# BLDC, винты и самостоятельное изготовление

Под BLDC для этого проекта рассматриваем также близкие PMSM с синусоидальным FOC.
Название двигателя не заменяет измеренную карту КПД, момента и тепловых ограничений.
Начинаем с нагрузки винта и непрерывного режима, затем выбираем двигатель.

## Принятый технический образец

11 октября 2026 пользователь выбрал приложенные моторы семейства Golden Motor
HPM как образец. Основной механический пример — жидкостный HPM-20KW;
это не решение о покупке двух моторов по 20 кВт и не готовый чертёж нашего мотора.
[Разбор пяти изображений, численные точки и отдельные версии](26_motor_reference.md).
В исходном образце масса одного двигателя 45 кг: пара 90 кг **без** инверторов,
передачи, винтов, охлаждения и креплений. В новом бюджете установленный привод
по-прежнему занимает условные 200 кг. Снимать 110 кг разницы как «экономию» нельзя.
**Номинальное напряжение моторной системы 72 В принято пользователем
11 октября 2026.** Для дальнейших расчётов использовать 72-вольтовое исполнение
и его испытание №2072122003001; данные 96 В оставлены для сравнения.
Прежняя тяговая шина 51,2 В больше не является выбранным вариантом.
Число ячеек LiFePO4 и предел напряжения инверторов надо согласовать с полным
диапазоном батареи, включая заряд; обозначение «72 В» не задаёт этот предел.

## Принятое направление привода — DRIVE-001

16 октября 2026 пользователь поддержал основное направление: мотор по образцу
HPM в системе 72 В с понижающей передачей. Альтернатива для сравнения —
низкооборотный мотор с прямым приводом винта. Это выбор направления разработки;
конкретный мотор, длительная мощность, тип передачи и передаточное отношение
пока не утверждены. Отношение 3,5:1 остаётся примером, а не назначенным параметром.

Зубчато-ременная передача в сухом доступном отсеке — кандидат для отдельной
оценки; окончательный выбор между ременной и зубчатой передачей ещё предстоит.
Сравнивать всю установленную систему при одинаковой тяге и режиме: масса,
DC-потребление, тепловой режим, ресурс, обслуживание, запасные части и шум.
Осевой упор винта передавать через рассчитанные опоры на корпус; допустимость
его передачи на штатные подшипники HPM должна подтверждаться отдельно.

Следующая последовательность: сопротивление и требуемая тяга → диаметр и
обороты винта → момент и длительная мощность → диапазон передаточных отношений
→ мотор/инвертор/охлаждение и полный весовой бюджет. КПД передачи учитывать
отдельно и по рабочим режимам; постоянные 97% остаются сценарным допущением.

## Расчётная цепочка

Сопротивление и скорость → эффективная мощность → взаимодействие винта с корпусом →
диаметр/шаг/частота винта → мощность и момент вала → мотор → инвертор → батарея.
`Q = Pshaft / ω`, `ω = 2π · rpm / 60`.
Проверять старт под нагрузкой, задний ход, частичное погружение, наматывание,
кавитацию, осевые нагрузки, вибрацию и тепло в длительном ходе.

| Компоновка | Причина рассмотреть | Что может стать ограничением |
|---|---|---|
| Сухой мотор + вал | Сервисный доступ и обычные компоненты | Уплотнение, центровка, вал и подшипники |
| Мотор + редуктор | Более быстроходная машина с большим винтом | Потери, шум, дополнительный ремонт |
| Погружной прямой привод | Короткая передача и охлаждение как гипотеза | Коррозия, герметичность, кабели, ремонт |
| Осевой поток | Большой диаметр и момент как гипотеза | Осевые силы, зазор, удержание магнитов и технологичность |

## Покупка или изготовление

Сначала подобрать несколько готовых двигателей по характеристикам как контрольную
базу сравнения массы, цены и ресурса. Затем сравнить перемотку готового статора,
собственный радиальный двигатель и осевой двигатель.
Потребуются электротехническая сталь или обоснованная безжелезная схема,
магниты, изоляция, материалы герметизации, станочная обработка, динамическая балансировка.
Морской двигатель нельзя оценивать по кратковременной мощности авиамодели.

Модель: зазор → обмотка → магнитные потоки → насыщение → ЭДС → момент →
потери меди/стали/магнитов → тепловой режим → допустимая непрерывная мощность.
Фиксировать, где фазные/линейные и RMS/амплитудные значения.
Формулу `Kt ≈ 60/(2π Kv)` применять только при совместимых соглашениях о токе и ЭДС;
источник M06 *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* полезен именно для этого вопроса.

## Инструменты

Gmsh *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* + GetDP *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* — FEM на Linux.
Magpylib *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* — быстрая предварительная оценка магнитных полей,
с ограничениями по насыщению железа и потерям.
PYLEECAN *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* — перспективная параметризация машин, но его официальная
страница отмечает Windows-ограничение FEMM-связки; полноценный Linux backend здесь не проверен.
Поэтому установка PYLEECAN не выдаётся за работоспособный комплекс расчёта мотора.

VESC *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* — кандидат для стенда силового FOC, контроля токов и журналирования.
SimpleFOC *(отдельный исходник не входит в этот комплект / external source not included)* подходит для изучения контуров и небольших приводов,
но не заменяет силовой инвертор требуемого тока и напряжения.

## Испытания для решения о применении

Стенд измеряет момент, rpm, DC-мощность, температуры обмотки/магнитов/подшипников,
пуск и длительный нагрев. Затем испытание привода в воде и карты тяги/потребления.
Сравнение кандидатов выполняется на одинаковой рабочей точке и по непрерывной мощности.
Отдельно измерять сопротивление выключенного винта при ходе под кайтом.

## Форум Electrotransport и расчёт контроллера

[Разбор форума и первичная проверка алгоритмов](31_electrotransport_review.md)
связывает выбранные сообщения о Golden Motor, FOC, VESC, Phobia/PMC, Fardriver,
Nucular и изготовлении моторов с нашей системой 72 В.
[Каталог подборки](31_electrotransport_catalog.md) содержит постоянные ссылки
и границы чтения; полный текст доступен через поиск библиотеки.
Использовать `calculations/motors/electrotransport/input-passport.yaml` как шаблон
физических входов, а `examples.json` — только как иллюстративные сценарии.
Неподтверждённые значения тока, мощности, КПД и причин отказов из постов
не превращать в паспортные характеристики проектируемого привода.

## Открытые морские проекты

[Каталог и применение](37_marine_opensource.md) расширяют сравнение электроники и CAN. MAM17 не подтверждён как трёхфазный FOC-инвертор для HPM, OSEO относится к гораздо меньшему приводу. Принятое направление HPM72В с понижающей передачей сохраняется; мощность и токи открытых плат не переносятся без проверки.


## Практические примеры Open Boat Projects

[Подборка OBP](41_open_boat_projects_review.md) добавляет ременной привод
3 кВт/48 В как пример компоновки валовой линии и диагностику оборотов мотора/вала,
температур и расхода охлаждения. Это не подбор узлов для HPM. Образец72 В
с передачей остаётся основным направлением; момент, опоры, передача и длительный
режим рассчитываются отдельно. Поля оборотов Signal K требуют механических
оборотов в секунду, а не RPM/ERPM.