Намотка бесколлекторного двигателя своими руками

Обновлено: 23.04.2024

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.

@@ 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.

Всем доброго времени.
Прошу помощи методической (и по возможности практической) в перемотке двигателей.
Знаю что на эту тему написано гора и мелкая тележка, но я наблюдаю то, что на бумаге и в жизни - картина абсолютно разнится.

Посему прошу помощи у тех кто реально делал подобную работу .
Риторические вопросы вида: "а как же тебя так угораздило. " - настоятельно прошу не задавать и тему не заваливать "опилками".

Всем отписавшимся - заранее благодарен.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Я разговаривал с братом по этому вопросу. Он говорит, что кол-во проводников после трех вместе, по сравнению с одинарной намоткой, квадратично увеличивает эффективность. А для подбора диаметра провода на замену, надо считать не диаметр провода, а их сечения.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Сам не мотал пока, но читал, сначала мотается 1/3 часть витков на пилегающих зубьях, т.е. намотка по всей длине зуба одного, потом другого, и потом только доматываются остатки на наружную часть зуба, надеюсь понятно обьяснил, где читал уже не помню, так-бы ссылку дал, там все очень подробно с пошаговым фото. Где-то еще читал, что зачастую мотают одним проводом с примерно приведенной площадью, внутреннее сопротивление мотора становится значительно меньше, мотать проще, однако, витков меньше, отсюда выше обороты и токи соответственно.


Перемотка бесколлекторного двигателя

MarioFly писал(а): . говорит, что кол-во проводников после трех вместе, по сравнению с одинарной намоткой, квадратично увеличивает эффективность.

Данный тезис можно объяснить наверное только скин-эффектом. Насколько я видел осциллограммы, то там примерно 20 Кгц. На этой частоте глубина проникновения тока в проводник равна 0,4673мм для меди. Так что я могу смело брать провод с диаметром 2*0,46 = почти миллиметр.
Если есть иной ограничитель, то хотелось бы узнать про него.

MarioFly писал(а): А для подбора диаметра провода на замену, надо считать не диаметр провода, а их сечения.

Aleksey_Klarkov писал(а): сначала мотается 1/3 часть витков на пилегающих зубьях, т.е. намотка по всей длине зуба одного, потом другого, и потом только доматываются остатки на наружную часть зуба.


[2Aleksey_Klarkov]
Благодарствую за ценную наводку. Сам пока такого не встретил, но кажется тут имеется рациональное зерно.
Сейчас мотал в два провода по 0.4мм Что-то стало получаться. Но один хрен - как-то криво всё. И я немного пролетаю в площади по меди применяя два по 0.4мм. Вот, гребучий дефицит ! Что в советском союзе было туго искать нужный провод, что сейчас. Сейчас наверное проще купить героин, нежели провод 0.42мм в двойной лаковой изоляции ПЭВ-2 ! Дожились.


Перемотка бесколлекторного двигателя


Перемотка бесколлекторного двигателя


Перемотка бесколлекторного двигателя

"сначала мотается 1/3 часть витков на прилегающих зубьях, т.е. намотка по всей длине зуба одного, потом другого, и потом только доматываются остатки на наружную часть зуба."

В общем, я обыскался и не нашел ничего похожего. Пытался представить как это можно реализовать и не понял. Понял что будут появляться дополнительные "переходы" между зубьями. А с ними - не всё так просто.
Так или иначе, в голове трудно уложить данную методику.

[2ЯК-40д]
Большое спасибо за развёрнутый ответ.
Я сделал для себя вывод - буду стараться найти более толстый провод и буду мотать одной жилой.
Каждый виток придётся поджимать с боков, чтобы не распухал из-за того что толстые провода не хотят как следуег огибать магнитопровод.
Суммарную площадь заполнения я не догадался вычислить. Было подозрение, что я что-то пропустил. Ну а вы уже конкретно сказали - что именно. Спасибо.
Впаду в новый цикл итераций по намотке :)
Зато буду точно потом знать - что нужно взять и сколько чтобы восстановить двигло.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Перемотал двигатель визуально определив диаметр без измерения микрометрами. Были намотаны обмотки в 2 провода, определил что моего сечения нужно 3 и начал мотать и считать. Влезло 17 оборотов, намотал остальные таким же колличеством звездой и всё. Работает, летает. Что характеристики возможно изменились не парюсь вовсе (стоит на пенолёте). Вот и вся эпопея. Перемотал второй - тоже гуд. Вот как то так. Главное соблюдать сторону намотки и всё будет нормально.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Ну, вот и я подтянулся. Кое-как, с третьей итерации намотал двиг. Из трёх "косичек" две - мотал не так как надо (направление). С руганью всё сматывал, выкидывал и опять мотал.

Изображение

Включил. На холостом - всё гуд.
Осталось палено сделать, закрепить двиг, проп, спидак, АКБ и промерить на тягу в статике с ватт-метром. Сравнить охота с заводом так сказать по граммам и ваттам.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Муторно, да? Зато приятно.
И для пользы дела. Разбомбил сегодня монитор, там на кинескопе есть провод: 0.17-0.19, 0.265, 0.3, мотора на четыре может хватить.Так что, бомбите "говорящие" ящики


Перемотка бесколлекторного двигателя

Мотать толстым проводом понравилось. Он хоть и грубый, но зато у него изоляция тоже грубая. Много прощает. В частности, один из двигателей DT700 (был намотан косичкой из проводов 0.22) был выведен из строя обыкновенной полевой травой. Двиг стал "стучать" и перестал запускаться. Я когда его потрошил то заметил что из проводов торчит трава. Я её пинцетом убрал, но потом заметил ряд порванных витков. Я поофигевал и снял эту обмотку. Тонкий провод блин.

Хочу за один вечер научиться перематывать двиг. До этого - была одна "косичка" (из трёх) за один вечер.

Да, после проделанной работы, когда оно крутит - наступает удовлетворение.
Осталось перемотать ещё 5 двигателей DT700. Всего-то.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Дошли руки на выходных - сделать тестирование.
Взял пропеллер APC 11*5.5 и 3S АКБ
Получил 970 грамм тяги при токе в 12.8А и мощности 144Вт.
Т.к. с этими двигателями было много неприятностей, то мысленно стал оценивать покупку новых двигателей.
Специально выбрал для сравнения двигатель примерно в 4-е раза дороже.

Изображение

Вот на что может рассчитывать его обладатель.

Изображение

Т.е. меня интересовали ватты на грамм так сказать.
Я грешным делом думал, что увижу заметный проигрыш дешманского мотора по этому параметру. А получил одинаковые значения, которые укладываются в погрешность измерения.

При этом, мой первый опыт тестирования перемотанного двигателя почему-то дал мне плохую картину. Видимо, из-за вибраций сильно стукнутого двигателя - он растерял примерно 100 грамм тяги. Но замена оси вращения двигателя на новую - решила и эту проблему.
Вот сижу и думаю. Коли я так падаю часто на своём тарантасе, то стоит ли покупать что-то дорогое ? Веть погнутая ось на SynnySky будет у меня проблемой с большой буквы.. А на дешманское барахло - есть все рем-комплекты.

Не раз встречал ничем не подтверждённое мнение по поводу высочайшей эффективности дорогих двигателей.
Что касается моего случая, то для меня - одним мифом в мире двигателей стало меньше !


Перемотка бесколлекторного двигателя

Согласен на 100%. Дорогое железо берут как правило, либо спортсмены. Им нужно все высокоточное и быстрое, либо профи, летающие на дорогущих моделях. Краш их моделей в отличие от наших выходит намного дороже. В последнее время такое еще закупают FPV'шники дальнобои. Нам же такое дорогое железо не особо критично, поэтому можно брать что-то среднее.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Я уже давно скептически отношусь к "бендам". В большинстве случаев это срубание денег. И большая возможность купить подделку. Самое умное решение это выбрать надёжную вещь из бюджетных вариантов.
Вспоминается один моделист на слёте в Черниговке: Вытащил самолёт пилотажку, долго всем рассказывал сколько стоит его америкосовский мотор, а рег, а сервы кучерявые (вы што это же брендовые весчи). Трёс Футабой 10 или 12 канальной. А в итоге вытащил с машины народную турнигу и полетел на пенолёте. Потом тщательно и не спешно разобрал свой бренд недвижимый и уехал. Не пойму - зачем мериться х. ми? Не переношу понты.


Перемотка бесколлекторного двигателя

Olegys писал(а): Я уже давно скептически отношусь к "бендам". В большинстве случаев это срубание денег. И большая возможность купить подделку. Самое умное решение это выбрать надёжную вещь из бюджетных вариантов.
Вспоминается один моделист на слёте в Черниговке: Вытащил самолёт пилотажку, долго всем рассказывал сколько стоит его америкосовский мотор, а рег, а сервы кучерявые (вы што это же брендовые весчи). Трёс Футабой 10 или 12 канальной. А в итоге вытащил с машины народную турнигу и полетел на пенолёте. Потом тщательно и не спешно разобрал свой бренд недвижимый и уехал. Не пойму - зачем мериться х. ми? Не переношу понты.

Предлагаю постить тут способы намотки и соединения для различных движков. Чтобы при необходимости перемотать не гадать и не подбирать вручную, не просчитывать, а идти "по проторенной дорожке". Думаю, этот список будет весьма полезен подавляющему большинству электричников.

Имеющийся у меня опыт:

1. Dualsky 2830 (DT 2213, AXI 2213, Hyperion 2213)

вариант 1: мотаем проводом ПЭВ-2 в одну жилу по 6 витков, соединяем звездой. Получаем малое токопотребление, 1500 оборотов на вольт, под винт 9 на 6 вполне приемлемо.

вариант 2: мотаем проводом ПЭТТ или ПЭВТ-2 0.21 в три жилы 12 витков (8+4), соединяем звездой. Получаем чуть большее токопотребление, но меньшее число оборотов на вольт (достичь с многожильным проводом стабильности в числе оборотов на вольт сложнее из-за множества вариантов укладки "косички", но в среднем 1000-1200). Опять же под винт 9 на 6, или 9 на 7.5

2. Dualsky 3530 (DT 3007, Hyperion 3007)

вариант 1: провод ПЭВ-2, одна жила, 9 витков, звезда. Малое токопотребление, 1400 оборотов на вольт. Под винты 9 на 6, 9 на 7.5, 10 на 5

вариант 2: провод ПЭВ-2, одна жила, 13 витков (8+5), звезда. Малое токопотребление, 1000 оборотов на вольт. Под винты 10 на 5 - 11 на 5

3. Dualsky 2826 (DT 2209, Hyperion 2209)

Многожильный 3 жилы по 0.23, 18 витков (10+8), треугольник. Получаем довольно большое токопотребление (по сравнению с токами хх при соединении звездой ток хх при соединении треугольников больше почти в полтора раза), 1700-1800 оборотов на вольт

4. Dualsky 2822 (DT 2205)

Многожильный 3 жилы по 0.23, 15 витков (9+6), треугольник. Получаем довольно большое токопотребление (по сравнению с токами хх при соединении звездой ток хх при соединении треугольников больше почти в полтора раза), 1600-1700 оборотов на вольт

5. D2730 (китаец а-ля "звонок", заявленный вес 20 грамм)

Все вышеперечисленные моторы - имеют 12 зубьев.

Этот моторчег - имеет 9 зубьев, намотка всех зубьев производится по часовой стрелке.

За более подробной информацией обращайтесь в личку.

Надеюсь, что общими усилиями список будет пополнен. Но у меня нет пока моторов других марок и параметров, а все описанные либо заточены под бойцовки, либо перемотаны для друзей. С радостью приму в дар любые сгоревшие бесколлекторные моторчеги, кроме пылотажевских, для дальнейших экспериментов.

Читайте также: