безколекторний мотор

Безколекторні мотори (електродвигуни) (анг. Brushless motor) прийшли в моделизм порівняно недавно.

Відмінності безколекторних моторів від колекторних моторів.

харчуються трифазним змінним струмом, тому для їх роботи необхідний спеціальний контролер (регулятор швидкості), що перетворює постійний струм від акумуляторних батарей в перемінний.
ротор з магнітами обертається навколо нерухомого статора з електромагнітної котушкою.

Переваги [ред]

(Перед колекторними двигунами)

Безколекторні двигуни ефективно працюють в більш широкому діапазоні оборотів і мають більш високий ККД. Конструкція двигуна при цьому простіше, в ній немає щіткового вузла (який працює постійно в режимі тертя, створює іскри і в підсумку втрату енергії)
Безколекторні мотори практично не зношуються, тому відсутня необхідність в технічному обслуговуванні (крім випадків виходу з ладу підшипників).
Більшість безколекторних моторів не бояться вологи (можуть працювати повністю зануреними під воду) за умови ізоляції фазових проводів, котушки електромагніта намотані ізольованим проводом за замовчуванням. Але слід мати на увазі, що при тривалій роботі в воді неминуче вимивається мастило з підшипників і вони можуть закиснути, заіржавіти.
Можливість використання в займистих, вибухонебезпечному і агресивному середовищі (через відсутність іскор).
Велика перевантажувальна здатність по моменту.
Високі енергетичні показники (ККД більше 90%)
Генерація нижчого рівня акустичного та електричного шуму в порівнянні з універсальними колекторними двигунами постійного струму.
Гарне співвідношення масогабаритних характеристик і потужності

Недоліки [ред]

Щодо складна система управління двигуном.
Відносно висока вартість двигуна, обумовлена використанням дорогих матеріалів в конструкції ротора (магніти, підшипники).

Позначення безколекторних моторів [ред]

Немає єдиного стандарту позначення бессколлекторних моторів. У різних виробників може бути своя специфіка в позначеннях. Але все ж, є основні правила позначень.

Часто позначення бесколлекторного мотора тісно пов'язане з його геометричними і електричними параметрами.

Розглянемо позначення на прикладі мотора: Tower Pro 2408-21T

перші дві цифри (24) - позначають діаметр статора (іноді ротора) в мм
другі дві цифри (08) - позначають довжину кожного магніту в моторі в мм
далі може слідувати одна або дві цифри (21) - це кількість витків на кожному зубі статора
ще буває в кінці буква T (або символ # 916; ) - позначає намотування типу "дельта" ( "трикутник") АБО буква Y (або символ *) - говорить про намотуванні типу "зірка".

При більшому діаметрі ротора (статора) виходить більший крутний момент, при інших рівних умовах. Довжина магнітів, також як і діаметр ротора, впливає на крутний момент мотора.

З витками працює співвідношення: "менше витки - більше обертів". Якщо необхідно поставити невеликий гвинт і отримати високі обороти, то необхідно вибирати мотор з невеликою кількістю витків. Якщо завдання крутити великий гвинт на невеликих оборотах (Slow Flyer) - слід вибирати мотор з великою кількістю витків.

Конструкція [ред]

За конструкцією безколекторні мотори діляться на дві групи: inrunner і outrunner.

inrunner - мають розташовані по внутрішній поверхні корпусу обмотки, і обертається усередині обмоток магнітний ротор.
outrunner - мають нерухомі обмотки, всередині двигуна, навколо яких обертається корпус з поміщеними на його внутрішню стінку постійними магнітами.

Кількість полюсів магнітів, що використовуються в безколекторних двигунах, може бути різним. За кількістю полюсів можна судити про моменті і оборотах і двигуна.

Мотори з двополюсними роторами мають найбільшу швидкість обертання при найменшому моменті. Ці мотори по конструкції можуть бути тільки «інраннерамі». Такі двигуни часто продаються вже з закріпленими на них планетарними редукторами, так як їх обороти занадто великі для прямого обертання пропелера. Іноді такі мотори використовують і без редуктора - наприклад, ставлять на гоночні авіамоделі.
Мотори з великою кількістю полюсів мають меншу швидкість обертання, але зате більший крутний момент. Такі мотори дозволяють використовувати пропелери великого діаметра, без необхідності застосовувати редуктори.

Взагалі, пропелери великого діаметра і невеликої кроку, при відносно низькій частоті обертання забезпечують більшу тягу, але повідомляють моделі невелику швидкість, в той час як маленькі по діаметру пропелери з великим кроком на високих оборотах забезпечують високу швидкість, при порівняно невеликій тязі. Таким чином, багатополюсні мотори ідеально підходять для моделей, яким потрібна висока тяговооруженность, а двополюсні без редуктора - для швидкісних моделей. Для більш точного підбору двигуна і пропелера до певної моделі, можна скористатися спеціальними інструментами для розрахунків.

Також безколекторні мотори, і відповідно регулятори ходу для них, можна розділити на 2 типи: з датчиками положення ротора і без них. Мотори без датчиків простіше у виготовленні, тому більшість моторів і контролерів в даний час саме такі (крім спеціальних автомодельних).

Виробників безколекторних моторів і регуляторів до них дуже багато. Конструктивно і за розмірами безколекторні двигуни теж сильно розрізняються. Більш того, самостійне виготовлення безколекторних двигунів на основі деталей від CD-приводів і інших промислових безколекторних моторів стало досить поширеним явищем останнім часом. Можливо, саме з цієї причини у безколекторних двигунів сьогодні немає навіть такої приблизної загальної класифікації як у колекторних побратимів.

FAQ [ред]

Мотор крутиться не в ту сторону [ред]

Щоб змінити напрямок обертання бесколлекторного мотора, досить поміняти місцями підключення будь-яких двох з трьох проводів (які йдуть до мотору).

Чи можуть мотори CW / CCW обертатися в іншу сторону [ред]

На моторах для Мультикоптер часто є позначення напрямку обертання CW / CCW. Вони можуть цілком обертатися і в зворотний, не призначену для них сторону, якщо поміняти місцями 2 дроти підключення (якщо в моторі немає вбудованого регулятора). Мотор не зламається і його ресурс не зменшиться.

Слід мати на увазі, що позначення CW / CCW ставляться відповідно до кріпленням пропелера: напрямком різьблення для затягування пропелера. Тобто якщо мотор буде крутитися в зворотному для нього напрямку, то можливо самовідкручування гайки і відстріл пропелера. В такому випадку слід застосовувати самозатягивающиеся (нейлонові) кріплення.

Чим і як змащувати підшипники [ред]

Змащувати треба «швидкохідними» маслами, т. Е. Рідкими. Нижній мінімум по в'язкості - трансмісійне масло для мотоциклетних коробок. А краще купити звичайну «веретёнку». Купуйте один пухирець, і закриєте питання на кілька років.
Якщо підшипник розбирати, то всередину зубочисткою "шрус 4" і пару крапель синтетичної трансміссіонкі. Акуратно зібрати, протерти і прокрутити - все само перемішається.
Якщо підшипник не розбирати, то один з кращих методів мастила - це створити вакуум за допомогою шприца. Всередину шприца налити синтетику для трансмісії, помістити туди підшипники, і поршень - на розрядження.
Як це робилося в близьку перебування, на більшості автобаз, ремонтних майстерень і т.д. (Спосіб наших дідів): маленька ємність, мастило, підшипник, і на вогонь. Коли сильно нагрілося, знімаємо і охолоджуємо. Повітря при нагріванні виходить, а при охолодженні засмоктує мастило поки вона тепла і не дуже в'язка. Звичайно, раніше не було силіконів і інших крутих мастил, але наші предки таким чином навіть густі мастила в підшипники заганяли.
При потенційної небезпеки попадання води на / в мотори (польоти поблизу або над водоймами) корисно замінити всі підшипники в моторах на нержавіючі. Інакше від найменшого контакту з (особливо - морський) водою (і навіть без контакту) підшипники може заклинити. Ще більш радикальний засіб - підшипники з кульками з двоокису цирконію, але коштують дорого.

Мотори забруднилися [ред]

Для чищення моторів від бруду (наприклад, після падіння) знадобиться розбирання, маленька пензлик з жорстким ворсом (зубочистка) і стиснене повітря. Необхідно уникнути попадання рідин в підшипники, не тільки води або спирту, а й органічних розчинників типу WD-40 або бензину, інакше підшипників швидко вийдуть з ладу: крім іржі і вимивання змащення можуть бути мікрогідроудари і кавітація при обертанні кульок по вологій обоймі.

Як вимірювати температуру мотора [ред]

Вважається, що температура мотора не повинна перевищувати 80 ° С. Температуру слід вимірювати в процесі роботи мотора, тому що він обдувається проходять масами повітря від пропелера, якщо він повністю не закрите. Приблизно 30 ° температури мотор зазвичай відразу добирає протягом 10 секунд після зупинки при роботі на максимальній потужності. Перевірено інфрачервоним датчиком температури.

Де знайти стопорні шайби (кільця) для валів [ред]

стопорні кільця для валів моторів

У місцевих магазинах з назвами «кріплення», «металовироби», в тому числі на будівельних ринках. Ключові слова для продавців:
Шукати в інтернет-магазинах можна за ключовими словами «стопорні шайби», «стопорні кільця», «наполегливі шайби», «наполегливі кільця», «ГОСТ 11648», «ГОСТ 13942», "DIN 6799"
Шукати в зарубіжних інтернет-магазинах можна за ключовими словами E-Clips. DIN 6799
Зробити самому зі звичайної шайби відповідного розміру, зробивши в ній розріз.
У старій техніці (наприклад, радянському касетник).