Бесколлекторный мотор cw ccw

«бесколлекторные двигатели» ликбез и проектирование

Принцип работы электрического двигателя:В основу работы любой электрической машины положено явление электромагнитной индукции. Поэтому если в магнитное поле поместить рамку с током, то на неё подействует сила Ампера, которая создаст вращательный момент. Рамка начнет поворачиваться и остановится в положении отсутствия момента, создаваемого силой Ампера.

Устройство электрического двигателя:Любой электрический двигатель состоит из неподвижной части — Статора и подвижной части — Ротора. Для того чтобы началось вращение, нужно по очереди менять направление тока. Эту функцию и выполняет Коллектор (щетки).

Бесколлекторный двигатель — это двигатель ПОСТОЯННОГО ТОКА без коллектора, в котором функции коллектора выполняет электроника. (Если у двигателя три провода, это не значит что он работает от трехфазного переменного тока! А работает он от «порций» коротких импульсов постоянного тока, и не хочу вас шокировать, но те же двигатели которые используются в кулерах, тоже бесколлекторные, хоть они и имеют всего два провода питания постоянного тока)

Устройство бесколлекторного двигателя:
Inrunner (произносится как «инраннер»). Двигатель имеет расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри магнитный ротор.

Outrunner

(произносится как «аутраннер»). Двигатель имеет неподвижные обмотки (внутри) вокруг которых вращается корпус с помещенным на его внутреннюю стенку постоянными магнитами.

Принцип работы:
Для того чтобы бесколлекторный двигатель начал вращаться, напряжение на обмотки двигателя надо подавать синхронно. Синхронизация может быть организованна с использованием внешних датчиков (оптические или датчики холла), так и на основе противоЭДС (бездатчиковый), которая возникает в двигателе при его вращении.
Бездатчиковое управление:
Существуют бесколлекторные двигатели без каких либо датчиков положения. В таких двигателях определение положения ротора выполняется путем измерения ЭДС на свободной фазе. Мы помним, что в каждый момент времени к одной из фаз (А) подключен « » к другой (В) «-» питания, одна из фаз остается свободной. Вращаясь, двигатель наводит ЭДС (т.е. в следствии закона электромагнитной индукции в катушке образуется индукционный ток) в свободной обмотке. По мере вращения напряжение на свободной фазе (С) изменяется. Измеряя напряжение на свободной фазе, можно определить момент переключения к следующему положению ротора.

Что бы измерить это напряжение изпользуется метод «виртуальной точки». Суть заключается в том, что, зная сопротивление всех обмоток и начальное напряжение, можно виртуально «переложить провод» в место соединения всех обмоток:

Регулятор скорости бесколлекторного двигателя:Бесколлекторный двигатель без электроники — просто железка, т.к. при отсутствии регулятора, мы не можем просто подключить напряжение на него, чтоб он просто начал нормальное вращение.

Регулятор скорости — это довольно сложная система радиокомпонентов, т.к. она должна:1) Определять начальное положение ротора для запуска электродвигателя2) Управлять электродвигателем на низких скоростях3) Разгонять электродвигатель до номинальной (заданной) скорости вращения4) Поддерживать максимальный момент вращения

Принципиальная схема регулятора скорости (вентильная):

Бесколлекторные двигатели были придуманы на заре появления электричества, однако систему управления к ним никто не мог сделать. И только с развитием электроники: с появлением мощных полупроводниковых транзисторов и микроконтроллеров, бесколлекторные двигатели стали применятся в быту (первое промышленное использование в 60-х годах).

Достоинства и недостатки бесколлекторных двигателей:

Достоинства:-Частота вращения изменяется в широком диапазоне-Возможность использования во взрывоопасной и агрессивной среде-Большая перегрузочная способность по моменту-Высокие энергетические показатели (КПД более 90 %)-Большой срок службы, высокая надёжность и повышенный ресурс работы за счёт отсутствия скользящих электрических контактов

Недостатки:
-Относительно сложная система управления двигателем
-Высокая стоимость двигателя, обусловленная использованием дорогостоящих материалов в конструкции ротора (магниты, подшипники, валы)
Разобравшись с теорией, перейдем к практике: спроектируем и сделаем двигатель для пилотажной модели МХ-2.

Список материалов и оборудования:1) Проволока (взятая из старых трансформаторов)2) Магниты (купленные в интернете)3) Статор (барашек)4) Вал5) Подшипники6) Дюралюминий 7) Термоусадка 8) Доспуп к неограниченному техническому хламу9) Доступ к инструментам10) Прямые руки 🙂

Ход работы:1) С самого начала решаем:

Для чего делаем двигатель? На что он должен быть рассчитан? В чем мы ограничены?

В моем случае: я делаю двигатель для самолета, значит пускай он будет внешнего вращения; рассчитан он должен на то, что он должен выдать 1400 грамм тяги при трех-баночном аккумуляторе; ограничен я в весе и в размере. Однако с чего же начать? Ответ на этот вопрос прост: с самой трудной детали, т.е. с такой детали, которую легче просто найти, а все остальное подгонять под неё. Я так и поступил. После многих неудачных попыток сделать статор из листовой мягкой стали, мне стало понятно, что лучше найти её. Нашел я её в старой видеоголовке от видеорекоудора.

2) Обмотка трехфазного бесколлекторного двигателя выполняется изолированным медным проводом, от сечения которого зависит значение силы тока, а значит и мощность двигателя. Незабываем что, чем толще проволока, тем больше оборотов, но слабее крутящий момент. Подбор сечения:

4) Дальше выбираем способ соединения обмотки: звездой или треугольником. Соединение звездой дает больший крутящий момент, но меньшее количество оборотов, чем соединение треугольником в 1.73 раз. (впоследствии было выбрано соединение треугольник)

Характеристики полученного двигателя:Потребляемый ток: 34.1АТок холостого хода: 2.1АСопротивление обмоток: 0.02 ОмКоличество полюсов: 14Обороты: 8400 об/мин

Видеоотчет испытания двигателя на самолете. Мягкой посадки 😀

Расчет КПД двигателя:

Очень хороший показатель. Хотя можно было еще выше добиться.

Выводы:1) У бесколлекторных двигателей высокая эффективность и КПД2) Бесколлекторные двигатели компактны3) Бесколлекторные двигатели можно использовать во взрывоопасных средах4) Соединение звездой дает больший крутящий момент, но меньшее количество оборотов в 1.73 раза, чем соединение треугольником.

Таким образом, изготовить собственный бесколлекторный мотор для пилотажной модели самолета- задача выполнимая

Если у вас есть вопросы или вам что-то не понятно, задавайте мне вопросы в комметариях этой статьи. Удачи всем)

Источник

Возврат и обмен товара

Если полученный товар надлежащего качества по каким либо причинам Вам не подошел, Вы можете вернуть его в течение 14 дней после даты приобретения (стоимость платной доставки не возвращается) при условии выполнения следующих требований:

• Товар должен быть надлежащего качества, т.е не иметь никаких дефектов: трещин, царапин, сколов, механических повреждений и т.д., кроме скрытых производственных дефектов.
• Товар не должен иметь следов эксплуатации, должен быть сохранен его товарный вид, потребительские свойства, комплектация, пломбы и фабричная (производственная) упаковка.
• Возврат и обмен элементов питания, бывших в употреблении невозможен.
• Возврат или обмен товаров надлежащего качества для юридических лиц и индивидуальных предпринимателей не предусмотрен.

Возврат заказа осуществляется в центральном офисе компании. Если вы находитесь не в Москве, то для возврата необходимо отправить посылку обратно к нам в офис любой транспортной компанией (стоимость транспортировки не возвращается).

Оценка состояния товара может занимать от 1 до 10 дней. После оценки состояния товара мы примем решение о возможности возврата.

Если будет установлено, что товар был в эксплуатации или имеет дефекты (трещины, царапины, сколы, механические повреждения и т.д, кроме производственных дефектов), то решение будет отрицательным.

Все гарантийное и после гарантийное обслуживание осуществляется по адресу: 115054, г. Москва, 6-й монетчиковский пер., д. 8с1, офис 1. Если вы находитесь не в Москве и не можете самостоятельно привезти товар, вы можете отправить нам товар Почтой России.

При этом в качестве получателя необходимо указать ИП Вовк Юрий Павлович. В случае гарантийного ремонта стоимость транспортировки полностью компенсируется (для оптовых покупателей стоимость пересылки не компенсируется). Обращаем ваше внимание, что отправить товар вы можете любым способом, но компенсация будет только по тарифу Почты России (тариф бандероль / посылка, если отправление подходит по габаритам для данного типа отправления).

Воздушный зазор

Это расстояние между постоянными магнитами и статором. Магнитное поле уменьшается нелинейно с расстоянием и сократив его можно заметно увеличить мощность мотора. Но меньший зазор дает не только больше мощности и энергоэффективности, но и улучшает тягу и отзывчивость.

Электромоторы с дугообразными магнитами лучше, их можно расположить ближе к статору и они сплошные, без пропусков.

Обмотка в моторе определяет его мощность и потребление тока. Меньше обмотка = меньше сопротивление = больше тока может пройти = больше частота оборотов. Вот почему моторы с большим значением KV имеют обмотку в статоре меньше.

Но у этого есть и обратная сторона. При меньшей обмотке у нас будет меньше сила магнитного поля и от сюда меньше тяги. И еще, чем больше проходит тока через обмотку, тем больше она нагревается и тем меньше общая эффективность.

Чтобы найти компромисс производители пошли путем увеличения обмотки за счет использования толстой медной проволоки. Это уменьшит сопротивление в обмотке, увеличит мощность без ущерба в скорости и тяге. А чем больше сечение проволоки, тем больше может пройти тока без чрезмерного нагрева.

Но вот чем толще проволока и больше обмотка, тем тяжелее сам мотор. Кроме того, обмотка занимает в корпусе мотора уже много места. И вот поэтому мощные моторы должны быть большими.

Для крепление колокола мотора на месте используется несколько типов фиксаторов: C-clip, E-clip и болт. У каждого типа есть свои плюсы и минусы и точно сказать какой из них лучший я затрудняюсь.

Вообще, крепление на болту более удобно для последующего обслуживания мотора, колокол гораздо легче снять и потом снова одеть. Но тут есть риск перетянуть болт и заклинить его в валу, что может привести к затруднению при вращении. Бывали случаи когда болт самораскручивался и колокол улетал. Но и C-clip тоже страдает от подобных проблем самопроизвольного расцепления.

Гарантийные обязательства

1. На переданные покупателю товары, устанавливается гарантийный срок 1 год (для оптовых покупателей, юридических лиц и индивидуальных предпринимателей гарантийный срок устанавливается 2 недели).
2. Настоящие гарантийные обязательства действительны при предъявлении: бланка заказа с подписью Покупателя.
3. При обращении в сервисный цент по гарантии необходимо предоставить товар в полном комплекте. При отсутствии полного комплекта товара в гарантийном обслуживании будет отказано.
4. Максимальный срок гарантийного ремонта не может превышать 45 дней.
5. Гарантийное сервисное обслуживание изделия, включает в себя бесплатное выполнение ремонтных работ или замену изделия на новое в случае невозможности ремонта.
6. Гарантийные обязательства не распространяются на изделия, которые были повреждены в результате безответственного или небрежного обращения, несоблюдения инструкции по пользованию изделием, постороннего вмешательства в электрическую схему изделия или выполнения самостоятельного ремонта, разборки модели, нормального износа, попадания внутрь жидкостей, посторонних предметов.
7. Все условия гарантии действуют в рамках закона “О защите прав потребителей” и регулируются законодательством РФ.
8. Гарантийные обязательства не распространяются: аккумуляторные батареи, модельные жидкости и масла, краски, клеи, смолы, детали, подверженные естественному износу, а также на другие изделия и комплектующие, подверженные сильным механическим воздействиям в процессе эксплуатации: двигатели, сервоприводы, шестерни, пластиковые наконечники тяг, кабанчики, уголки, петли, бальза, рейки и пластины из дерева и т.п.
9. Бесплатный срок хранения отремонтированного товара составляет 5 дней с момента оповещения клинта об окончании ремонтных работ. С 6 дня взымается плата в размере 50 рублей за каждый день ожидания.
10. Максимальный срок хранения готовой модели в сервисе (или в случае отказа клиента от ремонта) составляет 90 дней. После истечения 90 дней товар уничтожается. В качестве оповещения о готовности ремонта можно считать любой контакт с клиентом (звонок, смс, e-mail).
11. Гарантийные обязательства не распространяются на изделия, используемые в предпринимательских, прокатных, тестовых и иных целях подразумевающих повышенный износ товара или отдельных его частей.

Настройка модели не предусматривается гарантийным обслуживанием или договором купли-продажи. Настройка модели может быть выполнена как дополнительная услуга, за отдельную плату. При этом, клиент может рассчитывать на бесплатные консультации по вопросам настройки и эксплуатации  модели.

Звезда и треугольник

При включении звездой ток протекает через две обмотки. Результирующее сопротивление равно сумме сопротивлений двух обмоток R=R1 R2. Соответственно максимально возможный ток, протекаемый через обмотки I=U/(R1 R2). Потребляемая мощность P=U*I Предположим, что напряжение 10 В, а сопротивление обмотки 1 ОМ. Тогда ток I=10/(1 1)=5А. Потребляемая мощность P=10*5=50 Вт.

При включении треугольником ток протекает через все обмотки. Результирующее сопротивление обмоток R=(R1*(R2 R3))/(R1 R2 R3). Соответственно, максимально возможный ток, протекаемый через обмотки I=U/((R1*(R2 R3))/(R1 R2 R3)

При таком же напряжении и сопротивлении обмоток получаем ток I=10/((1*(1 1))/(1 1 1))=15А. Потребляемая мощность P=10*15=150 Вт.

При включении треугольником вырастают и обороты двигателя. Обмотки двигателя соединенные треугольником греются больше, чем при включении звездой.

Очевидно, что простым переключением обмотки с звезды в треугольник можно получить двигатель с совершенно другими характеристиками.

В высокомоментных двигателях с длительным режимом включения целесообразно применять звезду. В двигателях, работающих в кратковременном режиме, требующих более высоких оборотов, целесообразно применять треугольник.

Иногда в электротранспорте старт и разгон выполняется при включении обмоток звездой (так как это включение обеспечивает высокий момент на валу, но меньшие обороты), после разгона выполняется переключение в треугольник (обороты выше, момент меньше). Это позволяет увеличить диапазон оборотов двигателя, сохранив стартовые характеристики.

В следующей статье будет рассмотрен алгоритм управления бесколлекторными двигателями.

Источник

Инструкция по пересылке модели в магазин и сервис

В случае необходимости пересылки товара обратно к нам в магазин или сервисный центр есть несколько важных пунктов.

1. При отправке просьба вложить в заказ листок с номером заказа, вашими контактными данными и описанием неисправности или причины пересылки.
2. Переслать модель вы можете нам любой транспортной компанией, но в случае гарантийного ремонта возмещение пересылки осуществляется по тарифу Почты России. В случае отправки другой транспортной компанией, доставку нужно осуществить до нашего офиса, посылки с пунктов выдачи транспортных компаний не забираются. Первоначально пересылка осуществляется за ваш счет, в случае если ваш случай признают гарантийным, стоимость пересылки компенсируется. Условия компенсации описаны выше, в пункте “Возврат и обмен товара” (для оптовых покупателей стоимость пересылки не компенсируется). перевод осуществляется путем перевода на ваш расчетный счет. В раздел “Поддержка клиентов” необходимо отправить фотографию или скан чека за пересылку и ваши полные банковские реквизиты для возврата денежных средств. Также в теме письма нужно указать номер заказа, для того, чтобы вы легко вас идентифицировали.
3. Необходимо пересылать полный комплект модели (отправка отдельных частей возможна только по согласованию с сервисным центром). Зачастую, для диагностики неисправности нужна полная комплектация товара.
4. При отправке через любую транспортную компанию необходимо дополнительно упаковать свой товар в дополнительную защитную коробку, чтобы в процессе транспортировки не было дополнительных повреждений. Не стоит обматывать родную коробку скотчем.
5. Адрес куда нужно отправить посылку: 115054, г. Москва, 6-й монетчиковский пер., д. 8с1, офис 1
6. Обязательно в качестве получателя указывать ИП Вовк Ю.П. (нельзя указывать получателем RC-TODAY – это название магазина, такие посылки получить у нас не получится)

Возврат товаров надлежащего качества для юридических лиц: Чтобы вернуть товар, юридическое лицо должно иметь одно из следующих оснований: качество продукции не соответствует указанному в договоре; нарушены условия соглашения; он был принят ранее на комиссию.

Размеры рамы, пропеллеров и двигателей

Размер бесколлекторных двигателей, применяемых в квадрокоптерах и радиоуправляемых моделях, обычно обозначается 4-значным числом вида AABB. Первые две цифры AA — это ширина (диаметр) статора, а две последующие BB — его высота, приведённые в миллиметрах.

Как устроен типичный статор бесщеточного электромотора? Он представляет собой находящийся внутри двигателя неподвижный пакет, изготовленный из множества слоёв тонких металлических пластин, ламинированных ещё более тонкими слоями изоляционного материала. Вокруг статора расположены обмотки из медного провода, по которым проходит электричество. Такая сложная многослойная конструкция необходима для того, чтобы в статоре не возникали токи Фуко, приводящие к чрезмерному нагреву.

Размер пропеллера, совместимого с конкретным двигателем, определяет диаметр его вращающегося вала. Моторы для 4″, 5″ и 6″ лопастей обычно комплектуются валом с резьбой M5. Большинство современных электромоторов являются outrunner и сконструированы так, что их вал запрессован во внешний колокол двигателя с постоянными магнитами, вращающийся вокруг неподвижного статора. Более старые модели могут иметь дополнительный адаптер для установки пропеллера.

В большинстве случаев, зная размер рамы квадрокоптера, мы можем оценить, двигатель какого размера нужно использовать. Дело в том, что рама ограничивает допустимые диаметры пропеллеров, для каждого  каждого из которых нужно другое число оборотов, создающих эффективную тягу.

Здесь большую роль играет величина kV выбранного электромотора. Необходимо убедиться в том, что достаточно крутящего момента, чтобы вращать пропеллер. Это напрямую зависит от размеров статора. Точные математические формулы, используемые для определения kV и геометрии статора, довольно сложны. Но для большинства пилотов совершенно нет необходимости беспокоиться об этом, чтобы применять расчёты на практике.

Чтобы упростить методику выбора, можно оценить необходимую тягу и убедиться, что текущая нагрузка не превышает допустимый уровень безопасности. Для этой цели можно воспользоваться несложной таблицей. В ней приведены значения для стандартных 4S LiPo батарей. Допустимо использовать более низкие или более высокие значения kV, но придерживаться при этом разумных ограничений.