Geïnspireerd door anderen heb ik ook maar eens geprobeerd een brushless buitenloper zelf te maken. Hierbij een verslag met daarin de bevindingen.
Het is de bedoeling dat de motor direct, dus zonder tandwielen de hoofdas aandrijft van een 1,5 kg heli met een rotor diameter van ruim 1 meter. Het toerental van de rotorbladen en dus ook de motor moet tussen de 1300 en 1800 omw/min liggen. Door dit relatief lage toerental zal juist het draaimoment relatief hoog moeten zijn. Het is dan gunstig om een grotere buitendiameter van de motor rotor te nemen.
Je kan zo’n motor maken en gewoon op je heli uitproberen. Het leek mij juist aardig om een test opstelling te maken en het motortje te gaan beproeven.
Om het rendement te bepalen is het niet genoeg om de stroom en spanning te meten wat uit de accu richting regelaar gaat. Wat je dan ook wilt weten is hoeveel het door de as van de motor geleverde vermogen is.
Ik heb een test opstelling gemaakt waarmee je het koppel kan meten. Wanneer je het koppel en toerental weet kan je het geleverde (as) vermogen uitrekenen. Het door de motor opgenomen vermogen bepalen is wat lastiger omdat het een 3 fasen wisselstroom motor betreft en je dan te maken hebt met blindstromen ed. Daarom heb ik heb de stroom naar, en spanning over de regelaar gemeten. Het in de grafieken genoemde rendement betreft dus het rendement van motor inclusief de regelaar. (motor rendement is dus altijd hoger dan in de grafieken genoemd rendement)
Testopstelling:
Het stilstaande deel (stator) van de motor zit op de hefboom vast geschroefd. De “bel” (rotor) drijft via een lange as het vliegwiel aan. Door het vliegwiel af te remmen kan de motor belast worden. Alle wrijving wordt op deze manier omgezet in warmte; zonder een dikke vuurvaste handschoen heb je gelijk schade aan je hand. De stator oefent door het afremmen van het vliegwiel een tegengesteld aan de draairichting een kracht uit op de hefboom (die een klein stukje kan draaien rond de as). Deze kracht (draaimoment of koppel) oefent op het uiteinden van de hefboom een kracht uit. Door onder het uiteinde van de hefboom een weegschaal te zetten kan deze kracht gemeten worden. (Bij een heli met 1 hoofdrotor moet deze kracht door de heck-rotor overwonnen worden)
Testopstelling: motor zit vastgeschroefd op de hefboom.
Met de meetgegevens een aantal tabelen gemaakt:
Hier kunnen dan grafieken van gemaakt worden:
(verschillende instellingen op regelaar uitgeprobeerd)
Bouw motor:
Uit 3 stuks 5,25 inch floppy drives (van die slappe grote diskettes) 3 weekijzeren stator pakketen gesloopt.
floppy drive met 2 motoren (achterste stuurt de kop aan)
rotor eraf ..…en daar zit hij dan!
3 stuks floppy drives gesloopt en koperdraad eraf gehaald.
middenstuk voor stator: draaien/boren/frezen/tappen
3 statoren op elkaar en middenstuk gemonteerd, 1 ste fase gewikkeld.
Stalen fluxring gemonteerd op de naaf. Weg frezen van wat overtollig gewicht (ook goed voor de koeling).
stator gewikkeld, rotor voorzien van 38 magneten.
achterkant: wikkelingen met doorverbindingen, sterpunt en aansluitingen naar regelaar
Gehele motor met as.
Achterkant motor.
gegevens:
3-fase motor staat nu in driehoek geschakeld (fase-spoelen in serie) met 30 polen, 38 magneten, 0,9 mm draaddikte, 9 windingen per pool,stator hoogte 10 mm, buitendiameter 75 mm, gewicht 280 gram (zonder 6 mm as).
Bevindingen:
In ster geschakeld maakte de motor maximaal 1550 omw/min. De regelaar (in governer mode) staat dan feitelijk uitgeregeld. Bij een kleine belasting stortte het toerental in; de regelaar had niets meer over.
In driehoek geschakeld gaat het beter en levert dan een maximaal as-vermogen van 200 W. Bij een grotere belasting dan 200 wat kan de regelaar het niet meer bijhouden en stort het toerental en het rendement in elkaar. Met deze motor zal de heli wel vliegen. In hoover zal zo'n gemiddeld zo'n 100 W nodig zijn. Ik heb het idee dat er meer uit deze motor te halen is met minder wikkelingen, dikker draad en wellicht parallellen spoelen. Kortom wordt vervolgd!
Charles
Het is de bedoeling dat de motor direct, dus zonder tandwielen de hoofdas aandrijft van een 1,5 kg heli met een rotor diameter van ruim 1 meter. Het toerental van de rotorbladen en dus ook de motor moet tussen de 1300 en 1800 omw/min liggen. Door dit relatief lage toerental zal juist het draaimoment relatief hoog moeten zijn. Het is dan gunstig om een grotere buitendiameter van de motor rotor te nemen.
Je kan zo’n motor maken en gewoon op je heli uitproberen. Het leek mij juist aardig om een test opstelling te maken en het motortje te gaan beproeven.
Om het rendement te bepalen is het niet genoeg om de stroom en spanning te meten wat uit de accu richting regelaar gaat. Wat je dan ook wilt weten is hoeveel het door de as van de motor geleverde vermogen is.
Ik heb een test opstelling gemaakt waarmee je het koppel kan meten. Wanneer je het koppel en toerental weet kan je het geleverde (as) vermogen uitrekenen. Het door de motor opgenomen vermogen bepalen is wat lastiger omdat het een 3 fasen wisselstroom motor betreft en je dan te maken hebt met blindstromen ed. Daarom heb ik heb de stroom naar, en spanning over de regelaar gemeten. Het in de grafieken genoemde rendement betreft dus het rendement van motor inclusief de regelaar. (motor rendement is dus altijd hoger dan in de grafieken genoemd rendement)
Testopstelling:
Het stilstaande deel (stator) van de motor zit op de hefboom vast geschroefd. De “bel” (rotor) drijft via een lange as het vliegwiel aan. Door het vliegwiel af te remmen kan de motor belast worden. Alle wrijving wordt op deze manier omgezet in warmte; zonder een dikke vuurvaste handschoen heb je gelijk schade aan je hand. De stator oefent door het afremmen van het vliegwiel een tegengesteld aan de draairichting een kracht uit op de hefboom (die een klein stukje kan draaien rond de as). Deze kracht (draaimoment of koppel) oefent op het uiteinden van de hefboom een kracht uit. Door onder het uiteinde van de hefboom een weegschaal te zetten kan deze kracht gemeten worden. (Bij een heli met 1 hoofdrotor moet deze kracht door de heck-rotor overwonnen worden)
Testopstelling: motor zit vastgeschroefd op de hefboom.
Met de meetgegevens een aantal tabelen gemaakt:
Hier kunnen dan grafieken van gemaakt worden:
(verschillende instellingen op regelaar uitgeprobeerd)
Bouw motor:
Uit 3 stuks 5,25 inch floppy drives (van die slappe grote diskettes) 3 weekijzeren stator pakketen gesloopt.
floppy drive met 2 motoren (achterste stuurt de kop aan)
rotor eraf ..…en daar zit hij dan!
3 stuks floppy drives gesloopt en koperdraad eraf gehaald.
middenstuk voor stator: draaien/boren/frezen/tappen
3 statoren op elkaar en middenstuk gemonteerd, 1 ste fase gewikkeld.
Stalen fluxring gemonteerd op de naaf. Weg frezen van wat overtollig gewicht (ook goed voor de koeling).
stator gewikkeld, rotor voorzien van 38 magneten.
achterkant: wikkelingen met doorverbindingen, sterpunt en aansluitingen naar regelaar
Gehele motor met as.
Achterkant motor.
gegevens:
3-fase motor staat nu in driehoek geschakeld (fase-spoelen in serie) met 30 polen, 38 magneten, 0,9 mm draaddikte, 9 windingen per pool,stator hoogte 10 mm, buitendiameter 75 mm, gewicht 280 gram (zonder 6 mm as).
Bevindingen:
In ster geschakeld maakte de motor maximaal 1550 omw/min. De regelaar (in governer mode) staat dan feitelijk uitgeregeld. Bij een kleine belasting stortte het toerental in; de regelaar had niets meer over.
In driehoek geschakeld gaat het beter en levert dan een maximaal as-vermogen van 200 W. Bij een grotere belasting dan 200 wat kan de regelaar het niet meer bijhouden en stort het toerental en het rendement in elkaar. Met deze motor zal de heli wel vliegen. In hoover zal zo'n gemiddeld zo'n 100 W nodig zijn. Ik heb het idee dat er meer uit deze motor te halen is met minder wikkelingen, dikker draad en wellicht parallellen spoelen. Kortom wordt vervolgd!
Charles
minder gewicht mogelijk is. Zowel in de naaf als in de fluxring. Hoe dik is de laatste?
.. Komt nog wel.
