann die 'verbogenen' Magnetlinien. Schon ganz sexy. Die Csiro-Phase macht jeder mal durch - klar, so'n Ding bauen wir uns im Pedelec-Format nach. Kannst auch den Bausatz aus Australien für (Sonderangebot) 8 k€ bestellen. Und irgendwann siehst Du ein, dass ein einfacher Nabenmotor schon verdammt gut mit den Gesetzen der Physik umgeht.


Klar schon verstanden,

ich werde mich mal am Wochenende durchackern. Ist schon eine interessante Materie. Werde auch noch irgendwann bei Parkem nachhaken.

Gruss
Axel