Схема намотки бесколлекторного двигателя

Автор данной статьи Дмитрий Шохов, за что ему огромное спасибо. Размещена в моём дневнике для личной информации и распостанению не подлежит.
http://penolet.ru/content/110?page=3

Перемотка мотора 2209 с использованием схемы LRK

Далее я постараюсь описать процесс перемотки еще одного двигателя внезапно потерявшего свою мощность.
Объектом экспериментов на этот раз стал двигатель Turnigy 2209 1050об.в
После его разборки было выявлено, что от вибрации часть проводов обмотки просто оторваласть от выводящих проводов. Припаять их обратно было невозможно, поэтому решил перемотать весь мотор.

Итак, первые шаги — разбор двигателя.
Статор, на удивление, немного поворачивался на основании и я сумел снять его минут за 5.

Надо сказать, что эта операция не всегда проходит так просто, а иногда ее вообще не осуществить.
Один мой знакомый(спасибо Calvin) посоветовал использовать следующий метод:
Надо вкрутить в крепежные отверстия длинные болты и по очереди их закручивать.
За считенные минуты, абсолютно без усилия, можно снять катушку статора.

Получается своего рода съемник. Очень всем советую. проще не бывает.

После этого надо было размотать старый провод. Занятие это, вызвало много затруднений.

Старый провод был настолько плотно уложен и приклеен, что просто раскручиваться он ни в какую не хотел.
В результате пришлось крошить провод кусачками и тянуть по одной жилке плоскогубцами.
После часа мучений статор был размотан.

Далее необходимо было выбрать схему намотки. На том же сайте, где я черпал первую информацию, человек рекомендовал использовать намотку «через зуб». Называется это LRK.

В чем приемущества такого подхода, попробую объяснить чуть ниже.
LRK

LRK мотор был разработан тремя джентельменами по имени Lucas, Retzback and Kuhfuss. Целью их разработки была попытка получить максимально возможное силовое поле с определенным видом статора и типов манитов. Чем сильнее поле, тем большее крутящий момент можно получить. Количество об.в при этом уменьшается. Это не значит, что LRK моторы не могут выдавать высоких оборотов. Они вполне могут выдавать высокие обороты, которые позволяет выдать ваш контроллер скорости.
Для постройки LRK мотора, нам необходим статор с 12ю зубьями. Нельзя использовать статоры с 9ю зубьями. Следующее важное отличие — это схема намотки. Только половина всех зубов наматывается. Это делает намотку двигателя более простой по 2м причинам. Во-первых, надо мотать меньше зубов. И второе — пропущенные зубья позволяют намотать больше витков на зубья которые мы мотаем. В некоторых случаях это сильно помогает.

Итак, рассмотрим схему намотки двигателя LRK:

Данная схема остаточно проста. Мотаем первый зуб против часовой стрелки, затем переходим к зубу 7 и мотаем в обратном направлении, и так 3 раза. C точки зрения электроники — не важно какие метки стоят на ваших выводах. В данном случае все выводы идентичны друг другу. Поэтому можно смело мотать и не бояться запутаться в будущем.

Для наглядности — намотка фаз:

Далее необходимо соединить выводы. У меня получилось намотать по 18 витков, и я опать буду соединять по схеме звезда. В случае с LRK мотором, схема соединения немного меняется. Для достижения лучшего результата необходимо соединить между собой каждый второй провод. (смотри схему вверху)

Итак, соеиняем провода, паяем их и изолируем в термоусадку. Далее припаиваем выводящие провода к концам обмотки. В результате получается вот такой статор с выводами.
В моем случае я просто вырезал одно из окошек на основании мотора и запрессовал статор обратно.

Вся информация взята из статьи Дмитрия, и огромное спасибо ему за работу http://penolet.ru/content/110

Обновлено 13.01.2011 в 21:51 [ARG:5 UNDEFINED]

Перемотка заводского бесколлекторного мотора

@@ Дело в том, что купленный мной (по уверению продавцов «совместимый» с Twister EM300/20) Pilotage DT2209/30, меня не устроил. Он — 983RPM/V. У Twister-а — 1800 (аналог AXI 2208/20). Для моего вертолета, малое RPM/V будет означать малые обороты ротора — а значит плохую управляемость и слабую подъемную силу, может и совсем не подняться в воздух.

@@ Для начала протестировал мотор — получил 10283 об/мин на 10 вольтах при токе 0,85А. это даже несколько выше заявленных 983 RPM/V, но все равно мало. Мерил простым китайским тестером и самопальным тахометром из куска скотча приклеенного на вал как крыльчатка и фотодиода припаянного к шнурку засунутому в Sound вход звуковой карты компьютера. На компьютере крутилась программа OSC — в ней и мерилась частота оборотов по пикам от закрытого крыльчаткой светодиода.

@@ Далее я разобрал мотор. Это делается легко — у основания вала стоит фиксирующее полукольцо с усиками — разведя усики кольцо просто выходит из паза и его можно сдвинуть до конца оси и снять. Ротор вынимается легко — его вал свободно сидит в подшипниках статора.

@@ Ну что ротор снят. да — похоже эпоксидка. а если ее ножиком поковырять. ой, блин!, не палец! — моторчик поковырять. а что это за проводочек из обмотки торчит. Э-.э-э-э. ну, так это ж, я вместе с проткнутым пальцем срезал еще и пару витков обмотки .

@@ Вот так и решился вопрос «перематывать или нет?» — перематывать однозначно.

@@ Мотор разбирается дальше — выдавливаются подшипники из статора (их вредно греть — смазка вытечет или сгорит) и статор в печку. Ну, то есть, нужно пользовать цифровой фен и т.п., но можно воспользоваться электрическим духовым шкафом.

@@ По некоторым данным, греть надо ровно до 200 — выше погорит изоляция статора, ниже — не отпустит смола. угу — значит ставим на регуляторе 180 — я очень сомневаюсь в том, что этот термостат духовки точен, и совсем не понимаю — в каком месте и какую он там мерит температуру. Нагрелось до 140 — держит прочно. щелкнул термостат на 180 — достаю дергаю клещами — сошло.

@@ Для выдергивания основы статора из железа, в крепежные отверстия статора были завинчены два винта (не до конца) за эти винты я хватался клещами, само железо было зажато в импровизированный зажим — две деревянные планки смотанные с одного края скотчем. Из духовки мотор я вынимал пинцетом.

@@ Снимать хорошо пропитанные обмотки — сущее мучение — провода снять в порядке обратной их намотки не получается — они рвутся. Вытолкнуть обмотку между зубами, прорезав соседние обмотки на торцах, — нереально. В общем, морока еще та. Врагу не пожелаешь такого занятия, но, как говорится: «назвавшись грибом — полезай в кузов», т.е. — взялся — надо доделывать. Два вечера с усердием снимал обмотки и в результате повредил во многих местах изоляцию статора.

@@ Кстати, по поводу обмотки, двигатель был намотан в 4 проволоки и немного странно — нигде переходов от одного зуба к другому не видно кроме трех длинных переходов почти на 120 градусов. странно все что я видел про обмотку — там переходов должно быть больше. Все схемы обмоток, которые я видел, относились к движкам с меньшим количеством полюсов чем у меня — соответственно и намотка там была не та, что я увидел на разобранном DT от Pilotage.

@@ Хорошо, что различие того, что я видел на картинках и того, что открылось моим глазам вызвало волну любопытства — а как же он был намотан. и что же — нарыл «топор за лавкой» — сайт Ralph Okon — вот там все так и написано как было намотано в оригинале. А именно — AacCBbaACcbB, а вовсе не ABCABCABCABC, как я наивно полагал правильным. О как — намотал бы «по правильному» ABCABCABCABC. и получил бы неизвестно что (заглавная буква означает намотку по часовой, а прописная — против часовой стрелки). Это — схема для намотки 12-ти зубового железа с 14-тью магнитами.

@@ Наматывать пробовал проводом 0.6 — влезает по 10 витков и даже по 11, но получается очень низкое сопротивление. Да и провод старый — и на таком толстом проводе лак лопается очень быстро. Замыкания почти неизбежны. Взял другой провод из наличных — диаметр 0.18. Для обеспечения большего сечения провод просто пускается несколькими жилами «в параллель».

@@ Намотал только с третьего раза — все время получались замыкания обмоток на железо — изолировал циакрином проплешины в оставшейся изоляции.

@@ В результате получился движок с 10 витками на каждый зуб 7-ю жилами провода 0.18. Замерил обороты и напряжение с током. В общем-то приемлемо — 1560RPM/V хотя ток на холостых стал 1.7A (был 0.85А).

@@ Обмотку не пропитал. И получил странные вещи — плавающий звон и дрожащую хвостовую серву (которая подключена к гироскопу — вибрация? помехи по питанию из-за КЗ?) Движок греется не сильно на холостом ходу, регулятор — тоже, но все хорошо так тепленькое. У движка статор чуть теплее чем регулятор.

@@ Пропитать обмотку и все будет хорошо? Или перематывать? В пользу последнего еще один аргумент — снизить ток на холостом ходу — взять не 7 а 6 или даже пять жил, если тем же проводом или вообще в звезду мотать, а не треугольником как сейчас. Хотя со звездой получится меньше RPM/V — звезда мне не подходит.

@@ Может я пропустил витки при намотке? Считал виточки тщательно, но голову на отсечение не дам, что все верно. Обрыв отдельных жил — сомнительно — при намотке вел пучок проводов (не перевивая) так обрыв пропустить сложно. Сопротивление обмоток — не мерил, тот тестер, что есть не умеет такие сопротивления мерить. А с шунтом схему собрать поленился.

@@ Снял ротор, включил движок — все равно поет на старте (контроллер говорит, что он готов). как это он — не понял. Видно таки провода непропитанные тоже звенят, хотя и тише. А при подаче газа серва все равно дрожит — по ходу дела -это, все таки, КЗ. Решено — перематываю, провод новый раздобыл — старым снова мотать — нет желания.

@@ Пока снимал старые обмотки убедился, что с витками все ОК — даже длины всех жил различаются не больше чем на пару сантиметров (при метровой длине обмотки одной фазы). Но что интересно — в пучке звонились некоторые жилы друг на друга! А кто даст гарантию, что они не звонились на соседние витки? Так, что все-таки самый главный совет — не пользуйтесь старыми проводами. Тот 0.18 — чуть ли не мой ровесник — 74 год фигурирует на бобине. Провод снятый с обмотки выглядит вполне прилично — и на вид — лак везде есть (лак темный и поэтому это заметно, когда он скрошился) но вот звонящиеся друг на друга жилы говорят, что изоляция эта при внешней своей целостности — никудышная. То есть, лак вроде на месте — только толку от него нет — вот такие они эти старые провода.

@@ Сделал так — 9 витков на зуб обмотка по схеме как и была — AabBCcaABbcC. 5 жил по 0.2 Уложилось все так, что остался небольшой зазор т.е., теоретечески, КПД не самый лучший получился. Мотал и прозванивал как отдельно жилы, так и друг с другом и на железо — все получилось идеально только после того, как капитально заизолировал железо (первый раз попробовал мотать на еще невысохшую изоляцию — в результате проводом продавил краску и получил замыкание пары жил на железо). Не надо торопится . — изоляция должна быть хорошо высохшей перед намоткой.

@@ Длинна в фазе тоже маленькая — всего 85 см. Соединил все-таки треугольником (мне хочется KV повыше). Расчетное сопротивление фазы 94,7 mOhm. В треугольнике — 63,13. маловато конечно.

@@ Замеры показали следующее:

@@ Полный газ на холостом ходу (с крыльчаткой для замера оборотов на оптопаре — фонарик и фотодиод

@@ Ток все равно большой, но поставленный на вертолет движок показал себя хорошо, модель вверх на полном газу и максимальном угле атаки основных лопастей тянет очень неплохо — по ощущениям, грамм 200-300 мой вертолет, кроме своего веса, поднимет легко.

@@ Железо покрасил краской Termal из тикуриловских, черная (в общем, что нашел в ближайшем магазине, была еще серебренная — но ей — плохо изолировать — там ведь краситель — алюминиевая пыль). Изоляция — получилась хорошая и 400 градусов эта краска держит (по крайней мере обещают). Красил зубочисткой — очень удобно наносить отдельные мазки на критичные места. Ей же пролил обмотку. Она очень хорошо протекает в провода. Там еще такой момент — эта краска сильно сепарируется, когда постоит — снизу краситель, сверху почти прозрачная основа — она еще более жидкая — ей и пролил обмотки. Теперь звук работающего двигателя ровный и никаких посторонних плавающих звонов нет!

@@ Результат, несмотря на высокий ток холостого хода, меня удовлетворил — день экспериментов с нагрузкой не «съел» аккумулятор, а раньше, старая обмотка и на холостом ходу «выкушала аккумулятор» за один вечер проб !! Все-таки, там была какая-то бяка .

Выводы

Не использовать старые провода, ни в коем случае — даже если они выглядят очень хорошо.

Тщательно изолировать статори не торопится, а просушивать изоляцию до каменного состояния перед началом намотки.

Проверять каждую жилу (провод), при намотке в несколько жил, что бы она не звонилась ни на соседние, ни на железо. Ну и, само сабой разумеющееся, что бы она звонилась на свой ответный конец с другой стороны обмотки.

Обмотку ОБЯЗАТЕЛЬНО пропитывать. ну и, хорошо бы, все-таки мерить сопротивления обмоток, хотя я так этого и не сделал.

@@ А самое главное — если найдете кому поручить снятие старой обмотки — то поручайте смело — это самый противный этап в процессе, остальное — в удовольствие.