Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт

 

Ozon.ru

 

Уважаемые друзья нашего сайта, эта страница посвящена — Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт.

 


 

Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт

что такое Flux

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему Flux Brushless System. Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час !

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя.

Бесколлекторный двигатель — это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным 9 – 10 витковым двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

  1. Мощный. высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент коллекторного 9 ,5 виткового двигателя.
  2. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности.
  3. Такой же размер, как у стандартного мотора 540-го типа.
  4. Необслуживаемая конструкция.
  5. Внешние контакты для легкой перепайки проводов.
  6. Крупногабаритные шарикоподшипники.
  7. Высокий крутящий момент. термостойкий неодимовый ротор.
  8. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента.

  9.  

  10. Простой и удобный монтаж через 4 точки.
  11. Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах.
  12. Легко заменяемые подшипники и ротор.
  13. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.
  14. Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт

Электронный регулятор с корости — « мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Flux имеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMH аккумуляторами, так и LiPo батареями. что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System. Регулятор Flux — небольшой по размеру. но огромный по допустимой мощности. На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера !

Особенности регулятора скорости Flux :

  1. Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных / коллекторных электродвигателей.
  2. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов**

  3.  

  4. Эффективный алюминиевый радиатор.
  5. Пропорциональный тормоз с контролем усилия.
  6. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике ).
  7. Плавный старт бездатчиковых двигателей ( патенты находятся на рассмотрении)
  8. Dean’s разъем для подключения батареи.
  9. Надежный выключатель.
  10. Просто программируется.
  11. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link ( в комплект не входит).
  12. Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт

  13. Работает с б есколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

Система Flux Brushless System, разработанная HPI. предназначена для любителей и спортсменов. которые хотят иметь мощную. универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные. очень надежные и эффективные. а это самой легкий путь к победе. У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!


 

Перспективы модернизации

Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения. Программисты постоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows. и сохранить настройки профиля. внести изменения в настройки. обновить прошивку и многое другое!

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность. необходимо знать. как работает стандартный коллекторный мотор.

O.S. представляет новые контроллеры

Компания O.S. представила линейку новых контроллеров бесколлекторных моторов. в недавнем прошлом O.S. начали выпуск самих моторов. В линейке представлены три контроллера, все имеют встроенный BEC, автоматическое определение типа используемой батареи, отсечку при низком напряжении, выключение при отсутствии сигнала с приемника, защиту от перегрева выходных каскадов. BEC во всех устройствах выполнен через опторазвязку. Вообщем на данный момент по всем характеристикам типичные контроллеры как и большинство представленных на рынке. Как они себя проявят в работе, покажет время. Отдельно можно будет приобрести программатор, выполненный в виде отдельного устройства, который позволяет запрограммировать минимальные значения напряжения для отсечки, менять настройки тайминга, включать и настраивать функцию гувернера, настраивать тормоз. Не совсем понятно зачем надо было делать программатор в отдельном устройстве, а не использовать типичную схему настройки через компьютер, но Futaba, Team Orion и O.S. любят делать такие девайсы :-)

как сделать контроллер для трех фазного бесколлекторного двигателя. мне нужен быстрый движок для пропеллера..

Пинспоттер Мыслитель (8488) 2 года назад

Никак. Якорь туда не впихнешь. Нужен двигатель с меньшим весом и большей мощностью.

Малышка Просветленный (22839) 2 года назад

проще купить готовый.

есть 2 основных подхода.

1) — управление 3х фазным генератором с момощью датчиков (обычно оптических) в движке.

2) — управление без датчиков. вычисляя процессором величину токов противофазы. тем самым управляя ротором.

Бесколлекторные двигатели

Бесколлекторные двигатели

В последнее время приходится часто встречать новый тип электромоторов — бесколлектоные (brushless). Всегда поражают их выдающиеся характеристики и заоблачная цена. Поскольку я получил несколько писем с вопросами по бесколлекторным двигателям, то попробую объяснить — что же это за моторы, какие преимущества они дают, почему же они так дорого стоят, и т.п.

Надеюсь, все примерно представляют себе устройство обычного коллекторного электродвигателя на постоянных магнитах? — Ротор с обмотками вращается внутри статора с постоянными магнитами, а обмотки коммутируются коллектором в зависимости от положения ротора. Теперь попробуйте "вывернуть наизнанку" — ротор-магнит вращается внутри статора с обмотками (который тоже набран из пластин, подобно ротору обычного мотора). Знакомая картина, правда? — Так выглядит 3-х фазный синхронный двигатель переменного тока. Почти также выглядит и асинхронный двигатель, разница только в конструкции ротора. Только нам нужно питать двигатель постоянным током и его обороты должны меняться подобно тому, как у коллекторного мотора — в зависимости от нагрузки и подводимого напряжения. А для этого надо переключать обмотки статора в зависимости от положения ротора. Датчиками положения ротора-магнита служат датчики Холла, сигнал с которых (пропорционален магнитному полю) усиливается и при помощи особой схемы переключает обмотки. Для 3-х полюсного статора и обычного магнита-ротора (2-х полюсного) эти датчики расположены по дуге -120 и 240 градусов — т.е. после усиления и дискриминации по уровню поля (обычными компараторами) получаем как раз 3 состояния в течение одного оборота, соответствующие переключению 3-х фаз.

Крепление датчиков обычно делается таким образом, чтобы их можно было поворачивать вокруг оси двигателя, настраивая оптимальную фазу переключения (подобно тому, как это делается в коллекторных двигателях поворотом щёточного узла). Основа схемы переключения — мощные МОП ключи, которые включают и выключают обмотки, согласно положению ротора. Обмотки двигателя подключены по схеме "звезда" — это упрощает конструкцию схемы переключения. Таким образом, в случае бесколлекторного двигателя мы имеем 2 обязательные части — 3-х фазный двигатель и особый регулятор оборотов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, создающий 3-х фазный сигнал для обмоток. Отчасти в этом и кроется достаточно высокая цена мотора.

Какие же преимущества даёт такой двигатель?

Главное преимущество — отсутствие вращающихся контактов и переключающихся контактов вообще — а это главный источник потерь в электродвигателях на постоянных магнитах. Вообще-то насыщение магнитного поля тоже проблема, но на моделях применяют двигатели с качественными и мощными магнитами, а в дорогих двигателях — магниты на основе редкоземельных металлов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, обладающие повышенной намагниченностью и стойкостью — так что насыщением магнитного поля в реальных условиях работы моторов можно пренебречь. Вместо вращающихся контактов переключение осуществляют полупроводниковые МОП транзисторы. Ещё не так давно подобные транзисторы были очень дороги и не обладали необходимыми характеристиками — предельный ток был ограничен несколькими амперами, а внутреннее сопротивление составляло Омы. Поэтому применение бесколлекторных двигателей для мощностей десятки ватт и выше было невозможно (или массогабаритные показатели их были гораздо хуже). Но сейчас подходящие мощные полевые транзисторы стали относительно недороги (цены порядка 0.5-3$), их показатели значительно выросли — допустимый рабочий ток (правда, при массивном радиаторе) достигает сотни ампер и выше, внутреннее сопротивление — несколько миллиОм. Кстати, если применять такой транзистор без радиатора, ограничив выделяемую мощность на них значением 2,5-4 Вт, рабочий ток может быть в пределах 10-30 А, в зависимости от конкретного типа. Это позволяет сделать электронный коммутатор 3-х фаз питания двигателя с чрезвычайно малыми потерями. Поэтому бесколлекторные двигатели обладают очень высоким КПД — 80-95%. Как иллюстрацию выигрыша можно привести сравнение мотора Speed-400 и позиционирующегося с ним в одном классе Astro Flight 020 Brushless. В обычных условиях работы Speed-400 на авиамодели, его КПД составляет 40-60% при потребляемой мощности 40-80Вт. 020 Brushless в тех же условиях работает с КПД 87-95%, кроме того, его максимальная мощность может достигать 200-250Вт при КПД около 80%.

Теперь учтите КПД винта и потери в редукторе (если он есть) — получается, что при одном и том же питании, задавшись одним и тем же временем работы двигателя, можно получить примерно вдвое большую полезную выходную мощность для 020 Brushless (а значит и тягу). Либо увеличить почти вдвое полётное время.

Вторая хорошая сторона бесколлекторных двигателей — потрясающий ресурс механической части — в таких двигателях ось крепится на шарикоподшипниках, трущиеся и истираемые части отсутствуют — ломаться практически нечему. Саморазмагничивание магнитов достаточно медленное — порядка нескольких процентов за несколько лет, как и в любом моторе. Единственная возможность — разбить мотор в падении, но это справедливо для любого двигателя. Можно сжечь контроллер — как и любой регулятор оборотов. Но при наличии в контроллере защиты по току и аккуратной эксплуатации он тоже прослужит долго.

Теперь можно остановиться на вопросе о цене — за что же мы вынуждены платить столь много, покупая бесколлекторный двигатель?

Механическая часть не сложнее, чем обычный мотор — может быть, изготовить наборный статор с обмоткой сложнее, чем наборный ротор, но зато полностью отсутствует коллектор и щётки — в хороших моторах конструкция этого узла не такая уж и простая. В бесколлекторных двигателях для моделей ротор-магнит изготавливается на основе редкоземельных металлов (самарий-кобальтовые, или неодимовые), поэтому достаточно дорог. Но в целом механика не должна стоить дороже, чем качественный коллекторный двигатель с подобными магнитами. А вот контроллер — регулятор оборотов обязателен! Без него просто невозможно заставить мотор работать. Я не собираюсь вдаваться сейчас в подробности схемы, но сегодня все регуляторы делаются на базе дешёвых микрочипов (однокристальных микроЭВМ), в нашем же случае разница заключается в выходных ключах — их количество утраивается, поскольку приходится коммутировать 3 фазы. Относительно добавочной стоимости компонентов — это максимум 10$ лишних (это зависит от типа и количества необходимых выходных транзисторов), а датчики Холла очень дешёвые. В то же время, такой контроллер обычно стоит на уровне Hi-End регуляторов для обычных моторов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, не обеспечивая таких же сервисных функций. Всё это конечно на совести производителей, продавцов и т.п. Но не забывайте, что к обычному мотору тоже необходим регулятор оборотов. Так что сложите стоимость мотор + регулятор в обоих случаях — получите примерно ту же разницу, что и при сравнении ДВС класса МДС-ThunderTiger с двигателями класса Rossi-Saito — так что разница в ценах с этой точки зрения достаточно разумна. Тем более что разница в качестве получаемой мотоустановки более чем адекватна.

Кратко об электронике.

Почему используют датчики Холла? Видимо, так оказалось проще всего и так сложилось. Но можно использовать датчик на основе оптопар и насадить на вал мотора диск с прорезями. В крайнем случае, можно даже использовать контакты, скользящие по диску с проводящими секторами. При этом контакты переключают лишь слаботочные цепи управления, а обмотки переключаются без потерь силовыми ключами. В таком случае примерная схема выглядит так — берётся обычный регулятор, добавляется ещё 2 выходных каскада, а управляющий сигнал на эти 3 выходных каскада подаётся через описанный выше коммутатор. Но для "нормальной" схемы с датчиками Холла отличие от подобной простой схемы будет составлять лишь в добавлении 2-х усилителей-компараторов датчиков Холла и мультиплексора 1 на 3. В реальных контроллерах-регуляторах всё это зашито в логику работы микрочипа, который обрабатывает сигналы датчиков и приёмника и выдаёт необходимые сигналы на выходные ключи.

В последнее время можно встретить новые варианты комплектов бесколлекторных моторов — бездатчиковые. Их принцип основан на том, что движущийся магнит наводит в обмотках статора ток. При отключении обмотки она используется как датчик, и наведённый сигнал измеряется и обрабатывается микрочипом. Этот алгоритм довольно сложный и для реализации желателен процессор обработки сигналов. Подробную информацию о таком варианте питания бесколлекторного мотора можно найти на сайте фирмы Texas Instruments. Там же есть пример реализации алгоритма для сигнального микрочипа этой фирмы.

Попутно замечу, что для торможения и реверса бесколлекторного электродвигателя вовсе необязательны дополнительный транзистор тормоза или мостовая схема реверса питания — достаточно лишь сдвигать фазы в обратной последовательности, включая обмотки "на противоходе" — а это ещё экономия транзисторов и улучшение параметров (мостовая схема из 4-х идентичных транзисторов обладает вдвое большим внутренним сопротивлением, чем один такой же в нереверсивной — однотактной схеме).

Можно ли попробовать самому изготовить такой двигатель? Решайте сами. Если удастся достать маленький синхронный двигатель переменного тока, то вам останется только изготовить контроллер и установить датчики положения. Хотя обмотки, скорее всего, придётся перемотать. Можно попробовать использовать статор от ассинхронного двигателя и сделать ротор-магнит самому (если кто знаком с технологией обработки таких твёрдых материалов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, как магниты, без потерь намагниченности или имеет доступ к промышленному оборудованию для изготовления магнитов). Обмотки статора обычно содержат меньшее число витков, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, чем обмотки ротора коллекторного двигателя.

Например, двигатели Aveox имеют 2-4 витка для 6-20 элементов в батарее (в зависимости от модификации), а "гоночные" и "импеллерные" версии — даже один виток. Замечу, что роторы этих двигателей — самарий-кобальтовые магниты. Так что в случае ферритовых магнитов число витков в обмотках нужно увеличить примерно вдвое. Контроллер способен изготовить всякий опытный радиолюбитель, знакомый с технологией программирования микрочипов.

Теперь можно сравнить массы мотоустановок в случаях обычного мотора и бесколлекторного. Массы самих моторов не должны сильно отличаться — статор с обмотками может и тяжелее обычного, но ведь нет коллекторного узла (качественный узел не может быть маленьким и лёгким на таких токах). Теперь контроллер — как я отмечал ранее, число выходных транзисторов утраивается (это в худшем случае, а если исключить транзисторы тормоза или мостовую схему для реверса, то практически одно и то же). Масса транзисторов в пластмассовых корпусах типа TO-220 — около 2-2,5 грамм. Ещё добавляются 2 силовых провода к мотору — это уже добавка серьезнее, но если регулятор разместить рядом с мотором (обычно так и делают), то это лишь немного увеличит общий вес. Ну, немного увеличится плата — добавьте 1-2 грамма. Так что получается, что по сравнению с простым 20-амперным регулятором вес увеличится на 7-8 грамм (один коммутирующий транзистор на фазу). Для 40-амперного регулятора — на 12-14 грамм (по 2 транзистора на фазу), а для 60-амперного — на 17-20грамм (по 3 транзистора на фазу), по сравнению с аналогичными регуляторами коллекторных двигателей. Я здесь привёл раскладку для ХОРОШИХ транзисторов (2,2-3$), в случае применения их без радиаторов, Как сделать бесколлекторный двигатель самому 50 квт, а указанный ток — рабочий, причём сколь угодно долго. Максимальный РАБОЧИЙ ток (т.е. работа допустима недолгое время, пока транзисторы не перегреются — это режимы разгона, торможения) будет в 5-6 раз больше. О качестве применяемых транзисторов в коммерческих регуляторах — разговор особый. Даже в солидных регуляторах ставят транзисторы не самые лучшие, а уж в дешёвых корейских — и говорить нечего. Кстати, совет — перепаяйте транзисторы в вашем регуляторе на достойные — сразу почувствуете разницу.

Приводимые в каталогах характеристики регуляторов неоправданно завышены. Покупать приходится за большие деньги, а получаем … Ну да ладно, не будем о грустном. Вывод такой — грамотно сделанный регулятор для бесколлекторного двигателя может быть даже легче отстойного дешёвого регулятора обычного мотора.

Так что массы мотоустановок с двигателями разного типа не должны сильно отличаться.

Ещё один миф, причём встречающийся и в западной литературе — это то, что бесколлекторные двигатели не могут работать с большими импульсными нагрузками (т.е. с большими пиковыми токами через обмотки). Вроде бы, это ограничение вносит контроллер. Это опять на совести производителей контроллеров-регуляторов. Если они применили дешёвые транзисторы для коммутации фаз, то конечно, максимальный ток будет ограничен этими ключами. Это ограничение — вымысел, ХОРОШИЕ транзисторы допускают такую перегрузку, при которой коллекторный узел может просто сгореть (или соединительные провода). Пиковый ток нормально сделанного регулятора может достигать килоампер — куда уж больше. А ещё в контроллер можно (как и в любой регулятор) ввести защиту от перегрузок по току. Мой личный опыт со стандартными регуляторами (на ХОРОШИХ транзисторах) ни разу не приводил к пробою транзисторов — горели провода, проводники на плате, разъёмы, удавалось подпортить коллектор (дешёвого движка типа ДПМ при заклинивании). Более того, можно уверенно говорить, что бесколлекторные двигатели ЛУЧШЕ работают с импульсными нагрузками, поскольку не содержат контактов.

В заключение, можно с уверенность констатировать тот факт, что бесколлекторные двигатели — это то будущее, к которому скоро придут все любители электромоделей, но сейчас оно не совсем доступно из-за высокой цены. Тем же, кто "за ценой не постоит" можно смело рекомендовать приобрести подобный двигатель.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Инструкции и руководства для всех © 2015 Frontier Theme