Viklovanje outrunner motora bez četkica

[SloMi]

Viklovanje "outrunner" elektro motora bez četkica
-------------------------------------------------
Svi mi imamo po neki pregoreli outrunner elektro motor bez četkica,
i većini ne pada na pamet da ih popravlja, jer su do nedavno 
bili jeftini i pristupačni, i mogli su se brzo zameniti novim motorima.
Ali od nedavno stvari u svetu su se bitno promenile i ona srećna
vremena za modelare su danas davno prošla.

Meni se dogodilo da na novoj jedrilici pregori motor Turnigy SK3-3530-
1150kv tako što sam u letu modela više puta uključivao motor da se model
popne a jednom sam duže vreme držao uključen motor da odletim na drugu
lokaciju. Kad sam sleteo motor više nije hteo da radi, posle otvaranja
poklopca iz trupa je izbio smrdljivi dim pregorelog motora. Odmah sam
kao i do sada otvorio HobbyKing na internetu i na moje iznenađenje
video nove cene motora (2 do 3 puta veće nego ranije) a tek transport
da padneš u nesvest! Ali mogu da biram: ako je iz skladišta u Holandiji
onda novi motor stiže za 7 dana, ali taj transport košta kao 2 motora
(sve je oko 85Evra) ili možeš za transport da izabereš skladište u
Hong Kongu za oko 10 $ (sve je oko 45Evra) ali ćeš čekati ne zna se
koliko (i do 3 meseca) i nećeš znati gde se tvoja roba nalazi, i ako
ne dođe nestala je...ćao.

Ja sam izabrao to drugo rešenje jer ne žurim, pa dok čekam moj novi motor
ajde da se malo uputim u te motore, pa ja sam iz elektro struke. I tako
malo po malo nađem dosta podataka na internetu, ljudi motaju te motoriće
levom rukom, pa valjda mogu i ja desnom. Upoznavanje sa ovim motorima
je trajalo oko nedelju dana, onda sam se presabrao i utvrdio da ja
imam i nekih lak žica, i tako sam odlučio da ja popravim svoj pregoreli
motor, a novi kad i ako stigne imaću rezervu...

Prvog dana rastavio sam motor u delove, skinuo namotaje sa zuba gvozdenog
dela statora, snimio šta sam mogao, popravio izolaciju gvožđa epoxy lepkom
gde je trebalo, a idućeg dana namotao nove navoje jednom žicom umesto sa
4 paralelne strune, sve ponovo sklopio, isprobao i juče dobio novi-stari
motor, a kako je to sve ispalo opisaću u sledećem nastavku (2).
       

[SloMi]

Nastavak 2
Viklovanje "outrunner" elektro motora bez četkica
-------------------------------------------------

Taj motor prikazan je na donjoj slici.

Kada sam ga otvorio, odnosno odvojio rotor od statora, jednostavno prstima 
jer nema nikakvog osigurača, video sam da motor ima 12 polova na statoru i
14 magneta na rotoru, što se piše kratko 12N14P. Uzgred prečnik gvozdenog dela statora je 30.0 mm.

Potom sam pažljivo izbio sva tri kuglična ležaja iz Al statora, jedan veći
napred i dva manja nazad.

Na aluminijumskom (Al) delu statora nalazi se prstenasti osigurač da gvožđe
ne bi spalo i on se mora ukloniti šilom. Ako je jako zalepljen grejanje pomaže
da otpusti.

Sad vidim ceo gvozdeni deo statora i namotaje sa obe strane i vidim nema centralnog čvora što znači da namotaji nisu vezani u zvezdu nego u trougao
(to je trofazni motor). E su mi je sada pomogli prilozi sa interneta a naročito
sa RCGroup-e "dLRK-Evolution-Winding-Scheme" autora Skylara :

https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?2602208-dLRK-Evolution-Winding-Scheme

koji je dodao novu sliku šeme namotaja motora. Ja sam za moj motor izabrao upravo tu drugu sliku jer sam ocenio da je to najbolji raspored krajeva namotaja koji posle treba da se međusobnmo povežu. To znači da moj novi motor ima stručnu oznaku 12N14P-dLRK-Evolution.

U oznaci "dLRK" d znači delta veza (trougao) a LRK su početna slova pronalazača te vrste elektro motora.

Kada sam odlemio priključne vodove od namotaja odmah sam video da su sva tri namotaja rađeni sa 4 paralelne lak žice prečnika 0.27mm ili 0.28mm pa sam pretpostavio da se radi o žicama od bakra prečnika 0.25mm. Ja nemam takvu žicu ali imam CuL žicu prečnika 0.5mm, koja ima istu površinu poprečnog preseka, pa ću koristiti nju umesto te četiri. Ta promena imaće nekoliko posledica: Prvo, porašće otpor namotaja za naizmeničnu struju (zbog skin efekta) jer će se smanjiti udeo površine žice u odnosu na presek, što znači da će i maksimalna snaga motora biti malo manja, ali će namotaji moći pravilno da se slažu jedan do drugog, i ostaće veći prostor za strujanje vazduha između namotaja i bolje hlađenje, što mi se više dopada. Snaga tog motora i onako je suviše velika za moju jedrilicu.

[SloMi]

Viklovanje "outrunner" elektro motora bez četkica       (deo 3)
-------------------------------------------------

A evo kako sam odvojio gvožđe od Al tela statora. Za taj posao pričvrstio sam malu stegu na ploču stola i u nju po prečniku stegao gvožđe statora tako da je Al čelo statora stojalo horizontalno. Na to čelo stavio sam peglu i termostat uključio na najveću temperaturu, i ostavio tako da se greje dok namotaji na zubima gvožđa ne zadime. Onda sam uklonio peglu i sa 2 jača šrafcigera svukao Al telo iz gvožđa, i gotovo! Ništa lakše, ali ako to ne ide verovatno niste uklonili prstenasti osigurač sa vrata Al tela. (Ne zaboravite da isključite peglu!)

Kada sam konačno došao do samog gvožđa sa namotajima bez ostalih delova, prvo sam na kapu svakog zuba gvožđa upisao crnim filc flomasterom redni broj tog zuba. Počeo sam od zuba ispod koga je mali polukružni otvor za ulaz poprečnog osigurača koji sprečava okretanje gvožđa na Al telu. To je broj 1, pa udesno (u smeru kretanja kazaljke na satu) ide 2,3, itd. do 12. Naravno tako da lice gvožđa ostane prema vama kao što je bilo na originalu. Te brojke će vam biti ključne za viklovanje.

E sada kako skinuti stare pregorele namotaje? Probao sam da ih odvijam polako i pažljivo. Ma ni govora, to nije bilo moguće. Sve je zatopljeno smolom, kreneš da odmotavaš, ide 2 namotaja pa dalje ne ide. Pokida se 1 struna, pa druga pa sve četiri i više nemaš ništa da uhvatiš. To ne ide tako. Nego na scenu stupa mali ručni modelarski tanki brusni cirkular. Preseći ću sve namotaje popreko sa obe strane gvožđa pažljivo i samo do zelene izolacije gvožđa, a onda šrafcigerima i klještima ukloniti navoje. Tako je krenulo i uspelo je. Ostavio sam samo jedan zub da sa njega snimim broj namotaja, i to sam uspeo. Bilo ih je tačno 15, a dužina učetvorostručene žice na jednom zubu 33cm, što znači da je po svakoj fazi bilo 4 puta više, a na celom motoru sa 3 faze 12 puta više nego na jednom zubu, i to je oko 1.5m po svakoj fazi ili oko 4.5m na celom motoru. E sada sam imao sve potrebne podatke o motoru. A šta je sa čime bilo povezano, ništa od toga nisam saznao, to sam zanemario.

Kada sam konačno oslobodio gvožđe od starih namotaja dobro sam pregledao zelenu izolaciju na gvožđu i epoxy lepkom sam je popravio gde god je bila oštećena.
Posle toga došlo je na red motanje novih navojaka, po šemi veza datoj na priloženoj slici.

[drjack]

Odličan topic,
Pokusao sam nekoliko puta da odvojim gvoždje s navojima od fiksnog dela motora, ali svaki put sam samo iskrivio ili oštetio kućište motora na kome je nasadjeno gvoždje. Do gvoždja nikada nisam uspeo da stignem a imam hrpu tih izgorelih motora. Pominješ neki osigurač koji sam ja očito prevideo a i nije čudo oćoravilo se. Jel možeš da ga slikaš kada ga vratiš da vidim gde stoji. Na yu tubu sam gledao ali svi ili greju ili potapaju u aceton i 100 drugih načina, niko ne spominje taj osigurač

[SloMi]

Na donjoj slici vidi se delimično rastavljen novo viklovan motor i ispod Al tela statora ona polukružna žica je čelični osigurač koji leži u žljebu vrata Al tela, da ne bi gvožđe moglo da spadne sa tog vrata. Žljeb je tačno iznad kugličnog ležaja koji se vidi. Osigurač je zalepljen u tom žljebu...

[SloMi]

Viklovanje "outrunner" elektro motora bez četkica       (deo 4)
-------------------------------------------------
Da bi se razumela ova slika, odnosno šema veza 12N14P_Evolution, prvo treba reći da postoji slična šema ali bez onog Evolution. Ta druga nas ovde ne interesuje, ova je naprednija varijanta (ali nema veze sa SNS).

Na ovoj slici vidimo da je svaki zub gvozdenog jegra statora označen brojkama od 1 do 12 u desnom smeru. Crvenim linijama nacrtani su namotaji prve faze, plavom bojom druge faze i zelenom bojom treće faze. Dakle svakoj fazi pripada po 4 zuba sa po 15 navojaka lak žice i sva 4 su ustvari od jednog komada lak žice prečnika 0.5mm dužine oko 1.5m. Ali pri tom treba jako voditi računa o smerovima motanja žice, da li je u smeru kretanja kazaljke na satu (CW ili desni smer) ili suprotnom (CCW ili levi smer ili suprotan desnom smeru).

Ako sve zube u desnom smeru označimo velikim slovima A,B,C a sve zube u levom smeru malim slovima a,b,c onda vidimo da zubu "1" i "8" pripada slovo A, a zubima "2" i "7" pripada slovo a. Na taj način vidimo da se zubi ređaju po slededećem rasporedu
A,a,b,B, C,c,a,A,B,b,c,C ili AabBCcaABbcC ili:

Redni broj zuba   ........1__2__3__4__5__6__7__8__9__10__11__12
Slovo........................A__a__b__B__C__c__a__A__B___b___c___C

To je jako važno jer ovakav raspored namotaja obezbeđuje pravilno obrtno magnetno polje trofaznog statora koje magnetnim silama vuče stalne magnete rotora kontinualno bez preskakanja bez obzira na brzinu obrtanja. Ako se toga ne pridržavate dobićete motor koji neće hteti da se vrti pod električnim naponom.

Ova šema važi kako za motore 12N14P tako i za motore 12N10P. Za motore sa drugim brojem polova i magneta dijagram namotaja treba pronaći u priloženoj tabeli.

Dakle na gvožđu motora imaćemo ukupno tri namotaja lak žice sa 6 krajeva. Dobra praksa je da se svi krajevi obeleže slovima A,B,C uz oznake početka (starta) i kraja (end): As, Ae, Bs,Be, Cs,Ce. I kada se završi motanje svih namotaja spojiće se uvijanjem i lemljenjem krajevi namotaja (As i Ce), (Be i Cs) i (Ae i Bs).

Pripremite komad CuL žice prečnika 0.5mm dužine 1.5m tako što je najpre fino ispeglate provlačenjem kroz meku krpu pritisnutu prstima. Na početak žice zalepite papirnu oznaku As i krenite sa motanjem žice udesno na zub broj "1" ostavljajući slobodan kraj u dužini od 5 cm koji pridržavajte palcem leve rukeuz lice gvožđa. Motanje započnite od dna žljeba gvožđa i to tako da navojci budu jedan do drugog. Deblje plastične kartice mogu biti korisne za utiskivanje namotaja ako je tvrđa žica. Izbegavajte metalne šrafcigere za taj posao, oštečićete lak izolaciju na žici, koristite plastične ili drvene pritiskivače.

U prvom sloju može da stane 9-10 navojaka, što znači da još 5-6 navojaka treba dodati u drugom sloju da bi se dobilo ukupno 15 navojaka na jednom zubu. Poslednji navojak završite sa iste strane gvožđa (na licu) i pređite na zub broj 2 ali sada motajte u suprotnom smeru (ulevo) jer je to zub sa malim slovom a. Dalje vodite žicu po obodu unutrašnjeg otvora na gvožđu do zuba 7 opet do malog a odatle  do zuba 8 sa velikim A gde motanje ide udesno. Završite motanje i na kraj žice zalepite oznaku Ae. Taj kraj takođe ne mora da bude duži od 5 cm, višak dužine odsecite.

Uradite sve to tačno po šemi i za preostala dva namotaja B i C i dobićete 6 krajeva koji strče iz gvozdegog jezgra statora. Počev od 2.5cm od namotaja uklonite lak sa svih krajeva u dužini 1.5 do 2cm struganjem laka žiletom ili skalpelom i na kraju brusnim papirom. Proverite AVOmetrom da nema kontakata namotaja sa gvožđem niti između namotaja. Ako je sve u redu uvrnite ogoljene krajeve bakarnih žica jedan uz drugi po šemi As+Ce, Be+Cs, Ae+Bs i zalemite te sastave tankim slojem kalaja. Na te krajeve zalemićete priključne vodove sa konektorima. Sva zalemljena mesta ćete izolovati na kraju termoskupljajućim cevima.

[SloMi]

Viklovanje "outrunner" elektro motora bez četkica       (deo 5)
-------------------------------------------------
Dalje vam je sve jasno: kada motor ponovo kompletno sastavite izmerite mu težinu i isprobajte ga da li uopšte radi. U tu svrhu povežite vaš motor bez elise na ESC pa na izvor struje, ali nikako na Litijumsku bateriju, ako nešto nije u redu pregoreće vam ne samo motor nego i ESC. Zato umesto LiPo baterije koristite mrežni izvor napajanja 230V,50Hz sa DC izlazom 10-12V/1A (PSU) koji vam neće ništa pregoreti.

Jako dobar mrežni izvor napajanja 0-30V/3A možete sami napraviti po šemi i uputstvima datim ovde https://www.electronics-lab.com/project/0-30-vdc-stabilized-power-supply-with-current-control-0-002-3-a/

Ako sve radi dobro, dajte i izmerite maksimalni broj obrtaja u minuti (rpm), izmerite pri tom struju Io u Amperima koja teče iz PSU (Power Suply Unit) i napon U u Voltima iz PSU. Ako ste sve te podatke zapisali podelite maksimalni broj obrtaja sa naponom i dobićete karakteristiku Kv vašeg novog motora u praznom hodu, odnosno koliki je broj obrtaja u minuti po Voltu priključnog napona.

Ja sam sve to odradio: motor je odmah dobro radio u praznom hodu i besprekorno je pratio promenu brzine na predajniku. Za merenje struje i napona koristio sam Turnigy Power Meter 60V/100A, a za merenje brzine obrtanja Turnigy Micro Tachometer https://hobbyking.com/en_us/turnigy-fidget-spinner-tachometer.html?queryID=bfe5489341eba22898e6a7f8360bf981&objectID=23495&indexName=hbk_live_products_analytics

Rezultati mojih merenja pokazali su mi da sam odradio odličan posao i od pregorelog motora napravio sam ponovo novi motor sa odličnim karakteristikama. Izmerio sam da se pri naponu od 11.5V rotor vrteo sa 12300 obrtaja u minuti i da je pri tom struja praznog hoda iznosila Io=0.95A. To znači da moj novi motor ima koeficijent brzine od Kv=12300rpm/11.5V=1069.6 rpm/V ili okruglo Kv=1070 rpm/V. Takođe sam izmerio minimalnu brzinu obrtanja od 2220 rpm, i električni otpor motora za jednosmernu struju od Rm=86.7 mili Ohma. Ta vrednost otpora Rm je nešto povišena u odnosu na originalan motor za koji se navodi Rm=0.0069 Ohm, što znači da će moj motor imati veće omske gubitke.

U deklaraciji Hobby Kinga za taj motor se navodi Kv=1150 rpm/V što je za 7.5% veća vrednost od mog novog motora. To je verovatno zbog toga što sam ja usvojio 15 navojaka po trnu, a bio sam u dilemi da radim sa 14 ili čak sa 13 navojaka što bi dalo brži motor, ali ovo mi je bilo prvo viklovanje bez iskustva i pri tom nije uopšte bilo kritično da se motor brzo vrti, bitno je bilo da zadovoljavajuće radi. 

Tek treba da analiziram sve te podatke da bi doneo neke buduće zaključke, koje ću svakako i ovde izložiti, ali mislim da sam uradio dobru stvar i nadam se da je ova tema zanimljiva i za druge ljude koje ovde ohrabrujem da urade isto sa svojim pregorelim motorima. Posle prvog viklovanog motora porašće vam samopouzdanje i videćete da to nije tako komplikovano ni teško ali je jako korisno pa i finansijski...

[SloMi]

Na donjoj slici vidi se delimično rastavljen novo viklovan motor i ispod Al tela statora ona polukružna žica je čelični osigurač koji leži u žljebu vrata Al tela, da ne bi gvožđe moglo da spadne sa tog vrata. Žljeb je tačno iznad kugličnog ležaja koji se vidi. Osigurač je zalepljen u tom žljebu...

Na poslednjoj slici vide se lepo 2 osigurača na Al statoru (odmah iznad kuglišnog ležaja). Prstenasti C osigurač koji obavija vrat Al statora, i I osigurač u žljebu statora i žljebu gvožđa. Oba osigurača su u originalu zalepljena epoxy lepkom (kod mene još nisu, zato se lepo vide). C osigurač se vadi oštrim šilom
uz grejanje ako je potrebno. I osigurač se ne vadi. On ne smeta rastavljanju gvožđa od Al tela statora.

[SloMi]

Malo sam prelistao šta sam sve napisao i vidim da ima puno štamparskih grešaka ali ima i takvih da ponegde ima i suvišnih nula, što nije baš dobro. Tako na primer u Delu 5 navodim da je Rm=0.0069 Ohm a trebalo je da stoji
Rm=0.069 Ohm. Možda ima još takvih grešaka u tekstu koji sam ja pisao ali ga nisam naknadno dovoljno dobro redigovao, više sam bio okrenut ka izlaganju teme ...Nadam se da to neće uticati na primenu opisane metode popravke naših elektro motora.

[drjack]

Hvala za topic, nisam dvoljno obratio pažnju na te osigurače , gledajuci  uputstva na yutubu, obzirom da su bili zaliveni nisam ih ni primetio nego zapeo ko sivonja , grejao, potapao u aceton i svasta nesto i sigurno upropastio bar 3 kom. Sada sam na odmoru ali kad se vratim nastavljam rabotu imam ih jos dovoljno u furdi..

[SloMi]

Ja imam još jedan spaljen motorčić. To je TR 2217/16, i sa njim sam bio jako zadovoljan. Ali tada sam nabavio novi i na stari zaboravio. Ali pasle nekog vremena rastavio sam ga i pokušao da razdvojim statorsko gvožđe od aluminijumskog tela i upravo sam koristeći metodu 2 šrafcigera iskrivio Al telo, pa pošto nije više bilo za upotrebu, odsekao sam ga i bacio a zadržao gvožđe. Sada sam ga ponovo pregledao lupom i vidim da nema prstenastog osigurača verovatno zato što je gvožđe jako široko, pa lepak može da prenosi silu gvožđa bez proklizavanja. Pokušaću da izbacim ostatak Al tela tako što ću grejati samo gvožđe sa namotajima direktno na plamenu butana.

[SloMi]

Kao što sam rekao to sam i uradio i za 10 minuta razvadio Al telo i gvožđe statora.

Prvo sam našao čelični uložak prečnika 8mm (Če tipla za šraf M6mm), koji knap ulazi do sica u otvoru Al tela (vidi sliku), a zatim utisnuo tiplu u Al otvor do sica. Držeći stator klještima za šraf M6 grejao sam na otvorenom plamenu butana gvožđe sa namotajima oko 3 -4 minuta dok lak na namotajime nije počeo da dimi i gori, pa sam ga postavio odgore na stegu i dalje držeći stator klještima, sa dva udarca čekića rastavio na delove ...Koliko je pritom gvožđe i izolacija na njemu oštećena, ne znam, trebalo je verovatno manje da ga grejem (do 150C-200C bi bilo dovoljno), ali za mene nije šteta jer tog Al dela statora više nemam....ipak ukloniću sada namotaje i snimiti žicu i eventualna oštećenja izolacije gvožđa...

[SloMi]

Taj motor TR 2217/16 pregoreo sam 2012. godine, dakle pre 10 godina. Prečnik gvožđa je samo 22mm, pa je i žljeb za slaganje namotaja mali.
Namotaji su rađeni sa u-više-stručenim lak žicama prečnika ispod 0.1 mm, i posle uvida u stanje stvari odlučio sam da dalje ne radim na njemu.
Nema svrhe...ali ako postoje neka pitanja ili nejasnoće trudiću se da odgovorim i pomognem da se reši problem.

Nadam se da ću na ovom mestu uskoro čitati i o drugim uspešno viklovanim motorima ...

[dejan_ts]

slomi dok si pisao ovaj topik meni se desilo da sam pregoreo motor posle dve godine letenja sa jedrilicom ,

motor koji imam je iste oznake kao tvoj prvi 3530/14 1100kv turnigy

esc jeep od 40 a

pitanje ,ja jesam odvoji ogvozdje od AL ali osiguraca nigde nisam video osim lepka ,

pri demontazi gvozdja ostetio sam ono zeleno na namotajima kao neka zastita ,

kaok ja to da saniram ,sta je to zeleno ,gde se moze na

pri razvaljivanju namotaja vodio sam racuna oko namotajima ,kod mene su 12 namotaja po 3 zice ili licne od 0.3

smem li da uzmem neku odredjenu duzinu licni ,pritom na tu duzinu malo da ih upredem da budu malo sjedinjene jer koliko vidim letece to svaka za sebe


e tako



poz


Dejan Ts

[SloMi]

Dejane,
Neki motori imaju osigurač na statoru na spoju Al i gvožđa a neki imaju samo epoxy lepak.

To zeleno na statoru gvožđa je električna izolacija gvožđa.  Izrađena je od epoxi smole. Oštećenja obavezno popraviti dvokomponentnim epoxi lepkom (bezbojnim) pa posle potpunog očvršćavanja od bar 24h može se vršiti namotavanje. Moj savet ti je da ne vršiš upredanje tri lak žice jer će paralelne žice ravnomernije popunjavati prostor bez stvaranja čvorova. Ja sam radio sa jednom lak žicom prečnika 0.5mm i za svaku fazu upotrebio sam po 1.5m žice (na jedan zub gvožđa ide oko 0.33 m žice). Pazi na smerove namotaja. 

Želim ti srećan rad,  Pozdrav Slomi.