Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

@@Конструктивные особенности CD-ROM движков очень разные. Поэтому в этой статье даются общие рекомендации по переделке таких двигателей с минимальными затратами в 3 фазные авиамодельные двигатели.

@@Требования к CD-ROM движкам (данные приведены для двигателей, которые реально переделывались):

  • Число зубцов (полюсов) ротора должно быть равным 9
  • Количество устанавливаемых заново магнитов — 12
  • Диаметр ротора: 28.5 мм
  • Высота ротора: 7.8 мм
  • Диаметр оси: 3 мм
  • Длина оси: 6.8 мм
  • Диаметр статора: 24 мм
  • Высота статора: 5.2 мм
  • Вес переделанного двигателя — 21 г
  • Тип намотки — дельта
  • Намотка проводом диаметром — 0,4-0,5 (желательно ПЭТВ)
  • Количество витков — 17-20 на зуб

Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

@@Используемые клеи: «111», фиксаторы резьбы (продаются в автомагазинах). @@Используемая эпоксидная смола: любая не российская и не 5-минутка.

Подготовительные работы

@@На внутренней стороне ротора приклеено намагниченное пластмассовое кольцо. Аккуратно удалите его. Это можно сделать следующим образом: согнутый и нагретый гвоздь вводится в пластмассу. Даем ему остыть, и осторожно вытягиваем пластмассовое кольцо

@@Статор отсоединяем от пластины, на которой он крепится (вариантов крепления очень много и поэтому я не привожу технологию — в каждом конкретном случае решайте сами как это сделать). Отсоединения статора, аккуратно удаляем с него намотку, Стараемся не повредить заводскую лакировку.

Перемотка

@@Перемотку статора ведут медным проводом, диаметром 0.4mm — 0.5mm. На каждый полюс мотаем от 17 до 20 витков.

Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

@@Чем меньше витков, тем больше обороты, большее количество витков позволяет получить более высокий вращающийся момент. Изоляция провода должна остаться неповрежденной — это критично, иначе ваш двигатель не будет работать.

Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

@@Вы можете выбрать между типом намотки «дельты» и «звезда». С намоткой «звезда» двигатель будет иметь более высокий вращающий момент, меньше оборотов в минуту и будет «есть» меньше. Намотка «дельта» даст «более горячий» двигатель с более высокими оборотами в минуту и большим КПД, но будет иметь больший «аппетит» и будет греться больше. Намотка «звезда» «тяжелее» для работы контроллера.

Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

  • Проверка качества

@@Проверка качество намотки производится мультиметром. Провод НЕ ДОЛЖЕН быть сломан или с поврежденной изоляцией. Сопротивление обмоток должно быть примерно одинаковым.

Провода обмотки не должны быть закорочены между собой или на статор (в случае повреждения изоляции). Если вы не уверены, что нет повреждений или «коротыша» — снимайте намотанный провод и мотайте еще раз.

Соедините, закрепите и пропаяйте выводы обмоток. Сопротивление обмоток ~ 0,1-0,14 ом на фазу.

Установка новых магнитов в ротор

@@ОЧЕНЬ ВАЖНО — магниты должны быть установлены с соблюдением полярности — N-S-N-S …, иначе ваш двигатель не будет работать. Хороший способ проверять полярность состоит в том, чтобы разместить 12 магнитов на столе в один ряд, в таком же порядке приклеивать магниты в стакан ротора. Для приклеивания используйте высококачественный клей (не используйте эпоксидную смолу 5-минутку).

    @@Добейтесь равномерного размещения магнитов в стакане ротора.

    Как можно это сделать: устанавливая магниты в стакан, прокладывайте их тонкими кусочками бумаги одинаковой толщины, если один из зазоров получился больше, то увеличьте толщину бумаги. Расстояние между магнитами должно быть одинаковым.

    Не пожалейте времени, чтобы сделать эту работу. После установки магнитов и их приклейки, заполните промежутки между ними эпоксидной смолой. Будьте осторожны, не перелейте смолы.

    Испытание

    @@Трения между ротором и магнитами не должно быть. Если движение при проворачивании без значительного усилия и толчков, то можете пробовать запускать собранный двигатель.

    • @@ВЫ МОЖЕТЕ изменить направление вращения, меняя 2 из этих 3 контактов между двигателем и контроллером.
    • @@Готовые моторы.
    • Авторам опубликованных статей предоставляются скидки в нашем магазине

    Каталог статей

    Началось всё с очередного  посещения модельного магазина. Перечитав кучу всякой инфы по бесколлекторным двигателям, решил и я  приобщиться к этому чуду техники.

    • После разборки 5 CD-ROM-ов и 3 видеомагнитофонов нарисовалась такая вот картина:
    • · материал для эксперимента — моторчик привода диска от CD-ROM-а или от блока видеоголовок.
    • · статор должен иметь не менее 9-полюсов (зубов)
    • · магниты требуются сильные, и легкие.
    • толщина железа статора у движков CD-ROM была всего 4 мм что очень мало, пришлось отложить их до лучших времен.

    От видиков моторы выглядели посолиднее и железо у них потолще да и ротор у них вращается на подшипниках … В общем решил переделать именно такой мотор.

    На всякий случай: ротор — это то что крутиться, на нем магниты; статор- то что не крутиться, на нем обмотки….

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Конструктивные особенности движков очень разные. Поэтому в этой статье даются общие рекомендации по переделке таких двигателей с минимальными затратами в 3 фазные авиамодельные двигатели.

    После разборки двигателя  отсоединяем статор от пластины, на которой он крепится (вариантов крепления очень много и поэтому я не привожу технологию. В моём случае статор прикручивается тремя шурупами). Отсоединив статор, аккуратно удаляем с него намотку, стараемся не повредить заводскую лакировку.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Перемотку статора ведут медным проводом, диаметром 0.4mm — 0.5mm. На каждый полюс мотаем от 17 до 20 витков.

    Чем меньше витков, тем больше обороты, большее количество витков позволяет получить более высокий вращающийся момент. Изоляция провода должна остаться неповрежденной – это критично, иначе ваш двигатель не будет работать.

    Проверка качество намотки производится мультиметром. Провод НЕ ДОЛЖЕН быть сломан или с поврежденной изоляцией. Сопротивление обмоток должно быть примерно одинаковым.

    Провода обмотки не должны быть закорочены между собой или на статор (в случае повреждения изоляции). Если вы не уверены, что нет повреждений или «коротыша» — снимайте намотанный провод и мотайте еще раз.

    Соедините, закрепите и пропаяйте выводы обмоток. Сопротивление обмоток ~ 0,1-0,14 ом на фазу.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей
    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей
    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Далее необходимо соединить обмотки между собой. Есть два варианта. Первый -«звезда», второй — «дельта», какой вариант выбрать дело вкуса.

    С намоткой «звезда» двигатель будет иметь более высокий вращающий момент, меньше оборотов в минуту и будет «есть» меньше.

    Намотка «дельта» даст «более горячий» двигатель с более высокими оборотами в минуту и большим КПД, но будет иметь больший «аппетит» и будет греться больше. Намотка «звезда» «тяжелее» для работы контроллера.

    Ну, в общем, статор готов, осталось теперь придумать, как его крепить к нашим летательным аппаратам.

    Я решил эту проблему простым способом , просто удалив лишнее железо с корпуса…

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей
    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    На получившееся крепление устанавливаем пластмассовую пластину и подшипники.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Далее устанавливаем вал. В моём случае втулка на одном из концов вала оказалась слишком большой , поэтому, для облегчения конструкции, пришлось обточить её на токарном станке…

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Далее на пластмассовую пластину прикручиваем перемотанный статор …

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    В принципе , прикрутив ротор можно подсоединить и проверить двигатель … если всё сделано правильно должно всё заработать . Но для получения хороших результатов необходимо заменить магнитное кольцо на более лёгкие и мощные магниты.

    Бесколлекторный двигатель своими рукам

    Бесколлекторные двигатели на сегодняшний день являются довольно распространенными. Применяются данные устройства чаще всего с электроприводами. Также их можно встретить на различном холодильном оборудовании. В промышленной сфере они задействованы в системах нагрева.

    Дополнительно бесколлекторные модификации устанавливаются в обычные вентиляторы для кондиционирования воздуха. В наше время на рынке представлено множество моделей с датчиками и без них. При этом по типу регуляторов модификации довольно сильно отличаются. Однако чтобы разобраться в данном вопросе более подробно, необходимо изучить устройство простого двигателя.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Управление однофазными двигателями BLDC

    Однофазные двигатели BLDC имеют две параллельные обмотки якоря, управляемые напряжением ШИМ через мост H.

    Выходной сигнал одного датчика Холла постоянно меняет полярность тока, протекающего через обмотку якоря, таким образом поддерживая непрерывное вращение ротора. Однофазные двигатели BLDC очень просты в управлении.

    Для их работы достаточно одной интегральной микросхемы, например LB11970RV (однофазный двухполупериодный драйвер).

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Принцип управления однофазным двигателем BLDC

    Отличия коллекторного и бесколлекторного двигателя

    Привод коллекторного типа отличается от БД как конструктивными особенностями (см. рис 5.), так и принципом работы.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Рассмотрим конструктивные отличия. Из рисунка 5 видно, что ротор (1 на рис. 5) двигателя коллекторного типа, в отличие от бесколлекторного, имеет катушки, у которых простая схема намотки, а постоянные магниты (как правило, два) установлены на статоре (2 на рис. 5). Помимо этого на валу установлен коллектор, к которому подключаются щетки, подающие напряжение на обмотки якоря.

    Читайте также:  Давление воздуха мощность двигателя

    Кратко расскажем о принципе работы коллекторных машин. Когда на одну из катушек подается напряжение, происходит ее возбуждение, и образуется магнитное поле. Оно вступает во взаимодействие с постоянными магнитами, это заставляет проворачиваться якорь и размещенный на нем коллектор. В результате питание подается на другую обмотку и цикл повторяется.

    Частота вращения якоря такой конструкции напрямую зависит от интенсивности магнитного поля, которое, в свою очередь, прямо пропорционально напряжению.

    То есть, чтобы увеличить или уменьшить обороты, достаточно повысить или снизить уровень питания. А для реверса необходимо переключить полярность.

    Такой способ управления не требует специального контролера, поскольку регулятор хода можно сделать на базе переменного резистора, а обычный переключатель будет работать как инвертор.

    Читать еще:  Шевроле эпика неисправность двигателя

    Конструктивные особенности двигателей бесколлекторного типа мы рассматривали в предыдущем разделе. Как вы помните, их подключение требует наличия специального контролера, без которого они просто не будут работать. По этой же причине эти двигатели не могут использоваться как генератор.

    Стоит также отметить, что в некоторых приводах данного типа для более эффективного управления отслеживаются положения ротора при помощи датчиков Холла. Это существенно улучшает характеристики бесколлекторных двигателей, но приводит к удорожанию и так недешевой конструкции.

    Отличия коллекторных и бесколлекторных двигателей

    Основное отличие заключается в том, что на бесколлекторных электродвигателях для моделей отсутствует обмотка на роторе. В случае с коллекторными электромоторами, на их роторах имеются обмотки.

    А вот постоянные магниты устанавливаются на неподвижной части двигателя. Кроме того, на роторе устанавливается специальной конструкции коллектор, к которому производится подключение графитовых щёток. С их помощью подается напряжение на обмотку ротора.

    Принцип работы бесколлекторного электродвигателя тоже существенно отличается.

    Плюсы и минусы БК — двигателей

    Плюсы:

    • Упрощённая конструкция мотора за счёт исключения из неё коллектора.
    • Более высокий КПД.
    • Хорошее охлаждение.
    • БК-двигатели могут работать в воде! Однако не стоит забывать, что из-за воды на механических частях двигателя может образоваться ржавчина и он сломается через какое-то время. Для избежания подобных ситуаций рекомендуется обрабатывать двигатели водоотталкивающей смазкой.
    • Наименьшие радиопомехи.

    Минусы:

    Из минусов можно отметить только невозможность применения данных двигателей без ESC (регуляторы скорости вращения). Это несколько усложняет конструкцию и делает БК-двигатели дороже коллекторных. Однако если сложность конструкции является приоритетным параметром, то существуют БК-двигатели с встроенными регуляторами скорости.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Основное отличие заключается в том, что на бесколлекторных электродвигателях для моделей отсутствует обмотка на роторе. В случае с коллекторными электромоторами, на их роторах имеются обмотки.

    А вот постоянные магниты устанавливаются на неподвижной части двигателя. Кроме того, на роторе устанавливается специальной конструкции коллектор, к которому производится подключение графитовых щёток. С их помощью подается напряжение на обмотку ротора.

    Принцип работы бесколлекторного электродвигателя тоже существенно отличается.

    Читать еще:  Шкода фабия плавают обороты двигателя

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Примеры электродвигателей сделанных мастерами — самоучками

    Самостоятельно изготовленные электромоторы отличаются различными подручными материалами, применяемыми в качестве заготовок для ротора и статора. Представляем некоторые варианты таких самоделок.

    Электродвигатель из жестяной банки от «Пепси-Колы»

    Для такой самоделки понадобятся следующие комплектующие материалы и инструменты:

    • пустая алюминиевая банка от газированного напитка, которая послужит основой для ротора;Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей
    • катушка от швейной машинки;
    • медная изолированная проволока диаметром около 0.35 мм, длиной примерно 10 метров;
    • деревянная дощечка толщиной 10–15 мм, по габаритам в соответствии с размерами банки от «Пепси-Колы»;
    • 4 (четыре) круглых постоянных магнита в виде тонких пластинок, которые будут создавать магнитное поле вместо статора;
    • металлическая вязальная спица;
    • два небольших деревянных бруска размерами 15×15×60 мм;
    • короткий брусок в виде кубика с размером стороны 15 мм;
    • медная проволока толщиной 1.0 мм для изготовления контактов;
    • для фиксации катушки потребуется саморез 3.5×30 мм, а для закрепления контактов — саморезы 2×15 мм (3 шт.) и 3 широких шайбы под них;
    • источник питания 12 В;
    • тюбик суперклея;
    • штангенциркуль и чертилка для разметки;
    • маркер для нанесения точек разметки;
    • ручная электрическая дрель;
    • мультиметр для проверки наличия контакта;
    • набор отверток, нож для зачистки, пассатижи, бокорезы и возможно другой инструментарий для монтажа электрической проводки.

    Порядок проведения работ

    Рекомендуем выполнять работы в следующей последовательности.

    • Вручную аккуратно намотаем медную проволоку на катушку. Обязательно фиксируем концы.
    • По центру деревянной дощечки закрепляем намотанную катушку, которая уже превратилась в электромагнит, с помощью длинного самореза.
    • Размечаем с помощью маркера места нахождения постоянных магнитов, как на изображении:
    • Наклеиваем на обозначенные места магниты, соблюдая при этом их полярность.
    • С помощью дрели сверлим по центру банки отверстия под ось (вязальная спица).
    • Устанавливаем в эти отверстия спицу.
    • В деревянных брусках 15×15×60 мм с одного из краев сверлим отверстие под спицу.
    • Закрепляем с помощью клея на деревянной дощечке конструкцию ротора с деревянными брускам (подставками).
    • На спицу (ось ротора) дополнительно устанавливаем брусок в виде кубика, при этом его ребро должно совпадать с осью установки магнитов.
    • Из медной проволоки толщиной 1.0 мм изготавливаем управляющие контакты, один конец которых закрепляем на деревянном основании. Расстояние между контактами подбирается таким образом, что вращаясь, кубик должен их замыкать при касании ребра.
    • Контакты электромагнита зачищаются и подключаются к части контактов толстой медной проволоки, закрепленной на деревянном основании.

    Читать еще:  Что такое двигатель амг

    • После подключения источника питания 12 В двигатель может работать.

    Электродвигатель из винной пробки и спицы

    1. Этот вариант похож на предыдущий, только для изготовления ротора применяется подручный материал в виде винной пробки и вместо четырех небольших магнитов два более крупных с дополнительными под них деревянными опорами.
    2. Процесс изготовления ротора из винной пробки производится следующим образом.
    • Торцы винной пробки подрезаются до ровных площадок.
    • Сверлиться в середине торцов пробки отверстие под спицу. С одного края на спицу наматывается изолента.
    • В торце пробки вставляются две медные проволоки толщиной 1.0 мм, фиксируются клеем.
    • Выполняется обмотка пробки тонкой медной проволокой в одном направлении, как показано на изображении:
    • Места соединения толстой и тонкой медных проволок зачищаются и крепятся (лучше припаять).
    • Далее процесс сборки практически ничем не отличается от предыдущего варианта и получается электродвигатель своими руками с ротором из винной пробки.
    • Показаны лишь самые известные из множества подобных самоделок.

    Трехфазный бесколлекторный двигатель :

    Бесколлекторные двигатели на сегодняшний день являются довольно распространенными. Применяются данные устройства чаще всего с электроприводами. Также их можно встретить на различном холодильном оборудовании. В промышленной сфере они задействованы в системах нагрева.

    Дополнительно бесколлекторные модификации устанавливаются в обычные вентиляторы для кондиционирования воздуха. В наше время на рынке представлено множество моделей с датчиками и без них. При этом по типу регуляторов модификации довольно сильно отличаются. Однако чтобы разобраться в данном вопросе более подробно, необходимо изучить устройство простого двигателя.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Устройство бесколлекторной модели

    Если рассматривать обычный трехфазный бесколлекторный двигатель, то катушка индуктивности у него устанавливается медного типа. Статоры используются как широтные, так и импульсные. Зубцы у них применяются разного размера. Как говорилось ранее, существуют модели с датчиками, а также без них.

    Для фиксации статора используются колодки. Непосредственно процесс индукции происходит за счет обмотки статора. Роторы чаше всего применяются двухполюсного типа. Сердечники у них устанавливаются стальные.

    Для закрепления магнитов на моделях имеются специальные пазы. Непосредственно управление бесколлекторным двигателем происходит при помощи регуляторов, которые располагаются у статора.

    Для подачи напряжения на внешнюю обмотку в устройствах устанавливаются изолирующие затворы.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Двухразрядные модели

    Безколлекторные эл. двигатели данного типа часто используются в морозильном оборудовании. При этом компрессоры для них подходят самые разнообразные. В среднем мощность модели способна достигать 3 кВт.

    Схема бесколлекторного двигателя катушки чаще всего включает двойного типа с медной обмоткой. Статоры устанавливаются только импульсные. В зависимости от производителя длина зубцов может меняться. Датчики используются как электрического, так и индуктивного типа.

    Для систем нагрева указанные модификации походят плохо.

    Также следует учитывать, что сердечники в бесколлекторных двигателях встречаются в основном стальные. При этом пазы для магнитов используются довольно широкие, а расположены они очень близко друг к другу. За счет этого частотность у устройств может быть высокой. Регуляторы для таких модификаций подбираются чаще всего одноканального типа.

    Читайте также:  Горит лампочка акб при запуске двигателя

    Трехразрядные модификации

    Трехразрядный бесколлекторный двигатель отлично подходит для систем вентилирования. Датчики у него используются, как правило, электрического типа. При этом катушки устанавливаются довольно широкие. За счет этого процесс индукции осуществляется быстро. В данном случае частотность устройства зависит от статора. Обмотка у него чаще всего встречается медного типа.

    Предельное напряжение трехразрядные бесколлекторные двигатели способны выдерживать на уровне 20 В. Тиристорные модификации в наше время встречаются довольно редко. Также следует отметить, что магниты в таких конфигурациях могут устанавливаться как на внешней, так и на внутренней стороне роторной пластины.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Четырехразрядные модификации своими руками

    Сделать четырехразрядный бесколлекторный двигатель своими руками можно абсолютно просто. Для этого необходимо в первую очередь заготовить пластину с пазами. Толщина металла в данном случае должна составлять примерно 2.

    3 мм. Пазы в этой ситуации обязаны находиться на расстоянии в 1.2 см. Если рассматривать простую модель, то катушку следует подбирать диаметром в 3.3 см. При этом пороговое напряжение она обязана выдерживать на уровне 20 В.

    Колодки для устройства чаще всего подбираются стальные. В данном случае многое зависит от размеров роторной пластины. Непосредственно статор надо использовать с двойной обмоткой. При этом сердечник важно заготавливать стального типа.

    Если рассматривать модификации без регуляторов, то закончить сборку бесколлекторного двигателя можно установкой изолирующего затвора. При этом контакты устройства необходимо вывести на внешнюю сторону пластины.

    Для обычного вентилятора такие бесколлекторные модели подойдут идеально.

    Устройства с регулятором АВР2

    Бесколлекторный двигатель с регуляторами данного типа на сегодняшний день является весьма востребованным. Подходят указанные системы больше всего для приборов кондиционирования.

    Также они в промышленной сфере широко используются для холодильного оборудования. Они способны работать с электроприводами различной частотности. Катушки у них чаще всего устанавливаются двойного типа. При этом статоры можно встретить только импульсные.

    В свою очередь, широтные модификации являются не сильно распространенными.

    Датчики в бесколлекторных двигателях с регуляторами данной серии используются только индуктивные. При этом частотность устройства можно отслеживать по системе индикации.

    Колодки, как правило, устанавливаются контактного типа, и крепиться они могут непосредственно на статорной пластине. Регулятор бесколлекторного двигателя в данном случае позволяет менять частотность довольно плавно.

    Происходит данный процесс за счет изменения параметра выходного напряжения. В целом эти модификации являются очень компактными.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Двигатели с регуляторами АВР5

    Бесколлекторный двигатель с регулятором данной серии часто применяется в промышленной сфере для управления различными электроприборами. В бытовых устройствах он устанавливается довольно редко.

    Особенностью таких бесколлекторных модификаций можно назвать повышенную частотность. При этом параметр мощности у них менять просто. Катушки в данных модификациях встречаются самые разнообразные.

    Также следует отметить, что магниты чаще всего устанавливаются на внешней стороне роторной коробки.

    Затворы в основном используются изолированного типа. Монтироваться они могут как у статорной коробки, так и сердечника. В целом регулировка устройства происходит довольно быстро. Однако следует учитывать также и недостатки таких систем.

    В первую очередь они связаны с перебоями питания при низких частотах. Также важно упомянуть, что у моделей данного типа потребление электроэнергии довольно большое. При этом для управления интегральными электроприводами устройства не подходят.

    Использование регуляторов АВТ6

    Данного типа регулятор скорости бесколлекторного двигателя на сегодняшний день пользуется большим спросом. Отличительной его особенностью можно смело назвать универсальность.

    Устанавливаются регуляторы, как правило, на бесколлекторные двигатели, мощность которых не превышает 2 кВт. При этом для управления системами вентилирования указанные устройства подходят идеально.

    Контроллеры в данном случае могут устанавливаться самые разнообразные.

    Скорость передачи сигнала в данном случае зависит от типа системы управления. Если рассматривать тиристорные модификации, то они обладают довольно высокой проводимостью. При этом проблемы с магнитными помехами у них возникают редко. Самостоятельно собрать модель данного типа довольно сложно. В этой ситуации затворы чаще всего подбираются неизолированные.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Модели с датчиками Холла

    Бесколлекторные двигатели с датчиками Холла широко используются в приборах нагрева. При этом подходят они для электроприводов различного класса. Непосредственно регуляторы используются только одноканальные. Катушки в устройстве устанавливаются медного типа.

    При этом величина зубцов модели зависит исключительно от производителя. Непосредственно колодки для устройств подбираются контактного типа. На сегодняшний день датчики чаще всего устанавливаются со стороны статора. Однако на рынке представлены также модели с нижним их расположением.

    В таком случае габариты бесколлекторного двигателя будут немного большими.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Низкочастотные модификации

    Низкочастотный бесколлекторный двигатель на сегодняшний день активно используется в промышленной сфере. При этом для морозильных камер он подходит идеально. В среднем параметр полезного действия у него находится на уровне 70%. Затворы у моделей чаще всего используются с изоляторами. При этом тиристорные модификации в наше время встречаются довольно часто.

    Системы управления используются серии АВР. При этом частотность модели зависит от типа сердечника и не только. Также следует учитывать, что существуют модели с двойными роторами. В данном случае магниты располагаются вдоль пластины. Статоры чаще всего используются с медной обмоткой. При этом низкочастотные бесколлекторные двигатели с датчиками встречаются очень редко.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Высокочастотные двигатели

    Указанные модификации наиболее востребованными считаются для резонансных электроприводов. В промышленности такие модели встречаются довольно часто. Датчики у них устанавливаются как электронного, так индуктивного типа. При этом катушки чаще всего имеются на внешней стороне пластины. Роторы монтируют как в горизонтальном, так и вертикальном положении.

    Непосредственно изменение частотности у таких устройств осуществляется через контроллеры. Устанавливаются они, как правило, со сложной контактной системой. Непосредственно стартеры используются только двойного типа. В свою очередь, системы управления зависят от мощности бесколлекторного устройства.

    Создание и тестирование бесколлекторного мотора

    HOMPAIN 26 декабря 2016 в 12:07 В этой статье мы хотели бы рассказать о том, как мы с нуля создали электрический мотор: от появления идеи и первого прототипа до полноценного мотора, прошедшего все испытания.

    Если данная статья покажется вам интересной, мы отдельно, более подробно, расскажем о наиболее заинтересовавших вас этапах нашей работы. Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей На картинке слева направо: ротор, статор, частичная сборка мотора, мотор в сборе

    Вступление

    Электрические моторы появились более 150 лет назад, однако за это время их конструкция не претерпела особых изменений: вращающийся ротор, медные обмотки статора, подшипники. С годами происходило лишь снижение веса электромоторов, увеличение КПД, а также точности управления скоростью.

    Сегодня, благодаря развитию современной электроники и появлению мощных магнитов на основе редкоземельных металлов, удаётся создавать как никогда мощные и в то же время компактные и легкие “Бесколлекторные” электромоторы. При этом, благодаря простоте своей конструкции они являются наиболее надежными среди когда-либо созданных электродвигателей.

    Про создание такого мотора и пойдет речь в данной статье.

    Описание мотора

    В “Бесколлекторных моторах” отсутствует знакомый всем по разборке электроинструмента элемент “Щетки”, роль которых заключается в передаче тока на обмотку вращающегося ротора.

    В бесколлекторных двигателях ток подается на обмотки не-двигающегося статора, который, создавая магнитное поле поочередно на отдельных своих полюсах, раскручивает ротор, на котором закреплены магниты. Первый такой мотор был напечатан нами 3D принтере как эксперимент.

    Вместо специальных пластин из электротехнической стали, для корпуса ротора и сердечника статора, на который наматывалась медная катушка, мы использовали обычный пластик. На роторе были закреплены неодимовые магниты прямоугольного сечения. Естественно такой мотор был не способен выдать максимальную мощность.

    Однако этого хватило, что бы мотор раскрутился до 20к rpm, после чего пластик не выдержал и ротор мотора разорвало, а магниты раскидало вокруг. Данный эксперимент сподвиг нас на создание полноценного мотора.

    Узнав мнение любителей радиоуправляемых моделей, в качестве задачи, мы выбрали мотор для гоночных машинок типоразмера “540”, как наиболее востребованного. Данный мотор имеет габариты 54мм в длину и 36мм в диаметре.

    Ротор нового мотора мы сделали из единого неодимового магнита в форме цилиндра. Магнит эпоксидкой приклеили на вал выточенный из инструментальной стали на опытном производстве.

    Читайте также:  4d56 двигатель на каких машинах

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Статор мы вырезали лазером из набора пластин трансформаторной стали толщиной 0.5мм. Каждая пластина затем была тщательно покрыта лаком и затем из примерно 50 пластин склеивался готовый статор. Лаком пластины покрывались чтобы избежать замыкания между ними и исключить потери энергии на токах Фуко, которые могли бы возникнуть в статоре.

    Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Корпус мотора был выполнен из двух алюминиевых частей в форме контейнера. Статор плотно входит в алюминиевый корпус и хорошо прилегает к стенкам. Такая конструкция обеспечивает хорошее охлаждение мотора. Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей

    Измерение характеристик

    Для достижения максимальных характеристик своих разработок, необходимо проводить адекватную оценку и точное измерение характеристик. Для этого нами был спроектирован и собран специальный диностенд. Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей Основным элементом стенда является тяжёлый груз в виде шайбы. Во время измерений, мотор раскручивает данный груз и по угловой скорости и ускорению рассчитываются выходная мощность и момент мотора. Для измерения скорости вращения груза используется пара магнитов на валу и магнитный цифровой датчик A3144 на основе эффекта холла. Конечно, можно было бы измерять обороты по импульсам непосредственно с обмоток мотора, поскольку данный мотор является синхронным. Однако вариант с датчиком является более надёжным и он будет работать даже на очень малых оборотах, на которых импульсы будут нечитаемы. Кроме оборотов наш стенд способен измерять ещё несколько важных параметров:

    • ток питания (до 30А) с помощью датчика тока на основе эффекта холла ACS712;
    • напряжение питания. Измеряется непосредственно через АЦП микроконтроллера, через делитель напряжения;
    • температуру внутри/снаружи мотора. Температура измеряется посредством полупроводникового термосопротивления;

    Для сбора всех параметров с датчиков и передачи их на компьютер используется микроконтроллер серии AVR mega на плате Arduino nano. Общение микроконтроллера с компьютером осуществляется посредством COM порта. Для обработки показаний была написана специальная программа записывающая, усредняющая и демонстрирующая результаты измерений. Бесколлекторный двигатель своими руками для моделей В результате наш стенд способен измерять в произвольный момент времени следующие характеристики мотора:

    • потребляемый ток;
    • потребляемое напряжение;
    • потребляемая мощность;
    • выходная мощность;
    • обороты вала;
    • момент на валу;
    • КПД;
    • мощность уходящая в тепло;
    • температура внутри мотора.

    Видео демонстрирующее работу стенда: https://youtu.be/rlmqB6aB8cg

    Результаты тестирования

    Для проверки работоспособности стенда мы сначала испытали его на обычном коллекторном моторе R540-6022. Параметров для этого мотора известно достаточно мало, однако этого хватило, чтобы оценить результаты измерения, которые получились достаточно близкими к заводским.

    Затем уже был испытан наш мотор. Естественно он смог показать лучшее КПД(65% против 45%) и при этом больший момент(1200 против 250 г на см), чем обычный мотор. Измерение температуры тоже дало достаточно хорошие результаты, во время тестирования мотор не нагревался выше 80 градусов.

    Но на данный момент измерения пока не окончательны. Нам не удалось измерить мотор в полном диапазоне оборотов из-за ограничения мощности источника питания.

    Также предстоит сравнить наш мотор с аналогичными моторами конкурентов и испытать его “в бою”, поставив на гоночную радиоуправляемую машину и выступить на соревнованиях.

    Вдохновили ролики о самодельных моторах. Решился и сделал такой с нуля

    Приветствую тебя, уважаемый читатель.

    В этой статье я расскажу, как сделал самодельный бесщеточный мотор полностью с нуля в домашних условиях. Кому интересно, усаживайтесь поудобнее и начинаем.

    На сборку двигателя своими руками меня подтолкнул не один десяток роликов с зарубежных каналов, там люди собирали электромоторы из того, что было и они хорошо работали и запускались с первого раза.

    Источник: https://www.youtube.com/watch?v=RnnnrT4xMUUИсточник: https://www.youtube.com/watch?v=RnnnrT4xMUU

    • Вот и мне после просмотра данных роликов захотелось собрать что-то свое, что заработает и это можно будет применить в своих самоделках.
    • Нашел я у себя трансформатор от микшера, также заказал 50 штук неодимовых магнитов из Китая и контроллер для управления двигателем.
    • Диаметр тора от моего трансформатора равен 62 мм, по ним я сделал чертеж в компасе для ротора.

    Чертеж ротора с расположением магнитовЧертеж ротора с расположением магнитов

    Из металлического листа вырезал круг диаметром 62 мм, таких же размеров сделал круг из фанеры, толщиной 3 мм.

    металлический и фанерный круг D= 62 ммметаллический и фанерный круг D= 62 мм

    На металлическом диске сделал разметку для центров магнитов, все работы проводил при помощи циркуля и транспортира.

    Из фанеры я вырезал диск диаметром 37,65 мм, он будет держать магниты на одинаковом расстоянии от вала.

    Примерил магниты по месту и просверлил центральное отверстие под валПримерил магниты по месту и просверлил центральное отверстие под вал

    Далее я из фанеры выпилил кольцо с внутренним диаметром 62 мм, который затем приклеил на ротор с помощью эпоксидной смолы. (Магниты устанавливал чередуя полюса, для этого взял один из магнитов и проверял, притягивается ли магнит или отталкивается и так расставил все 12 штук поочередно — притягивается, отталкивается).

    магниты с Китая, в моем моторе использовал магниты 12 мм на 3 ммМагниты вклеены на эпоксидную смолумагниты с Китая, в моем моторе использовал магниты 12 мм на 3 мм

    После высыхания эпоксидки я слегка отшлифовал поверхность, убрав наплывы.

    Затем я принялся за изготовление статора из тора трансформатора. Сделал на скорую руку станок из точила и проделал пропилы в торе, постепенно измеряя зазор штангенциркулем, в идеале он должен быть одинаковым.

    Зазоры еще не подогнал под один размерЗазоры еще не подогнал под один размер

    В итоге получился такой тор, процесс пропиливания пазов занял много времени, около 6 часов за станком.

    Зазоры готовы и практически не расходятся по размерамЗазоры готовы и практически не расходятся по размерам

    После того, как пропилы готовы, я взял лак для ногтей у своей сестры ( с ее разрешения) и покрасил зазоры, чтобы защитить обмотку от случайного КЗ.

    Лак защищает обмотку от соприкосновения с металлом тораЛак защищает обмотку от соприкосновения с металлом тора

    Одного лака для защиты недостаточно, я взял обычный лист А4 и нарезал из него полосок, ими обклеил каждый зуб статора.

    Заизолировал статор бумагойЗаизолировал статор бумагой

    Для того, чтобы ротор вращался, необходимо сделать крепление для подшипника. Я взял алюминиевый диск, сделал в нем отверстия и проточил их напильником, затем примотал его к статору на капроновую нитку и промазал лаком. (Листайте галерею ???? ???? ).

    Алюминиевый диск, проделал отверстияпроточил напильником отверстия до овальной формыпримотал диск с статору капроновой нитьюАлюминиевый диск, проделал отверстия

    Теперь статор готов для того, чтобы сделать на нем обмотку.

    В своих закромах нашел проволоку диаметром 0,5 мм, ее и использовал для намотки.

    Количество витков на каждом зубе вмещал максимально возможно, получилось ровно 50, обмотку мотать нужно в одном направлении и с одинаковым количеством витков.

    Пушистый друг пришел на помощьПушистый друг пришел на помощь

    Обмотки подключил звездой, то есть соединил концы каждой фазы друг с другом, а оставшиеся три вывода подключаются к контроллеру.

    Обмотка двигателя

    Когда я полностью сделал обмотку, я приступил к изготовлению ручки из пластиковой трубы, в которой будет находится еще один подшипник, он уменьшит перекосы и придаст жесткость конструкции.

    Собрал ручку и установил в нее подшипникСобрал ручку и установил в нее подшипник

    Для выставления расстояния между ротором и статором я использовал обычную металлическую трубку, которую стачивал до тех пор, пока не получится минимально возможного зазора. (Чем меньше зазор, тем выше крутящий момент, но ниже обороты).

    В ходе испытаний были небольшие доработки и я заменил пластиковую ручку на металлическую с алюминиевым переходником. Также установил трехкулачковый патрон на вал.

    практически готовая бормашинкапрактически готовая бормашинка

    В итоге создания самодельного двигателя по ходу процесса у меня получилась практически готовая бормашинка, осталось только отцентровать трехкулачковый патрон и сделать защитный кохуж на ротор двигателя.

    Вот такой бесщеточный мотор с зажимным патрономВот такой бесщеточный мотор с зажимным патроном

    1. Также прикладываю видео работы данного мотора.
    2. Кому понравилась статья про сборку мотора, пишите в х свои доработки, пожелания, а также ставьте лайк и подписывайтесь на канал.
    3. Благодарю за дочитывание и всем добра.
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector