Бесколлекторный двигатель диапазон оборотов

Бесколлекторные электродвигатели

Бесколлекторные (brushless англ.) электродвигатели пришли в моделизм сравнительно недавно, в последние 5-7 лет. В отличие от коллекторных моторов они питаются трехфазным переменным током. Бесколлекторные двигатели эффективно работают в более широком диапазоне оборотов и имеют более высокий КПД. Конструкция двигателя при этом проще, в ней нет щеточного узла, и нет необходимости в техническом обслуживании. Можно сказать, что бесколлекторные моторы практически не изнашиваются. Стоимость бесколлекторных двигателей несколько выше, чем коллекторных. Это вызвано тем, что все бесколлекторные моторы снабжены подшипникам и, как правило, изготовлены более качественно. Хотя, разрыв в ценах между хорошим коллекторным мотором и бесколлекторным двигателем аналогичного класса не столь уж велик.

По конструкции бесколлекторные моторы делятся на две группы: inrunner (произносится как «инраннер») и outrunner (произносится как «аутраннер»). Двигатели первой группы имеют расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри магнитный ротор. Двигатели второй группы — «аутраннеры», имеют неподвижные обмотки, внутри двигателя, вокруг которых вращается корпус с помещенными на его внутреннюю стенку постоянными магнитами. Количество полюсов магнитов, используемых в бесколлекторных двигателях, может быть разным. По количеству полюсов можно судить о крутящем моменте и оборотах и двигателя. Моторы с двухполюсными роторами имеют наибольшую скорость вращения при наименьшем крутящем моменте. Эти моторы по конструкции могут быть только «инраннерами». Такие двигатели часто продаются уже с закрепленными на них планетарными редукторами, так как их обороты слишком велики для прямого вращения пропеллера. Иногда такие моторы используют и без редуктора — например, ставят на гоночные авиамодели. Моторы с большим количеством полюсов имеют меньшую скорость вращения, но зато больший крутящий момент. Такие моторы позволяют использовать пропеллеры большого диаметра, без необходимости применять редукторы. Вообще, пропеллеры большого диаметра и небольшого шага, при относительно низкой частоте вращения обеспечивают большую тягу, но сообщают модели небольшую скорость, в то время как маленькие по диаметру пропеллеры с большим шагом на высоких оборотах обеспечивают высокую скорость, при сравнительно небольшой тяге. Таким образом, многополюсные моторы идеально подходят для моделей, которым нужна высокая тяговооруженность, а двухполюсные без редуктора — для скоростных моделей. Для более точного подбора двигателя и пропеллера к определенной модели, можно воспользоваться специальной программой MotoCalc.

Так как бесколлекторные моторы питаются переменным током, для работы им необходим специальный контроллер (регулятор), преобразующий постоянный ток от батарей в переменный. Регуляторы для бесколлекторных двигателей представляют собой программируемое устройство, позволяющее контролировать все жизненно важные параметры двигателя. Они позволяют не только менять обороты и направление работы мотора, но и обеспечивать в зависимости от необходимости плавный или резкий старт, ограничение по максимальному току, функцию «тормоза» и ряд других тонких настроек двигателя под нужды моделиста. Для программирования регулятора используются устройства для подключению его к компьютеру, либо в полевых условиях это можно делать с помощью передатчика и специальной перемычки.

Производителей бесколлекторных моторов и регуляторов к ним очень много. Конструктивно и по размерам бесколлекторные двигатели тоже сильно различаются. Более того, самостоятельное изготовление бесколлекторных двигателей на основе деталей от CD-приводов и других промышленных бесколлекторных моторов стало весьма распространенным явлением в последнее время. Возможно, именно по этой причине у бесколлекторных двигателей сегодня нет даже такой приблизительной общей классификации как у коллекторных собратьев. Подведем краткий итог. На сегодняшний день, коллекторные двигатели в основном используют на недорогих хоббийных моделях, или спортивных моделях начального уровня. Эти двигатели не дороги, просты в эксплуатации, и по-прежнему составляют самый массовый вид модельных электромоторов. Им на смену идут бесколлекторные моторы. Единственным сдерживающим фактором пока остается их цена. Вместе с регулятором бесколлекторный мотор стоит на 30-70% дороже. Однако, цены на электронику и моторы падают, и постепенное вытеснение из моделизма коллекторных электромоторов — лишь вопрос времени.

Бесколлекторный двигатель диапазон оборотов

При авиационном моделировании, создании моделей автотранспортных средств и водного транспорта используются два основных типа двигателей — коллекторные и бесколлекторные. Понять различие их устройства можно уже из названия. В бесколлекторных двигателях функцию отсутствующего коллектора исполняет современная электроника. Однако это не значит, что подобный двигатель — модная новинка.

История использования бесколлекторных двигателей насчитывает более 50 лет. Датой создания первого мотора такого типа считается 1962 год. За это время бесколлекторные двигатели постоянного тока (они же вентильные*) нашли широкое применение не только в моделировании, но и в холодильном оборудовании, системах кондиционирования, рельсовом транспорте и других отраслях промышленности.

Заменой громоздкого коллектора обусловлены основные преимущества бесколлекторных электродвигателей. С удалением сложного и требующего дополнительного обслуживания коллектора двигатель упрощается как конструктивно, так и функционально. Кроме того, такой двигатель по сравнению с аналогичным коллекторным:

• легче по весу;
• компактнее;
• тратит меньше энергии на коммутацию;
• имеет более высокий КПД на единицу веса;
• потребляет меньше энергии;
• не требует регулярного техобслуживания;
• обладает широким диапазоном скоростей вращения;
• меньше нагревается в процессе эксплуатации.

Бесколлекторный двигатель не боится воды, пыли и агрессивных сред, не создаёт помех в радиоэфире. Все эти достоинства омрачает лишь один недостаток – высокая цена электронного блока управления (регулятора), без которого использование двигателя невозможно.

Для тех, кто серьёзно относится к моделированию и хочет занять призовое место на соревнованиях, – электробесколлекторные двигатели для моделей будут оптимальным вариантом. Они надёжны, функциональны, выносливы, долговечны и прошли испытание временем. Лучше потратить деньги один раз, чем постоянно вкладывать их в мелкий (и не очень) ремонт дешевого двигателя. С таким двигателем любая модель легко набирает скорость, которую можно плавно регулировать в процессе движения.

Диапазон предлагаемых для моделирования двигателей бесколлекторного типа достаточно широк. Они отличаются друг от друга:

• мощностью;
• показателем KV (скорость вращения мотора в расчете на 1 вольт напряжения);
• габаритами.

Наиболее часто встречаются представители данной категории длиной от 80 до 750 мм. Диаметр двигателя такого типа, предназначенного для моделирования, может составлять от 32 до 63 мм, а вес — от 5 до 570 грамм. Для приведения в действие модели самолета, вертолета, водного судна или автомобиля достаточно выбрать наиболее подходящий для данной модели бесколлекторный мотор и запустить его с помощью источника электрического тока (аккумулятора).

* — Название типа происходит от принципа создания вращающегося магнитного поля с помощью транзисторов (электрических вентилей), которые последовательно включают обмотки двигателя.

Бесколлекторные двигатели

Главная проблема всех двигателей – это перегревание. Ротор вращался внутри какого-нибудь статора, и поэтому тепло от перегрева никуда не уходило. Людям пришла в голову гениальная идея: вращать не ротор, а статор, который при вращении охлаждался бы воздухом. Когда создали такой двигатель, он стал широко использоваться в авиации и судостроении, и поэтому его прозвали Вентильным двигателем.

Вскоре был создан электрический аналог вентильного двигателя. Назвали его бесколлекторным мотором, потому что у него не было коллекторов (щеток).

Бесколлекторный двигатель.

Бесколлекторные (brushless англ.) электродвигатели пришли к нам сравнительно недавно, в последние 10-15 лет. В отличие от коллекторных моторов они питаются трехфазным переменным током. Бесколлекторные двигатели эффективно работают в более широком диапазоне оборотов и имеют более высокий КПД. Конструкция двигателя при этом относительно проще, в ней нет щеточного узла, который постоянно трется с ротором и создает искры. Можно сказать, что бесколлекторные моторы практически не изнашиваются. Стоимость бесколлекторных двигателей несколько выше, чем коллекторных. Это вызвано тем, что все бесколлекторные моторы снабжены подшипникам и, как правило, изготовлены более качественно.

(на катринке статор перепутан с ротором)
Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора и подвижной части — ротора.

Данный тип двигателя создан с целью улучшения свойств электродвигателей постоянного тока. Высокие требования к исполнительным механизмам (в частности, высокооборотных микроприводов точного позиционирования) обусловили применение специфических двигателей постоянного тока: бесконтактных трехфазных двигателей постоянного тока.

Достоинства и недостатки бесколлекторных двигателей:

Достоинства:
-Частота вращения изменяется в широком диапазоне
-Возможность использования во взрывоопасной и агрессивной среде
-Большая перегрузочная способность по моменту
-Высокие энергетические показатели (КПД более 90 %)
-Большой срок службы, высокая надёжность и повышенный ресурс работы за счёт отсутствия скользящих электрических контактов

Недостатки:
-Относительно сложная система управления двигателем
-Высокая стоимость двигателя, обусловленная использованием дорогостоящих материалов в конструкции ротора (магниты, подшипники, валы)

Создание бесколлекторного двигателя (1):

Однажды я уже писал про создание бесколлекторного двигателя из старого колекторного двигателя: http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/598/

Испытания показали:
Тяга с винтом 8х6 = 533 грамма,
Частота вращения = 5433 об/мин,
Потребляемая мощность = 120 ватт (это только при холостом ходу!), а с винтом вообще 330 ватт. Это очень плохие показатели, и поэтому было решено создать новый с улучшенными характеристиками бесколлекторный двигатель. (его КПД = 23%)

Создание бесколлекторного двигателя (2):

На самом деле нельзя утверждать, что новый двигатель полностью создан мною, т.к. сделан он из старого, сломанного и сгоревшего бесколлекторного двигателя, можно сказать, что он восстановлен (починен и перемотан системой треугольника). Отличается он от первого тем, что у него вместо 3 зубьев 12, другая система обмотки и более правильная конструкция с использованием подшипников.
О том как перематывать двигатели я вам рассказывать не буду, а просто дам ссылку об этом: http://rc-aviation.ru/mtech/735-remont/1176-peremotka-dvigatelya, а также дам вам совет перематывайте не одной проволкой, а косичкой из нескольких, более тонких проволок.

Испытания показали:
Тяга с винтом 8х6 = 754 грамма,
Частота вращения = 11550 об/мин,
Потребляемая мощность = 9 ватт (без винта), 101 ватт (с винтом),

Мощность и КПД

Мощность можно вычислить вот таким способом:
1) Мощность в механике вычисляется по такой формуле: N= F*v, где F — сила, а v — скорость. Но так как, винт находится в статическом состояние, то движения нет, кроме вращательного. Если этот мотор установить на авиамодель, то можно было бы замерить скорость (она равна 12 м/с) и посчитать полезную мощность:
N полез= 7.54*12= 90.48 ватт
2) КПД электрического двигателя находится по такой формуле: КПД= N полезной/N затраченной *100%, где N затрат= 101 ватт
КПД= 90.48/101 *100%= 90%
В среднем КПД бесколлекторных двигателей реально и колеблется около 90% (самый большой КПД достигнутый данным видом моторов равен 99.68%)

Характеристики двигателя:

Напряжение: 11.1 вольт
Обороты: 11550 об/мин
Максимальная сила тока: 15А
Мощность: 200 ватт
Тяга: 754 грамм (винт 8х6)

Цена любой вещи зависит от масштабов ее производства. Производители бесколлекторных моторов множатся, как грибы после дождя. Поэтому хочется верить, что в скором будущем цена на контроллеры и бесколлекторные двигатели упадет, как упала она на аппаратуру радиоуправления. Возможности микроэлектроники с каждым днем все расширяются, размеры и вес контроллеров постепенно уменьшаются. Можно предположить, что в скором будущем контроллеры начнут встраивать прямо в двигатели! Может, мы доживем до этого дня.

Электромоторы и регуляторы скорости

Аксессуары для регуляторов скорости

Запчасти для бесколлекторных электромоторов

Запчасти для коллекторных электромоторов

Комплекты бесколлекторных электромоторов и регуляторов скорости

Охлаждение электромоторов и регуляторов скорости

Регуляторы скорости бесколлекторные

Регуляторы скорости коллекторные

Электромоторы бесколлекторные

Электромоторы коллекторные

Качественные электромоторы для моделей и регуляторы скоростей к ним!

Электромотор для моделей является своеобразным «сердцем» радиоуправляемых катеров, самолетов, вертолетов, автомобилей и прочих подобных устройств. Именно от него зависит все функциональные возможности такой техники – скорость движения, маневренность, мощность и другие характеристики. Современные радиоуправляемые модели могут быть оснащены разнообразными типами двигателей. Рассмотрим наиболее популярные варианты таких устройств.

Какой электромотор для моделей выбрать?

Сегодня потребители могут приобрести любой электромотор маленький для своего самолета, машинки или другой аналогичной техники.

Наиболее часто используются такие варианты как:

— коллекторные двигатели. Они более просты в использовании и изготовлении и поэтому дешевле бесколлекторных аналогов. Такой моторчик начинает работать при обычном подключении к батарее. Управление оборотами данного двигателя очень легкое – достаточно изменить напряжение. Поэтому регуляторы скоростей моделей такого плана тоже недороги. Мощность подобного двигателя зависит от его размеров. Но по всем своим эксплуатационным характеристикам коллекторные моторы уступают бесколлекторным, поэтому многие потребители предпочитают пользоваться вторым вариантом;

— бесколлекторный двигатель. Такие моторы получают питание от переменного трехфазного тока. Они функционируют в большем диапазоне оборотов, чем коллекторные модификации, и обладают лучшим КПД по сравнению с ними. Эти устройства имеют разные параметры размеров. Потребители могут приобрести относительно крупный двигатель либо электромотор маленький. Следует отметить, что подобные механизмы очень долговечны. Также к ним предлагаются самые разнообразные регуляторы скорости моделей в больших количествах. Но стоят электромоторы бесколлекторные, как уже подчеркивалось, существенно дороже, чем коллекторные модификации.

Вам нужно приобрести электромотор для моделей либо регуляторы скорости? Ознакомьтесь с ассортиментом интернет-магазина «HOBBY START»!

У нас Вы сможете купить электромоторы как бесколлекторные, так и коллекторные, регуляторы скорости для обоих видов двигателей, комплекты и запчасти для этих элементов моделей.

Мы предложим Вам:

— высококачественное оборудование. Все моторы, регуляторы для моделей и другие запчасти изготовлены известными брендами, доказавшими надежность, долговечность и функциональность собственной продукции;

— привлекательные цены. Любой электромотор для моделей у нас стоит существенно ниже, чем у большинства конкурентов;

— значительные скидки. Они действуют при больших объемах закупок или долговременном сотрудничестве с нашим интернет-магазином.

«HOBBYSTART» — отличные электромоторы и регуляторы скорости для радиоуправляемых моделей!