Selbstbau Innenläufer aus der Brushless Fibel

[gertheinz]

Hallo!
Toll die Motorenbauerei! Habe einige Festplattenmotoren gesichtet und interessante Innenläufer-Magnetrotoren gefunden, die sich für verschiedene Varianten eignen! Also bisher für LRK-Abkömmlinge ungeeignet erscheinende Festplattenmotoren für Innenläufer-Eigenbauten überprüfen.
Zur Wicklung und Magnetbestückung: geht 6-Pol-9-Nut eigentlich auch mit Wicklung AaA BbB CcC?
Gruß

 

[Paul Hopfgartner]

Endlich, die Magnete sind gestern gekommen, gleich den Rotor zusammengepappt, eingebaut, Günni montiert, angeschlossen...

ER LÄUFT!

Ist zwar sicher noch nicht optimal, hat ein deutlich spürbares Rastmoment, aber ich bin mit dem Ergebnis des ersten Versuchs recht zufrieden.
Drehzahl mit 8 Zellen lag in Sternschaltung bei etwas mageren 11500, in Dreieck dann aber bei vermutlich für den Flieger ausreichenden knappen 16500. Im Vergleich zu den 14500 die der alte 400er geschafft hat müsste das ausreichenden Schub bedeuten, und auch meine 500AR scheinen gerade noch in einem akzeptablen Temperaturbereich zu bleiben . Insgesamt ist der neue Antriebsstrang mit dem TMM 4016-3s BEC PL um ca. 40 Gramm schwerer als die ursprüngliche Konfig mit 18A-Schulze und 400er, ich denke das ist verkraftbar.

Sodale, jetzt werden gleich die nächsten Kugellager aus einer Festplatte ausgeschlachtet und ich probier mal 20mm Statorlänge, komme günstig an 20x5,7x1,6mm Magnete (180 Grad!), werde dem Rotor 3 statt 2 Magnete pro Pol spendieren.

Paul

[ 22. Oktober 2003, 12:58: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

 

[Claus Eckert]

Super Paul!

Was hast Du für einen Prop montiert? Gibt es da zufälligerweise auch ein Bild von dem Teil?

Mein Stator kommt heute noch in den Ofen. 9 Spulen mit je 9 Windungen mit 5 x 0,4 mm Draht. In ein paar Tagen weiß ich ob das funktioniert.

 

[TurboSchroegi]

Hi Folks !

So, jetzt habt Ihr den Salat . Die brushless-Fibel (löblich: bürstenloser Katechismus ) ist eingetroffen! Jetzt hat's mich auch erwischt. Ich muss eine Motor bauen.

Wo bestellt man denn am besten die Materialen (Lackdraht, Magnete, evtl. Statorbleche usw.) für die ersten Versuche ??

Grüße TurboSchroegi

 

[Claus Eckert]

Hallo Helmut,

meine Einkaufsliste für den Innenläufer sah so aus:

Lackdraht bei einem örtlichen Motorenwickler
Magnete und Kugellager bei Conrad
Wellen bei Battmann
Epoxiplatten und Mutter M6 liegen bei mir rum
20 mm Alurohr für die Helling im Baumarkt
Nylonschrauben und Regler im Modellbauhandel


Wenn Du lieber alles aus aus einer Hand willst oder es ein Aussenläufer werden soll, am besten bei unseren RCN-Werbepartnern nachfragen

Jetzt schau ich mal ob die Wicklung schon fertig gebacken ist.

[ 15. Oktober 2003, 16:54: Beitrag editiert von: Claus Eckert ]

 

[Paul Hopfgartner]

Hallo,

@ Claus: meine Konfig sieht so aus: Günther-Prop, 8 Zellen N-500AR,25x6x2 Magnete, 12 Windungen mit 3x0,425mm Draht, Dreieckschaltung.
Vielleicht kann ich heute noch ein paar Bilder machen, mal sehen ob meine Pencam mit Kunstlicht zurechtkommt..., morgen soll der Motor schon im Flieger stecken.

Zu den Materialquellen:
Kupferlackdraht stammt ebenfalls vom örtlichen Motorenwickler (kostete Bagatelle), Kugellager hab ich aus einer kaputten Festplatte, da sind 4 Stück 5mm Lager drinnen - perfekt. Die Welle stammt von einem alten VDO-Elektromotor (dessen Gehäuse der Rückschlußring von meinem ersten Aussenläufer werden wird , für diesen hab ich auch schon die Statorbleche, 12 Nut D=34,5mm 0,5mm dick, 38 Stück), aus einer kaputten Flex ausgebaut)
Epoxiplatte lag herum, Blumendraht vom Floristikgroßhandel, Muttern hab ich neu gekauft da ich keine 5 vom gleichen Hersteller hatte, und unterschiedliche Fabrikate haben etwas unterschiedliche Maße.

Paul

[ 15. Oktober 2003, 18:23: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

 

[Paul Hopfgartner]

Ok, hier 2 Bilderchen von meinem Motor:

 

[Claus Eckert]

Hi Paul,

danke für die Bilder - sind richtig motivierend.

Irgendwie sehen Eure Spulen so sauber gewickelt aus. Ich habe meine gestern mit der Vakkumpumpe zusammengepresst und gleichzeitig bei 60 Grad verklebt. Da verschieben sich die Drähte ganz schön, aber der Luftspalt soll ja so dünn wie möglich ausfallen.

Mit dem Gewicht werde ich locker über 100 Gramm kommen. Liegt wohl daran, dass ich 5 x 0,4 Draht verwendet habe. Das waren schätzungsweise 30 m Draht.

Nach dem Kaffeetrinken mache ich mich über die Epoxischeiben her. Und wenn er demnächst läuft, mache ich von meinem Motor auch ein Bild - aber nur dann

 

[Paul Hopfgartner]

Hallo,
ich beschreibe mal meine Methode um die Spulen zu wickeln:
Als Wickeldorne verwende ich 1,5mm Nägel, auf die ein Stück Kabelisolierung aufgeschoben ist. Der Gfk-Stab, der als Helling dient wird mit Trennwachs eingesprüht, dann eine Lage dünnes Papier mit Parkettlack aufgebracht(irgendwas will ich zwischen Rotor und Spule haben, die paar Hundertstel machen das Kraut nicht fett und die Wachsschicht bleibt unversehrt).
Dann hab ich mal drauflosgewickelt, wobei ich um jede fertige Wicklung einen Streifen Tesa geklebt hab - dadurch kann ich hinterher die Spulen gegeneinander verschieben sodaß nicht die ersten 2 unten liegen und die 3. obendrauf, sondern alle schön gleichmäßig nebeneinander. Nach dem Ausrichten hab ich das Tesa rausgezogen. Zwischen die Wickeldorne hab ich dann ca. 4mm hohe Streifen aus 1mm Balsa mit Sekundenkleber auf das darunterliegende Papier geklebt, kostet zwar etwas Platz, aber die Spulen bleiben so sauber an ihrer Position und axial ausgerichtet. Ausserdem wird das Balsa anschließend auf ein vernachlässigbares Volumen zusammengedrückt.

Dann in der Mitte ein Kabelbinder zum Fixieren, die Nägel entfernt und die entstehenden Löcher in den Wickelköpfen und vor allem im Gfk-Stab mit Fett zugekleistert (damit kein Harz in die Löcher rinnt und ein Abziehen des fertigen Stücks mühsam macht), Anschließend weitere 4 Kabelbinder herum(Köpfe versetzt damits gleichmäßiger wird) , und dann alle Kabelbinder mit viel Fingergedrücke und Zange zugezogen.

Die Wickelköpfe habe ich nicht gequetscht - dort ist ohnehin kein Luftspalt von Interesse, also soll der Draht dort machen was er will. Anschließend etwas Harz (UHU Endfest) auf die Spulen, etwas warmgemacht damit es schön dünnflüssig wird und reinsickert, aushärten, Kabelbinder weg - fertig.

Den Blumendraht hab ich gleich mit der Drehbank raufgewickelt, hab sicher etwas zuviel erwischt.

Zum armieren des Rotors hab ich einen Glasroving verwendet, musste ihn nachträglich etwas abschmirgeln.

Das Ergebnis ist oben zu sehen

Paul

[ 16. Oktober 2003, 16:34: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

 

[Claus Eckert]

Hallo Paul,

gut beschrieben. Ich bin mal gespannt ob meiner überhaupt laufen wird. Ich habe da etwas "progressiver" gearbeitet. Soll heißen nicht so akurat...

Ohne Rückschluß wiegt er jetzt 102 Gramm. Die Welle ist zu lang mit 9 cm. Da werde ich noch mal die Diamantscheibe ansetzen. Spart auch noch ein wenig Gewicht.
Der Innendurchmesser für den Stator misst 20 mm und außen habe ich 29 mm an den höchsten Stellen. Wie gesagt - da kommt noch der Rückschluß drauf. Schaut aus wie ein Klumpen Kupfer mit etwas Harz.

Morgen geht es weiter mit dem Wickeln des Rückschlußes.

 

[Paul Hopfgartner]

So, jetzt hab ich endlich ein paar Stromwerte.
Meßmethode: Ich habe den Spannungsabfall an einem ca. 30 cm langen Kabel gemessen das ich zwischen Regler und Akku gesteckt habe und dann mittels Labornetzgerät "geeicht".

Spannungsabfall bei 3,18A (am Netzteil): 0,010 V

daraus folgt:

400er, 8x500AR, Günni, -> ca.14500 U/min ->0,033 V -> 10,5A
Innenläufer -> ca.16800 U/min -> 0,044 V -> 14A

sieht gut aus

Allerdings haben meine 500AR keine besonders gute Spannungslage, fürchte ich, mit 7 Zellen 700AR bekomme ich fast genau die gleichen Drehzahlen - spätestens nach 30 Sekunden haben sie sogar die Nase vorn , was solls, jetzt wird das ganze mal im Flug probiert, die theoretischen Werte sind eh nur die Garnierung

Paul

 

[Thomas Radetzki]

Und hier im RCLINE Forum gibts auch einen Baubericht mit einer regen Diskussion.

[ 19. Oktober 2003, 22:42: Beitrag editiert von: Thomas Radetzki ]

 

[Claus Eckert]

Hallo,

er läuft. Mensch bin ich stolz. Habe ich mir gar nicht zugetraut
Naja gleich auf das Freudengefühl kommt die Ernüchterung - er wird warm. Okay werden andere auch.
Da meine Messgerätschaften für Brushless Motoren wirklich bescheiden sind, der Motormaster von geht da ja nicht, kann ich zunächst nur den Leerlaufstrom messen. Der beträgt an 10 Zellen 500 mAh NiCd voll geladen 2,9 Ampere und sinkt mit zunehmender Erwärmung auf 2,3 A. Die Wicklungen sind im Stern geschalten. Er ist nach ca. einer Minute Leerlauf gut handwarm. DerRegler ist ein TMM 1210 3s den verwende ich auch an einem Aussenläufer. Das Timing ist da nicht zu ändern. Da werde ich wohl doch einen aus der programmierbaren Serie nehmen müssen, bevor ich weitere Versuche mache.
Ein leichtes Rastmoment hat das gute Stück auch noch und im Rotor eine leichte Unwucht. Werde ich noch ändern.

Aber das Teil soll ja nicht unbedingt in einen Flieger. Mir ging es nur darum, ob ich so etwas überhaupt hinkriege. Und siehe da es geht.

Sobald ich wieder mehr Zeit habe, werde ich mal Bilder machen und ein paar Propeller vorne dran klemmen. Aber dann mit weniger Zellen. Eine Elektroheizung habe ich ja schon in meiner Werkstatt

 

[Paul Hopfgartner]

Gratuliere

Mein Motor hat inzwischen seine ersten 2 Flüge hinter sich, hat an sich gut geklappt . Nur der Schwerpunkt war anfangs viel zu weit hinten da der Motor+Regler doch um 40 Gramm schwerer ist als der Sp400+Regler (Druckprop). Leistung mit den 8 Zellen 500AR war gut, aber kurz, ist schnell eingebrochen. Und lustig fliegen war das nicht, der Flieger hat im Landeanflug noch etwas Eigeninitiative gezeigt und eine saubere "Cobra" (wie die Su 27) gemacht
Der 2. Flug mit den schwereren 7x700AR vorne drinnen war eine positive Überraschung, immer noch mehr Leistung als mit dem Sp400er, und auch die Flugdauer und Schwerpunkt waren ok. Werde für den nächsten Flug eine 6x4 statt der Günni montieren, mal sehen wie das geht.

Jetzt weiß ich nicht ob ich zuerst einen Aussenläufer oder einen 2. Innenläufer (mit 20mm Magneten und etwas mehr Rotordurchmesser) baue.

Paul

[ 20. Oktober 2003, 17:20: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

 

[Gerhard Würtz]

Hallo Paul,

Innenläufer lieber länger, Aussenläufer lieber dicker!!!

 

[Paul Hopfgartner]

@ Gerhard: Warum?

soweit ich das bis jetzt durchschaue ist die Argumentation daß bei gegebenen Motordorchmesser der Luftspaltdurchmesser bei Aussenläufern größer ist, daß man bei gleicher Baugröße mehr Moment rausbekommt, allerdings finde ich die einfache Bauweise des Innenläufers echt verlockend. Ausserdem ist die Spule mit Rückschluss nicht um soo viel dicker als es die Magnetglocke wäre, und da ich kein Platzproblem habe verzichte ich auf die Statorblechsucherei und baue einen Innenläufer.

Ich werd jetzt mal einen 9 "Nut"-8 Pol Innenläufer bauen, Rotordurchmesser 30mm, Länge 20mm. Der Rotor besteht aus einer Stahltrommel mit Aludeckscheiben auf denen 8 20x5,7x1,6 Magnete aufgeklebt werden. Spulen werden gleich wie beim letzten Motor gemacht.

Ob das irgendwie nahe an ein theoretisches Optimum kommt oder nicht ist für mich jetzt mal sekundär, ich probier einfach mal aus wie das funzt. Wicklung wird wahrscheinlich 9W mit 4x0,425mm Draht.

Hat jemand Erfahrung mit 9 Nut-8 Pol? Hab nicht viel darüber gefunden. Alternativ könnte ich noch auf 12 Nut und/oder 10 Pole gehen, aber da wird der Magnetabstand schon recht gering.

Paul

[ 22. Oktober 2003, 13:01: Beitrag editiert von: Paul Hopfgartner ]

 

[Gerhard Würtz]

Hallo,

je kürzer der Motor um so größer die Wickelköpfe (Kupferverluste).
Wenn Du einen dicken Innenläufer baust, solltest Du in jedem Fall die Magnete festbinden (Fliehkraft).

 

[Eckehard]

Hallo,

hier eine kurze Erläuterung, warum Gerhard zu dieser Aussage kommt:

die innenläufer lassen sich recht einfach bauen, da eben die Lagerung des Rotors an den richtigen Stellen erfolgen kann.....(nahe der rotierenden Massen)

Beim Außenläufer ist das schon schwieriger, denn die Glocke kann sich bei entsprechender (ungünstiger) Konstruktion aufschwingen, was dann zu schäden am Stator und Glocke kommen kann....
Daher ist ein möglichst KURZER, aber DICKER Außenläufer im Prinzip einfacher zu bändigen....

Aber es gibt pfiffige Konstrukteure, die auch das in den Griff bekommen. Aber zum Selbstbau ist sowas wohl nicht geeignet....

Eckehard

 

[Paul Hopfgartner]

Hm, hab mir jetzt mal die Fliehkraft an den Magneten ausgerechnet, bei der Annahme daß nur die halbe Klebefläche trägt und bei 30000 U/min komme ich auf Spannungen von knapp 4 N/mm², das müsste vom UHU Endfest 300 doch zu bewältigen sein (Mindestfestigkeit 10 N/mm²), bei 15000 rpm (die ich mit dem Motor höchstwahrscheinlich auch nie erreichen kann) sind es nur mehr 1 N/mm², also werde ich's mal dem Luftspalt zuliebe ohne Armierung versuchen.

Paralell dazu baue ich auch meinen ersten Aussenläufer, ca. 340/20 12 Nut 10 Pol.

Paul

 

[Michael Schöttner]

Hallo Paul,
nicht nur der Kleber begrenzt die Haltekraft, auch die Beschichtung der Magnete! Am besten unbeschichtet oder an der Klebestelle abschleifen, bis Kupfer kommt!
Zur Sicherheit würde ich trotzdem einen Kevlarstrang drüberwickeln. Als Tip: Kevlarschnüre gibt es beim Anglerbedarf. Bei 1/10 Dicke schon mehrere Kilogramm Zugkraft.

Gruß,
Michael