borstelloze experimenten

G

gertjan

:newbie:
Hallo allemaal.
De laatste maanden ben ik wat aan het experimenteren met zelfbouw borstelloze motoren Deels uit leergierigheid en deels om goedkoop aan meerdere sterke en lichte motoren te komen. De resultaten roepen bij mij nogal wat vragen op, die ik wil delen.
Vandaar dat ik me nu bij deze discussiegroep aansluit.
Op http://www.solcon.nl/gjkool/brushlessNL1.html heb ik een vijftal experimenten in beeld gebracht en beschreven. De vragen die ik heb gaan over misfire en radiale rotor trillingen door de commutatie.

Voor degenen die mij niet kennen (de meeste denk ik) vertel ik even wat over mijzelf. Ik ben het liefst bezig met techniek, inclusief electro en electronica. Sinds een jaar of zeven uit zich dat voornamelijk in electrisch aangedreven modelvliegtuigen. In 2000 heb ik te maken gekregen met een zware burnout. Achteraf gezien denk ik dat ik jarenlang veel te intensief met werk en hobbys bezig ben geweest. Ik ben nu wel grotendeels hersteld maar ik moet toch uitkijken om me niet te intensief ergens in te verdiepen. Daarom zal ik waarschijnlijk ook niet erg actief kunnen meediscussieren.
Groetjes, Gertjan
 
gertjan zei:
Voor degenen die mij niet kennen (de meeste denk ik)
Klik om te vergroten...

Welkom Gertjan :D . ik Denk dat meer mensen jou kennen dan je denkt (depron B2, fans van gunters, indoor learjet etc...)
 
8O jij hebt aardig wat geexperimenteerd met die motoren zeg! :P
leuk dat je je bevindingen deelt d.m.v. die site :)
maar... heb je al iets ontdekt dat goed bruikbaar is als motor voor modelvliegen?
 
Mooie experimenten Gertjan.

De reden van misfire moet je volgens mij zoeken in flux/inductie, of hoe noem je dat ook al weer (HTS electro :oops: )?
Dit word bevestigd door die voorschakel weestanden, waarmee je de spanning een beetje opkrikt.
Ligt dus inderdaad aan de gevoeligheid van de regelaar volgens mij.
Sterkere magneten (duidelijker overgang tussen nord en zuid) kan ook helpen.

Wie bouwd dit even verder uit.
 
jeti gold

Ik zag dat Gert jan een Jeti Gold (gouden sticker) gebruikte. Deze heeft een softe timing en is meer geschikt voor motoren met een wat grotere elektrische tijdconstante (Hacker, Lehner en Kontronic fun motoren van 2 polen en maximaal Astro en Aveox 4 pool motoren.) Voor motoren met meerdere polen cq met kleine elektrische tijdconstante maakt Jeti een regelaar met witte sticker en veel scherpere timing (voor Jeti, Mega en sommige LRK motoren)
Een te softe timing geeft aanloop problemen en problemen met "afslaan" boven een bepaald toerental, een te scherpe timing kost rendement. Via hacker levert Jeti ook nog een "master" serie met in 4 stappen verstelbare timing (zwarte sticker). Deze regelaar kost wat meer maar is voor experimenten met zelf bouw motoren breder inzetbaar.
Vooral buitenlopers hebben een wat moeilijk voorspelbaar aanloop/afslag gedrag en je moet je dan ook serieus af vragen of het de moeite wel loont. Voor de kosten hoef je het niet te doen, want een uitgefikte regelaar is bij veel experimenten een gebruikelijke gang van zaken.
De term LRK betekend volgens velen dan ook: Lauter Regler Kaput.
Begrijp me goed, ik moedig elke vorm van experimenteren aan maar
bedenk wel waar je aan begint.
 
over cd-rom motoren

Ik maak het mezelf gemakkelijk, ik had geen zin mijn tekst nog eens te vertalen :D

A winding diagram (star-Y configuration) for a 9-pole cd-rom motor

s_cdr-wickelschema_klein.gif


A winding diagram for a 6-pole motor (4 or 8 magnetpoles, not a true lrk):
www.yahoogroups.com/group/lrk-torquemax
-> photos
-> mini
The picture is for instruction purposes only, it's not a 'live' motor, too few windings and too thick insulation.

Please keep in mind, a rewound cd-rom motor and also the so called 'mini lrk' are *not* true lrk's, they are fundamentally different. CD-rom motors are classic 'synchronous self commutating' (ok.the controller does this ;-) ) motors. LRK type motors use the lrk/sps winding diagram, only half the armature teeth are wound! Both use the standard brushless controllers.
See:
http://www.aerodesign.de/peter/ (English and German)

So, the lrk winding calculation tools are not applicable for cd-rom motors. There are so many different cd-rom makes and types, it's impossible to come up with a 'catch all' formula. You have to experiment with the number of windings. Use a current limited power supply for experimenting and testing (Bert ;))!

More cd-rom technical information and links here:
http://groups.yahoo.com/group/lrk-torquemax/message/842

Threads on cd-rom motors:
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?s=&threadid=44427
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?s=&threadid=37545
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?s=&threadid=34755

And of course the lrk/cd-rom outrunner discussion, moderated by yours truly ;-)
www.yahoogroups.com/group/lrk-torquemax
You'll find a Frequently Asked Questions document on that site. I'm working on a newer version with more tricks and cd-rom links, just send me a message at ron.van.sommeren@hetnet.nl if you would like to receive a copy.
 
over lrk's

En nog een:

Originally posted by Petri Nygren
... In a typical LRK, you´ve got 12 poles and 14 magnets. To complete a 360 deg revolution, a single pole has to change the direction of it´s magnetic field 14 times...
Klik om te vergroten...
The best and simplest explanation I ever saw :). By the way, this goes for all multipole motors, not only for lrk type motors.


Originally posted by Petri Nygren
... So a common LRK is actually magnetically geared 7:1 compared with normal two-pole motor. You can easily swing props far beyond 20" with an LRK, without even a hint of mechanical reduction gear ...
Klik om te vergroten...
Correct, but you cannot compare it to a mechanical reduction unit, it's just a means to get the message accross. Christian Lucas, the 'L' in lrk, is not happy with the fact that he ever chose those wordings ;). By the way, Christian designs e-motors for a living, for trains, buses, armoured vehicles (E & G).

The very high torque at low rpm comes from:
  1. the 'pancake' geometry: torque = lever * force

    LRK350-10.jpg

    flyware lrk345/15
  2. the higher magnetic flux due to the lrk/sps winding type, only half of the armature poles is wound. More stages (7) of one electric cycle to be found here.

    Feld_0_Grad.gif

    flux at 0 degrees rotation, finite element simulation
  3. and the fact that always the armature poles with the biggest (largest) angle to the magnets are activated:

    LRK_in_action.gif

    simplified animation, only one of three phases shown



Note: the fact that these motors deliver a high torque at low rpm does not mean they cannot rev! I remember Christian Lucas writing that his lrk's run at 20-25krpm, 100+ Amps in his boats. F5D pylon lrk? There is new land to discover in the higher rpm regions for lrk style motors: power = torque * rpm! How about a ducted fan lrk motor, rotating can and blades integrated? Brilliant idea huh, unfortunately, once again, not mine :D. I just pass on information.

For those of you that read German, have a look at the 'lrk motoren' or 'elektro motoren' sub-forums at:
www.rcline.de
www.rc-network.de

Illustrations in this post are from Peter Rother's lrk bible (E & G)
 
@Gertjan
Het kan zijn dat de magnetische flux zo groot is, dat het ijzer in verzadiging treedt. De stroom neemt wel toe maar de flux niet meer. In deze situatie wordt het voor een regelaar (graag een beter woord want het ding regelt helemaal niet: steller?) moeilijk om goede signalen voor de positieherkenning op te pikken.

Verder zijn cd-rom motoren niet de torque beesten die lrk's zijn, deze motoren mogen meer toeren.

@allen
Nooit testen/experimenteren met de regelaar aan een accu, altijd met een stroombegrensde voeding.

Mogelijke oplossingen:
* dikkere buiten ring en/of hogere (stator+ring)
* mindere amperewindingen
* lichtere prop
 
Welkom hier GertJan! die gjkool in de link kwam me al bekend voor.
Vlieg je nog?

Ik ben zeer benieuwd naar je motortjes, zou eigenlijk nog wel weer een keertje langs willen komen om over je schouder heen te spieken.
 
8O Hallo luitjes, bedankt voor al die reacties! Ik ben zelf geen HTS-er, heb dus nu aardig wat om over na te denken.

Ik had dus beter een andere regelaar kunnen kopen?

De voeding die ik gebuik is een volledig instelbare (UenI) en volledig gstabiliseerde (UofI). De maximum stroom is begrensd op 16A. Deze voeding gebruik ik samen met een adapter ivm (niet) uitfikken van de regelaar.

Ik heb vandaag nog 8 magneetjes in de rotor erbij gelijmd en :lol: hoera! de heftige vibraties zijn weg! :lol: Het motortje loopt ook belast beter dan voorheen en lijkt zo prima bruikbaar. Eindelijk kan ik er een bevestigings plaatje achterop maken.
Ik moet nog stuwkracht metingen doen met diverse props. Deze gegevens volgen zsm.

Groetjes, Gertjan.
 
Vibraties kunnen ook veroorzaakt worden door onbalans (te veel lijm op een plaats) en door magneten van verschillende sterkte.

Jeti heeft een regelaar gehad die goed werkte met lrk en cd-rom, toen hebben ze de software aangepast en het was ^$#@ . Vraag me niet welke, ik zie door de software versies de bits niet meer ;)

Je zou kunnen experimenteren met de 'timing' van je regelaar, of kent hij maar een enkele timing setting?
 
@ ron: Ik begrijp wat je bedoelt met die onbalans, maar als ik de rotor op een los asje laat draaien. en met perslucht aanblaas is er geen spoor van vibratie.

@allen: Diverse tests gedaan met prop en het lijkt een goed te gebruiken motor. Max stuwkracht zo'n 450gram bij 9,5V en 12,3A en graupner prop nylon 15x7,5 cm. Motor met prop en motorbevesteging: 49gram. Het motortje wordt wel warm bij 12A, maar niet warmer dan de S400/6V in mijn pibros bij 9V en 16A. Wel veel meer stuwkracht bij een lagere stroom.
Volgende stap is inbouwen in de pibros en vliegen. Misschien recht omhoog? :oops:

Hier twee foto's van de motor wel en niet in actie.
Mijn website werk ik later wel bij.

Groetjes, Gertjan.

http://www.solcon.nl/gjkool/brushless1/testmtr1c.JPG
http://www.solcon.nl/gjkool/brushless1/motor1d.JPG
 
Het drie-polig anker veroorzaakt ook vibraties. Hoe groot??? Een drie-polig anker is geen diametraal symmetrisch systeem: de krachten aan beide kanten van het anker zijn nooit gelijk, daarvoor heb je (bij 3-fasen borstelloze motoren) een anker/stator/armatuur nodig met 6*n polen (n=1, 2, 3, ...): 6, 12, 18, 24, 30 enzovoort.

Verschillend gewikkelde polen kunnen ook vibraties en een slechte motorloop veroorzaken. Goed windingen tellen :D.
Tip: maak de draden allemaal op gelijke lengte voor je gaat wikkelen. Is na wikkelen bij de een pool meer draad over dan heeft die pool minder wikkelingen dan de andere. Als je een heel erg goede (= €€€) weerstandsmeter hebt, of een zelfinductiemeter, van de zaak dus, kun je de (erg lage) weerstand dan wel zelfinductie van de verschillende wikkelingen meten. Deze vormt ook een indicatie voor het aantal opgebrachte wikkelingen. Als er een kortsluiting is tussen twee wikkelingen binnen een enkele spoel, levert dat effectief een wikkeling minder op, ondanks het feit dat even veel draad is gebruikt.

Nog een tip:meet voor ingebruikname of er geen kortsluiting is tussen de verschillende wikkelingen en de stator. Dit kan gebeuren op de scherpe hoeken van de stator. Een methode om dat te voorkomen:
http://home.t-online.de/home/GHagerBI/homep1.htm onder 'lrk'.

Een methode om windingen aan te brengen. Niet met grof geweld, dunnere draaden zou je kunnen rekken en de isolatie kunnen beschadigen.

Toevoeging dd. 10 november naar aanleiding van een opmerking van Gert-Jan ergens anders:
Door het rekken van de draad zal de overgebleven lengte geen goede indicatie zijn voor het beoogde aantal wikkelingen. Of alle draad moet evenveel uitgerekt zijn, dan is nog steeds te constateren dat alle spoelen een gelijk (dat hoeft dus niet persé het beoogde te zijn!) aantal wikkelen hebben.

Klaus-2.jpg
 
Ron, bedankt!

Een 6 polig anker zal inderdaad een oplossing kunnen zijn.
De door mij gebruikte ankers zijn alle fabrieks ankers. Tot nu toe had ik geen zin om ze af te wikkelen en opnieuw te wikkelen. Nu ik een praktisch bruikbaar resultaat heb, heb ik ook de rust om eens geduldig de puntjes op de i te zetten en de boel te perfectioneren.
Ik heb ook verschillende ankers geprobeerd, alle met hetzelfde probleem.

Groetjes.
 
Correctie: het anker hoeft niet diametraal symmetrisch te zijn. Het aantal polen mag een veelvoud van 3 zijn: 3, 6, 9 enz. Alleen bij drie polen kun je onbalans krijgen doordat de 3 polen verschillend bekrachtigd worden. Bij 6, 9, 12 enz. worden de krachten wederzijds opgeheven. Moeilijk om op te schrijven zeg.

Wat ik in mijn eerdere bericht hier boven schreef, p = 6*n (n=1, 2, 3, ...) geldt voor lrk's, waarbij de 6-polige niet in balans is. Logisch, want bij een 6-polige lrk zijn drie polen bewikkeld en heb je, voor wat balans betreft, hetzelfde verhaal als bij een niet lrk.
 
Bedankt Gertjan, mooie beschrijving. Opvallend dat helemaal vol met magneten zo goed werkt. Volgens theorie verhaal zou boven 70% magneet oppervlak rendement weer afnemen, doordat magneten elkaar zouden "uitdoven" bij overgang van N naar Z. Is kennelijk niet zo'n probleem in deze situatie.

Heb je ruimte voor een dikker asje? Opboren lijkt mij simpelste manier om van de trillingen af te komen.
Mischien helpt het ook niet. Je zit nog steeds met vrij lang motorhuis. Door grotere stijfheid krijg je dan mischien juist last van trillingen in het hoge toerengebied.
 
Ha die Harold,
Heb je ruimte voor een dikker asje? Opboren lijkt mij simpelste manier om van de trillingen af te komen.
Klik om te vergroten...

Ik ben bang dat het blikpakketje dan uitelkaar valt...

Mischien helpt het ook niet. Je zit nog steeds met vrij lang motorhuis. Door grotere stijfheid krijg je dan mischien juist last van trillingen in het hoge toerengebied.
Klik om te vergroten...

Daar kun je best wel gelijk in hebben...
Ik wil proberen een klein lager voorop en een wat groter lager achterop met drie draadjes + dikker asje erdoorheen en daarachter de bevestiging.

Ik heb gisteren even op je nieuwe horten website gekeken. Had ik nog niet eerder gezien. Complimenten! Ik zal hem op mijn linkpage zetten.
Hoe snel kun je rollen met zo'n depron horten? Is het een beetje met de pibros te vergelijken?
Een paar weken geleden zocht ik nog naar jou oude site maar die was weg.
 
De laatste dagen ben ik weer aan het experimenteren met de eigenbouw borstelloze motor.
Hier volgen wat ervaringen die interessant kunnen zijn voor iedereen die hier ook mee bezig is.

Een tweede rotor gemaakt en wat uitgebreidere proeven en metingen gedaan met steeds oplopende magneet bezetting.
Eerst 4 groepen van 2 magneten, = 24% magneet bezetting,
dan 4 groepen van 4 magneten, = 49% magneet bezetting,
dan 4 groepen van 6 magneten, = 74% magneet bezetting,
dan 4 groepen van 8 magneten, = 99% magneet bezetting.

De meetresultaten bevestigen de eerdere observaties:
Hoe hoger de magneetvullingsgraad:
- hoe hoger het maximum koppel,
- hoe lager de neiging tot "misfire",
- hoe hoger het rendement.
Elke vullingsgraad-stap geeft steeds weer een behoorlijke verbetering van de prestaties. Ook de laatste stap van 74% naar 99% geeft een niet te versmaden rendements verhoging én verminderde "misfire" neiging.

Het is in principe mogelijk dat met een andere regelaar, die niet de neiging tot misfire heeft, een motor met lagere magneetvullingsgraad goed gebruikt kan worden voor hoogtoerige toepassingen, bijvoorbeeld in een impeller.
Ook is het mogelijk dat het rendement dan best wel meevalt, mede vanwege de dan veel kleinere prop (impeller dus).

Na het laatste bericht van Ron http://www.modelbouwforum.nl/phpBB2/viewtopic.php?t=597 waarin een verwijzing naar een thread over "misfire" en ongelijk aantal wikkelingen, http://www.rclineforum.de/cgi-bin/YaBB.pl?board=elektro&action=display&num=18638 ben ik ook hiermee wat gaan experimenteren.

Tot nu toe heb ik steeds een ankertje gebruikt dat al (fabrieksmatig) gewikkeld was.

Eerste wikkelpoging:
Zo'n anker heb ik leeg gemaakt, en zelf weer gewikkeld met nieuw draad van dezelfde dikte (0,41mm).
Eerst de 3 draadlengtes precies gelijkgemaakt. Dan wikkelen maar. Netjes en redelijk strak. 33 windingen per spoel. Wat is dat tellen moeilijk zeg! Aan het eind van het wikkelen had ik ongelijke draadlengtes over. Ik zal me wel vergist hebben, dacht ik, dus hier en daar een wikkeling erbij, en de overgebleven draadlengtes waren ongeveer gelijk.
Diverse looptesten uitgevoerd, maar de resultaten waren niet beter, maar juist iets slechter dan voorheen!
Dus weer afgewikkeld en heel geconcentreerd geteld daarbij. De resultaten: 33, 34 en 35 wikkelingen.... Daarna de lengtes gecontroleerd en die verschilden nu behoorlijk! (had eigenlijk gelijk moeten zijn)

Hoe komt dit nu?

Koperdraad is zacht, en een draad van 0,41mm is heel gemakkelijk uit te rekken! Tijdens het "strak" wikkelen rekt het draad behoorlijk uit. Dat was in mijn geval wel tot zo'n 8cm. En zo bijzonder hard had ik echt niet getrokken.
Dus: Bij deze draaddikte is de lengte geen bruikbare maat voor het aantal wikkelingen.

Tweede wikkelpoging:
Weer de draadlengtes precies gelijk gemaakt (nu als test), vrij losjes en snel gewikkeld, en natuurlijk goed tellen! Dat gaat zowiso makkelijker bij snel wikkelen. Ik had na afloop weer ongelijke lengtes over. Daar heb ik me nu niets van aangetrokken. Weer getest, en de motor liep nu goed, ongeveer zoals met een standaard anker.
Voor controle het anker weer afgewikkeld en geteld. Nu waren wel alle spoelen van hetzelfde aantal wikkelingen! Draadlengtes weer vergeleken, waren tot op 1mm van gelijke lengte.

Conclusie één:
Draadlengte is in dit geval (0,41mm en 33wdg) géén goede controle methode.
-Omdat de draad gemakkelijk uitrekt, en
-Omdat er tijdens het wikkelen lengte verschillen ontstaan door draadpositie verschillen.

Conclusie twee:
Een klein verschil (b.v. 1) in het aantal wikkelingen per spoel, heeft ook maar een kleine negatieve invloed op het "overslaan" of "misfire" van die motor/regelaar/voedingsspannings combinatie.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top