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Meine eigenbau brushless Motoren Bei den mittlerweile stark gesunkenen Preisen rechnet es sich nicht mehr einen standard-Brushlessmotor zu bauen. Motoren ,die heute für 30 € fertig aus China geliefert werden, kosteten bei Erstellung dieser Seite als Bausatzt noch über 100€. Ich will sie aber nicht davon abhalten sich in die Materie einzulesen. Einige Tips könnten bei der Reparatur oder Verbesserung käuflicher Motoren helfen. Wenn man nur einfach Basteln will, ist dass auch heute natürlich noch möglich.
Alle Motordaten auf einen BlickDer Einstieg in den Selbstbau von Brushless-Antrieben ist nicht besonders schwer.Werkzeuge:Die meisten Werkzeuge hat der Modellbauer meist in seiner Bastelwerkstatt. Die wichtigsten Dinge sind z.B. ein Schraubstock, Hammer kleine Schraubendreher usw. Ritzelabzieher, Dremel o.ähnliches, Heißluftfön, Ständerbohrmaschine usw erleichtern einige Sachen. Eine Drehbank und Fräse machen dann den Weg zum kompletten Eigenbau möglich, für das Geld kann man aber auch hervorragende fertige Motoren oder Bausätze kaufen. Für den Ditto wie er aus dem Laufwerk kommt braucht man keine Dreh u. Frästeile, Das wird erst interessant, wenn man mehrere Statoren stapeln will. Laufwerke
Als Ausgangsmaterial benötigt man natürlich einen Bürstenlosen Motor, neue Neodymmagnete und passenden Kupferlackdraht. Hervorragen geeignet sind Streamermotoren ( Computer-Bandlaufwerke ) die bei Ebay oder Computerverschrottern teilweise schon ab 1 € zu bekommen sind. z.B. Iomega-Ditto o. HP-Colorado .
Wenn die Motoren kleiner sein sollen, kann man auch CD oder DVD-Laufwerke verwenden, auch in Festplatten, Videorekordern und einigen anderen Geräten findet man mit viel Glück brauchbares Ausgangsmaterial.
Nach Ausbau des Motors muß man meist zuerst eine Andruckro????? ???G??k???k?¾lle von der Achse lösen. Dazu benutzt man entweder einen passenden Abzieher, oder man benutzt den Schraubstock und schlägt die Welle vorsichtig heraus.
Bei allen Arbeiten muß man darauf achten, das die Motorglocke nicht verbogen wird. Das nächste Problem ist das herausziehen der Achse mitsamt Glocke. Oft kann man durch einen leichten Hammerschlag von hinten auf die Achse beides lösen, manchmal muss man erst Sicherungsringe entfernen.
Zuviel Gewaltanwendung zerstört dabei wahrscheinlich die Kugellager. ( In manchen Streamerlaufwerken findet man in einer zusätzlichen Andruckrolle noch 2 weitere passende Lager). Wenn die Glocke sich nicht leicht lösen läßt, kann man die komplette Achse im Schraubstock herausdrücken. Auspressen der Welle: hinter die Achslagerung legt man z. B. einen Stecknuss passenden Durchmessers, dann wird von der Anderen Seite ein Stahlstift o. Schraube o.ä. benutzt um die Welle auszupressen
Wenn wir die Laufwerksteile dann getrennt haben, sehen wir endlich welches Schätzchen wir vor uns haben.
Streamer gibt es mit 9 Nuten, 9Nuten mit Hilfnuten, 12 Nuten und 18 Nuten. Alle sind einigermaßen brauchbar, Die Abmessungen variieren dabei. MagnetringDie nächste Aufgabe ist das entfernen des Original Magnetringes. Die Motoren würden zwar auch damit laufen, aber je nachdem welches Magnetmaterial verbaut wurde, wird nicht der von uns gewünschte Wirkungsgrad erreicht. Ist der Magnetring weich, lässt er sich durch einschneiden an einer Stelle nach innen mit dem Messer wegdrücken. In schwierigen Fällen kann man den Heißluftföhn benutzen oder die Glocke einige Stunden in Aceton einlegen. Danach müsste der Magnetring auch lösbar sein. Bei hartem Magnetmaterial hilft es auch, eine Stelle mit der Dremel bis zum Blech abzufräsen. Den Rest kann man dann mit dem Cuttermesser abhebeln. . StatorDer Stator ist normalerweise mit drei 2mm Schrauben mit der Grundplatte und dem Lagerträger verschraubt. In einigen Fällen ist der Lagerträger nur aus Kunststoff und mit dem Stator und der Grundplatte verschmolzen, dann muss man die Kunstoffnippel abschneiden und hinterher 2mm Bohrungen anbringen. Die Originalwicklung ist für unsere Zwecke auch nicht zu gebrauchen und muss entfernt werden. Entweder in der richtigen Reihenfolge abwickeln, oder alles mit dem Cuttermesser vorsichtig durchschneiden.
NeuaufbauWenn jetzt alle Teile sauber vor uns liegen sollte man erst mal die Maße nehmen. Hier einige Abmessungen meiner Motoren. Die Magnetabdeckung, Wicklungsart usw.kann man hier: Magnetpolrechner ausrechnen. Interessant sind Statordurchmesser und Höhe und Glockeninnendurchmesser ohne Magnetring. Die nächste Überlegung ist der gewünschte Einsatzort. Slowflyer, Elektrosegler oder Pylonrenner brauchen verschiedene Abstimmungen, entscheidend ist auch die gewählte Akkuspannung, max. Strom, und gewünschte Luftschraube. Genaue Ratschläge kann man nicht geben, hier hilft nur der Vergleich mit anderen bereits getesteten Motorvarianten. Hier eine Übersicht der getesteten Varianten.
Einige Grundsätze:Je weniger Pole der Motor im Verhältnis zu den Statornuten hat, umso höher dreht er. (kleinere Luftschraube erforderlich) Das Verhältnis Magnetpole - Statornuten sollte nicht größer oder kleiner 1:1,5 sein. (gut z.B. 9N12P , schlecht 9N16P) Auch bei weniger Windungen pro Zahn dreht der Motor schneller als bei vielen Windungen. Der Wickelraum sollte soweit als möglich ausgenutzt werden. Wenn nicht mehr Windungen gewünscht sind, evtl dickeren Draht nehmen, das reduziert die Verluste in den Kupferwindungen Die Wicklungen können zum Schluß in Stern- (Y) oder Dreieckschaltung verlötet werden. Bei gleicher Leistung müsste die Dreieckschaltung 1,73 mal mehr Windungen als die Sternschaltung haben. Da man sich die gewünschte Motorleistung vorher überlegen sollte, kann man Stern o. Dreieckschaltung wahlweise nehmen und sich nur von Praktischen überlegungen leiten lassen (viele Windungen dünner Draht, oder wenig Wd. dicker Draht).
Bei der Auswahl der Magnetmaße sollte man 1. auf eine ausreichende Abdeckung achten,d.h. das über 65% des Stators Magnete gegenüberstehen. Abdeckungen über 85% bringen nichts mehr an Leistung, können aber in seltenen Fällen den Regler aus dem Tritt bringen. 2. sollte der Luftspalt zwischen Magnete und Glocke möglichst klein sein, Die Magnete möglichst dick. 3. wenn die Magnete bei der gewünschten breite und dickte nicht passen, kann man auch 2 oder mehrere Magnete in gleicher Richtung als einen Pol nebeneinader kleben ( kaskadieren). Dadurch ändert sich auch der Luftspalt, d????? ???G??k???k?¾a die Glockenrundung besser ausgenutzt wird.
Bevor man die Magnete einklebt, sollte die Glocke gut von innen gereinigt u angeschliffen sein. Spätestens jetzt muß man auch gewünschte Lüftungslöcher in die Glocke bohren. Nicht zuviele, dann wird die Glocke instabil. Anschließen alles gut entgraten, besonders von innen. So kann man z.B. den Borhdurchmesser für die Lüftungslöcher anzeichnen.
Einkleben der MagneteAm besten druckt man sich eine Schablone passend zur Anzahl der Pole aus und legt sie von innen in die Glocke.
Danach nimmt man die Magnete und legt sie so nebeneinander in die Glocke, dass sie sich alle Anziehen. So ist gewährleistet, das immer ein N und ein S Magnet nebeneinander liegen. Anschließend werden alle Magnete gleichmäßig über die Glocke verteilt, so das immer ein Magnet über einen Schablonenstrich steht. Die Magnete müssen an den Außenrand der Glocke geklebt werden, am Glockenboden befinden sich nur Wicklungsköpfe und kein Statorblech.
Als Klebstoff kann man Sekundenkleber, Loctide oder evtl. auch Epoxy benutzen. Sekundenkleber reicht im Normalfall aus Loctide ist bei Abstürzen nicht so spröde, die verbleibenden Magnetzwischenräume kann man noch mit Balsaholz u. Sek-Kleber ausfüllen. Falls die Magnete Späne oder ähnliches angezogen haben, kann man lose Teile mit Klebeband entfernen. Das Problem beim Kaskadieren von Magnete ( gleiche Ausrichtung nebeinander kleben) ist, daß die Magnete sich Abstoßen. Eine Möglichkeit , das zu verhindern ist, die Magnetkräfte mit einem 3. Magneten "kurzzuschließen" Diesen klebt man sich z.B. auf einen Blechstreifen und überbrückt damit beide Magnete beim einkleben.
Magnete Doppeln:
Falls die Magnete von der dickte nicht passen, kann man sie auch übereinanderkleben. Bei diesem Ditto wurden 12 Pole mit 7x6x1,2 mm Magnete eingesetzt. 2,5mm wäre zu eng geworden, aber 2x1,2mm passt. Dabei kann man die Magnete einfach so zusammenkleben, dass sie sich gegenseitig anziehen.
Neue WicklungAus den Tabellen kann man Ablesen in welcher Art die Wicklungen aufgebracht werden müssen. Großbuchstaben: z.B. im Uhrzeigersinn wickeln, Kleinbuchstaben: entgegengesetzt wickeln . ABCABCABC heißt z.B. das erst Wicklung A auf Zahn 1 im Uhrzeigersinn gewickelt wird, dann B auf 2 und dann C auf 3 genauso. In diesem Fall würde man den ersten Draht z.B. 15 mal um Zahn eins wickeln, dann bei Zahn 4 genauso weiterwickeln und die letzte Wicklung auf Zahn 7 Wickeln. Die anderen Drähte werden immer einen Zahn daneben gewickelt.Beim Wickel darauf achten,daß die Windungen dicht nebeneinander liegen und immer gut angedrückt werden. Bei AbC wird die erste Wicklung im Uhrzeigersinn gewickelt, die 2. Wicklung gegen den Uhrzeigersinn, die 3. Wicklung dann wieder im Uhrzeigersinn. Wenn alle Wicklungen aufgebracht sind, wird der Lack von den Drahtenden gekratzt und mit den Steckern verlötet.
ZusammenbauWenn die Windungen keinen Kuzschluß untereinander und zum Stator haben, kann der Motor zusammengebaut werden. Eine neue Achse kann man mit dem Schraubstock einpressen. Vorsichtig und nur mit Gegenlager. Anschließend mit Loctide sichern. Falls die Kugellager zu stramm auf der Welle sitzen, kann man diese mit 400er Schmirkel in der Bohrmaschine leicht abschleifen. Falls man nicht die original Rückplatte als Motorträger benutzen will, kann man aus Alu, Platinenmaterial, o. 2mm Sperrholz einen Träger bauen, auf dem dann mit 2mm Schrauben der Stator mit Lagerträger geschraubt wird.
Nach dem Zusammenstecken darf im Motor nichts schleifen. Wenn die Wicklungen an der Glocke schleifen, kann man mit einem kleinen Röhrchen z.B. von einer Teleskopantenne für Abstand sorgen. Die Magnete dürfen nicht am Stator schleifen, notfalls Magnet säubern, neu einkleben oder Stator abschleifen. Schleifarbeiten an Magnetmaterial sind mit Vorsicht anzugehen, bei hohen Temperaturen werden sie unbrauchbar. Falls die Magnete minimal zu dick sind, sollte man vor dem Einkleben höchstens die Ecken abrunden. Den Dittomotor kann man vor oder hinter dem Motorspannt montieren, Bei Hinterspanntmontage ist keine Sicherung der Glocke notwendig. Bei Vorspanntmontage kann man einen Stellring auf den hinteren Achsstummel schrauben.
Beim anschließenden Probelauf des Motors für gute Befestigung sorgen. Niemals den Motor mit Propeller einfach in der Hand halten. Wenn alles gut passt, kann man mit einem Streamerumbau Wirkungsgrade bis zu 75%, tlw. 80% erreichen. Bei den Leistungen die wird fordern sind 60-65% eta im Arbeitspunkt aber durchaus normal. Am wohlsten fühlt sich der Stremermotor bei Eingangsleistungen um 100W bei höherer Spannung z.B. 4Z Lipoly auch 150W bei brauchbaren Wirkungsgraden. Entscheidend für den Wirkungsgrad sind:
Die Magnetische Güte unserer Statoren können wir nicht beeinflussen, umso wichtiger sind die anderen Komponenten des Magnetischen Kreises. Kleiner Luftspalt, kräftige Neodymmagnete mit gleichmäßigem Abstand, evtl. Verstärkung des Rückschlußringes durch einen Blechstreifen. Die Mühe dabei entscheidet, ob der Motor mit 50% oder 75% Wirkungsgrad läuft. Die Messwerte und Wirkungsgradangaben in den Tabellen sind immer nur für einen bestimmten Arbeitspunkt mit einem vielleicht passenden Propeller angegeben. Aussagekräftig wären eigendlich nur Wirkungsgradkurven bei verschiedenen Spannungen. Irgendwo auf der Kurve befindet sich dann wahrscheinlich auch ein Bereich mit über 80% eta. Hersteller würden dann natürlich mit diesem Wert werben. Für uns ist aber Interssant, reicht die Ausgangsleistung ( Schub oder Geschwindigkeit ) kann mein Regler / Akku diese Leistung liefern, und wird der Motor nicht zu heiß. Genauso kommt es auf den Einsatzzweck an. Bei einem Flieger wie z.B. Ultimate, Gecko hat der Motor z.B bei Vollgas nur 60% eta. Da man aber im Geradeausflug mit etwa 1/4Gas auskommt und Vollgas nur für einige Sec. benötigt wird kann man damit gut leben. Bei einem Elektrosegler mit 2 Min Steigflug mit Vollgas würde man aber nur zur Erderwärmung beitragen und es könnte den Hitzetod bedeuten.
Hier mal die Baugrößen im Vergleich, CD-Rom-Motor ; Doppelwhopper ; Streamer. |
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