Я сам хочу узнать где взять 20 кВт бесколекторник, на 2500 об.мин, за 500 долларов весом в 4 кг., так нет же, молчат все сук@ ,никто не скажет. А потому что нет еще таких, за цену которую хочется.
В этом контексте наверно имеет смысл рассмотреть самодельные моторы. Благо что они по конструкции довольно просты и доступны в изготовлении многим здесь, у кого есть доступ к токарному станку.
По моим оценкам, самая затратная часть в таких моторах это магниты на 100-200$ (напрямую с китая конечно, локально покупать обойдется в несколько раз дороже). И меди на 500-1000 руб. Остальное железо, вал, подшипники и т.д., цену сложно предсказать, так как зависит от возможностей того кто будет изготавливать. Но в целом, себестоимость по материалам в ~200-300$ кажется реальной. А с учетом работы, такой движок в розницу может стоить желаемые вами 500$.
Речь конечно идет о безредукторном варианте наподобие HPD10, с рабочими оборотами 2000-2500 об/мин и весом ~4 кг.
Контроллер в любом случае придется купить готовый. Изготовить его не очень сложно (есть опенсорсные проекты), но электронщиков среди авиастроителей мало, поэтому проще купить. Китайские контроллеры на 10-15 кВт сейчас стоят порядка 200$. На бОльшую мощность китайцы пока не делают, а альтернативы из других стран стоят в несколько раз дороже.
Есть еще вариант изготовить подобный электродвигатель по Axial Flux компоновке. По физике это аналогично обычным бесколлекторникам, только поле развернуто в другой плоскости. Выглядят такие движки как два блина - на одном магниты, на другом катушки. Управляются теми же контроллерами без переделки, что и обычные бесколлекторники. Такой двигатель будет стоить вообще копейки, где-то 150-200$ за 10-15 кВт при 2000 об/мин. И в тысячу раз проще по конструкции, так как отсутствует шихтованный сердечник и сложные токарные детали. Можно вообще обойтись без станочных работ. И по массе может выйти легче, примерно 2-3 кг, если в качестве дисков применить композитный сэндвич. Но axial flux двигатель будет несколько больше диаметром, чем бесколлекторник классической схемы, где-то 35 см против 25 см в интересующей нас размерности. Самая большая сложность что никто еще не делал легкий движок по такой компоновке (есть 10 кВт аналоги для ветрогенераторов, но там масса зашкаливает за все разумные пределы). Поэтому это требует эксперимента. Хотя для безредукторного самодельного электромотора axial flux компоновка по ряду причин представляется идеальным вариантом. Об этом можно поговорить отдельно, если интересует.
Чтобы не быть голословным, выкладываю сборку в Solidworks мотора наподобие немецкого HPD10. Да почти копию, чего уж там =)), в этой области сложно изобрести что-то новое. Все такие моторы похожи друг на друга как братья близнецы. Год или два назад я сделал эту сборку по просьбе хорошего товарища, который пытался изготовить такой мотор. Но насколько я понял, все заглохло. Было сложно достать материал на шихтованный сердечник (причем желательно тот из которого делают авиационные генераторы на 400 Гц, а не обычные промышленные генераторы/трансформаторы 50 Гц). Плюс все это требует желания и работы, а обстоятельства в жизни разные бывают. Но в целом, конструкция не выглядит особо сложной в изготовлении.
Сразу могу предостеречь, что аналитических методов расчета подобных двигателей не существует. Простейшие аналитические методы дают огромную погрешность, до 100-200%, а описанные в электротехнических книгах алгоритмы не подходят конкретно к интересующей нас размерности (10 кВт при 2500 об/мин, по типу HPD10). Единственным выходом остается либо делать пробный экземпляр, ориентируясь на существующие на рынке модели, а потом подправить обмотку по результатам испытаний. Либо использовать программы с численным моделированием магнитного потока, такие как MagNet и другие. Я пробовал, эти программы считают такие схемы нормально, но для хорошего соответствия реальности они требуют довольно тонкой настройки.
Итак, чертежи клона HPD10/13 в Solidworks 2012. Корпус и центральная втулка точатся из Д16Т. Внешнее кольцо за магнитами из магнитомягкого железа. Шихтованный сердечник можно выфрезеровать из готового пакета или вырезать лазером/водорезкой из листов 0.3 мм и потом склеить. Магниты приклеиваются эпоксидной смолой. Покупаются на aliexpress.com или ebay.com, на русскоязычных магазинах искать бесполезно, будет в несколько раз дороже. Последовательность соединения катушек см. в оригинальном HPD10. Вроде все).
Скачать чертежи и сборку:
http://yadi.sk/d/MpF6Wnn-EJxPf (3.3 Мб)
Соединение катушек в оригинальном HPD10: