brushless motor insidebrushless motor huis

 

Een brushless of borstelloze motor is een motor welke zonder koolborstels werkt. De wikkelingen zitten in het huis, en de magneten zitten op de ronddraaiende as gemonteerd. (Kan ook andersom, maar dat wordt alleen in vliegtuigen gebruikt en wordt dan een “buitenloper” genoemd).

Omdat zo’n motor dus geen koolborstels en geen collector heeft, moet de motor aangestuurd worden door een speciale regelaar, die er voor zorgt dat spoelen in de motor (velden) precies op het juiste moment stroom krijgen, zodat de magneten van de rotor op het goede moment aangetrokken of afgestoten worden.Een borstelloze motor kan dus niet gebruikt worden met een normale regelaar.

brushless motor rotor

Daarom moet je om er mee te beginnen altijd een complete set  bestaande uit motor en regelaar kopen! Als je eenmaal een set hebt, kun je later wel los een andere motor en of een andere regelaar kopen. Omgekeerd kunnen de meeste regelaars voor een borstelloze motor wel gebruikt worden met een normale motor.

brushless motor set

Veel brushless regelaars hebben als optie dat je kunt kiezen of je de achteruit functie wel of niet wilt gebruiken.Dit in verband met het feit dat bij sommige wedstrijden een achteruit verboden is. Omdat de elektronische werking van een borstelloze regelaar heel anders is dan van een normale regelaar, maakt het voor de prestatie van dit soort regelaars niet uit of er wel of niet een achteruit op zit, waar dit bij traditionele regelaars een enorm verschil is. De voor- en de achteruit maken gebruik van dezelfde eindtrap, alleen de pulsvolgorde wordt omgekeerd. Wel of geen achteruit heeft dus bij een borstelloze regelaar geen enkele invloed op de prestaties van de regelaar. Verder zijn er vaak verschillende programma’s waar je uit kunt kiezen, en waarmee de motor het karakter krijgt van een rustige standaard tot een super snelle modified motor. Ook hebben de moderne regelaars een lipo programma ingebouwd. Lipo’s mogen n.l. nooit diep ontladen worden, en de regelaar schakelt zichzelf of naar een lagere vermogen of zelfs helemaal uit indien  nodig als de spanning een kritische ondergrens dreigt te bereiken.
 

Een van de grootste voordelen van een borstelloze motor is dat er vrijwel geen slijtage of veroudering optreedt.brushless motor endbell

Een Motor met koolborstels loopt iedere keer dat je hem gebruikt, een klein stukje in prestatie terug. Hij loopt dus alleen maximaal als de borstels en de collector als nieuw zijn!
Een borstelloze motor heeft dit niet, zoals hij nu loopt, loopt hij in principe na 500 keer rijden nog net zo. Je hoeft dus geen koolborstels te vervangen, geen collector af te draaien, geen draaibank te hebben om je motoren in goede conditie te houden. Alleen maar af en toe schoonmaken en de lagers olien. Bovendien is de efficiency van dit soort motoren beter, hij loopt dus langer op een accu lading dan een motor met koolborstels met een vergelijkbare prestatie.Zoals gezegd wordt een borstelloze motor op een speciale manier aangestuurd, waarbij de regelaar de 3 spoelen precies op de juiste manier en frequentie aan moet sturen zodat ze de magneet van de rotor op het juiste moment aantrekken of aanstoten, zodat de rotor draait. Hoe meer toeren de motor maakt, hoe sneller de regelaar de spoelen moet aansturen. De regelaar moet dus op elk moment “weten” in welke positie de rotor staat t.o.v. de spoelen.
Dat kan op twee manieren:SENSORLOZE MOTOR

brushless motor voorkantbrushless motor spoelen
 

Zodra een borstelloze motor draait, verandert de langskomende magneet de stroom door de spoel iets (simpel gezegd), en dat gegeven kan de regelaar gebruiken om te bepalen waar de magneet zich bevindt en dus ook hoe de spoel op dat moment aangestuurd moet worden. Dit proces noemt men sensorloos. Het voordeel is dat dit systeem heel erg efficiënt is, en hele hoge toerentallen en grote vermogens kan leveren. Het nadeel was tot voor kort, dat de motor al “even” moet draaien voor de regelaar, voor de regelaar de motor optimaal aan kan sturen. In boten en vliegtuigen was dat geen probleem: als je de motor start kwam het voor dat de motor eerst even aarzelend ging draaien, en zelfs even de verkeerde kant op ging draaien, voor alles goed ging. In boten en vliegtuigen kan een elektro motor eerst op toeren komen, voor de schroef energie gaat vragen, en blijft daarna vrijwel altijd dezelfde kant op draaien.Bij auto’s moet voor elke beweging die de motor wil maken, de hele auto direct mee verplaatst worden. Auto’s moeten bovendien snel accelereren, hard remmen, en weer van stilstand of lage snelheid weg trekken. De eerste sensorloze motoren hadden hier problemen mee, dus dit vroeg toch om een andere benadering.Motoren zonder sensor worden alleen maar met 3 dikke stroomdraden op de regelaar aangesloten

brushless motor set LRPbrushless motor hall sensoren

MOTOR MET SENSOR

 

Om het startprobleem bij auto’s op te lossen werd speciaal hiervoor een motor/regelaar systeem ontwikkeld met 3 ingebouwde HAL sensoren, die aan de regelaar doorgeven in welke stand het anker staat en in welke richting hij draait. Dit geeft een minder aarzelend wegrijden en een hoger koppel op lage toeren t.o.v. de eerste generatie borstelloze regelaars. Het feit dat motoren met sensor een wat lagere efficiency hebben dan sensorloze motoren, en minder topsnelheid, werd ruimschoots goedgemaakt door de betere rijeigenschappen. Deze motoren worden op de regelaar aangesloten met de gebruikelijke 3 dikke stroomdraden, plus met een 5 of 6 aderige dunne bedrading met stekker voor de sensoren.

2e GENERATIE SENSORLOZE MOTOR/REGELAAR COMBINATIE

brushless motor corallybrushless motor corally regelaar

 

De techniek heeft echter niet stil gestaan, en er is nu een tweede generatie regelaars op de markt die motoren zonder sensor door een veel nauwkeuriger meettechniek zeker zo probleemloos zonder aarzelen laten wegrijden, een gelijkwaardige acceleratie vanuit lage toeren geven als een motor met sensor, gebruiken, maar dit dus koppelen aan de hogere efficiency en hogere topsnelheid van een sensorloze motor.Dit is mogelijk gemaakt door een speciaal ontwikkelde chip en bijpassende software. Het resultaat is inderdaad verbluffend als je de oude generatie sensorloze motoren kent! En van de eerste regelaars met dit nieuwe principe is de nieuwe Corally BRL regelaar, die dus niet alleen heel betaalbaar is, maar ook de nieuwste generatie regelaars vertegenwoordigd.

DELTA EN STER   SCHAKELING
 

Er is ook verschil in hoe de 3 spoelen van de motor onderling aangesloten zijn. Dit kan als STER schakeling zijn, of als DELTA geschakeld. Zonder uitgebreid op dit moeilijke onderwerp in te gaan, is het zo dat een DELTA gewikkelde motor een vergelijkbaar vermogen levert als een STER gewikkelde motor met +/- 60% van het aantal wikkelingen. Dus een 10 wikkelingen DELTA gewikkelde motor is ongeveer vergelijkbaar met een 6 wikkelingen STER gewikkelde motor

DELTA     WIKKELINGbrushless motor delta gewikkeld STER     WIKKELINGbrushless motor ster gewikkeld

Delta gewikkelde motoren zijn qua  vermogen vergelijkbaar met een stergewikkelde motor met +/- 2/3 x het  aantal wikkelingen.
Een 10 wikkelingen Delta is dus ongeveer vergelijkbaar met een 6  wikkelingen Ster) bij een iets hogere efficiency

Stergewikkelde   motoren zijn een fractie minder efficiënt en hebben een vergelijkbaar  vermogen als een Delta gewikkelde motor met +/ 65% meer wikkelingen
FUNCTIESbrushless motor set TCR
 

De huidige borstelloze regelaars zijn vaak rond dezelfde chipset opgebouwd, en hebben vele instel en aanpassings   mogelijkheden. Dat begint al met het wel of niet willen hebben van een achteruit functie.  Bij regelaars voor motoren MET koolborstels, moet het vooruit circuit aangepast worden om achteruit te kunnen, en dat brengt een behoorlijk extra verlies mee, ook als je alleen maar vooruit rijdt. Als je met zon regelaar voor gebruik met koolborstelmotoren de achteruit al uit kan schakelen, wordt het verlies in de vooruit daar niet kleiner mee.Bij regelaars voor borstelloze motoren werkt dat heel anders, de motor draait links of rechtsom door de volgorde waarin de spoelen aangestuurd worden om te keren. Elke regelaar voor borstelloze motoren kan dus zowel vooruit of achteruit draaien, zonder dat dat invloed heeft op de efficiency van de  regelaar. Er zijn een paar regelaar waar deze softwarematige draairichtings-omkering niet aangeroepen kan worden, maar bij 99.9% van de regelaars kan dat dus altijd. Maar omdat voor wedstrijd gebruik het soms niet   toegestaan is, en het in sommige heel speciale toepassingen het wel eens  handiger kan zijn dat de achteruit niet kan werken, is de achteruitfunctie vaak aan of uit te zetten.Andere Instelmogelijkheden zijn:

  • Beperken van het maximale vermogen in de achteruit, zodat de auto niet overdreven hard achteruit schiet als je achteruit wilt
  • LiPo accu’s mogen niet verder dan 3.0V per cel ontladen worden. Je kunt vaak instellen of je met NiMh’s rijd ( dan geen spanningsbewaking) of met 2 of 3 cellen LiPo  accu’s. In het laatste geval neemt de regelaar vermogen terug zodra de ondergrens van de accu’s bereikt dreigt te worden, of stopt zelfs helemaal als de accu’s te ver leeg raken.
  • De Punch (agressiviteit van acceleratie) is ook aan te passen aan de omstandigheden. Borstelloze motoren zijn vaak zo sterk, dat het in bepaalde gevallen wel eens te veel kan zijn. Door de Punch terug te stellen, is de motor minder bruut en trekt rustiger op.
  • De rem is vaak op 2 manieren in te stellen: op de eerste plaats kun je dan de maximale remwerking verminderen, om meer controle over de auto te houden. Vaak ook kun je minimale rem instellen, dus de mate waarin hij remt zodra je de rem gebruikt.
  • Vaak is de z.g. dead  band van de regelaar aan te passen, dus het gebied rond de neutraal  waarin de regelaar nog niets doet. Daarmee kun je bv voorkomen dat de auto al wegrijdt als je maar naar de trekker kijkt
  • Soms is het mogelijk  de timing van de motor in te stellen. Meer timing geeft meer snelheid,  minder timing iets meer rust en een lager stroomverbruik.

Overigens hoef je om er mee te beginnen vaak te doen, de regelaar  aansluiten en rijden is ook genoeg. De meeste regelaars stellen zich  automatisch in op de zender zodra de regelaar aangezet wordt, de standaard  set-up van een gewone regelaar voor motoren met koolborstels is vaak niet eens nodig dus.

brushless motor programmeerkaart

In veel gevallen moet je de regelaar programmeren door op een knopje te drukken, en dan een bepaalde sequens van knopje indrukken, lampje wat gaat branden, piepjes tellen etc. Dat kan nog wel eens lastig zijn, je moet alles precies op de juiste manier doen, en een vergissing betekent overnieuw beginnen.

Steeds meer regelaars echter worden met een z.g. programmeer kaart geleverd. Dat wordt wel een KAART genoemd, maar dat is eigenlijk niet de juiste benaming: het is meestal een klein kastje met drukknoppen en een lcd schermpje. Dat wordt aangesloten op de regelaar, en daarmee kun je alle functies heel makkelijk oproepen en aanpassen. Dus geen getob met boekjes lezen, piepjes tellen, weer overnieuw beginnen, maar gewoon door het menuutje lopen en de functie uitzoeken die je wilt, en dan de waarde veranderen. Om dat allemaal in te stellen hoef je dan dus geen geleerde te zijn, de programmeer unit wijst je vanzelf de weg!

OVERBRENGINGS   VERHOUDINGbrushless motor diagram
 

Een groot verschil in gebruik tussen motor/regelaar met koolborstels en borstelloze motor/regelaar combinaties is het bepalen van de juiste overbrengings verhouding. Bij een motor/regelaar MET koolborstels is het zo dat als de regelaar te heet wordt, dat een aanduiding is dat de motor de regelaar te zwaar belast, en dat je een lichtere overbrengingsverhouding (b.v. kleiner motortandwiel) moet kiezen.Zo’n conventionele regelaar “schakelt” op een vaste frequentie, waarbij bij weinig gas een korte puls gegeven wordt, en bij vol gas staat de eindtrap volledig open en schakelt hij helemaal niet meer. Zo’n regelaar wordt warm door het verlies wat er in de regelaar zit, maal de stroomsterkte (Ampres) door de eindtrap. Als dat te hoog is, ontstaat er te veel warmte. Door dan een kleiner motortandwiel te kiezen, wordt het motortoerental hoger, en daarmee het amprage wat door de regelaar loopt lager, zodat er minder warmte in de regelaar ontstaat. Bij regelaars voor borstelloze motoren ligt brushless motor diagram 2

dat anders, wat komt door een wezenlijk verschil in motor aansturing.Bij een borstelloze regelaar wordt de snelheid van de motor bepaald door de frequentie waarin de spoelen aangestuurd worden. Bij lage toeren hoeft een regelaar dus weinig te pulsen, maar hoe hoger het toerental wordt, hoe vaker de regelaar moet pulsen. Bij de standaard motoren met 3 spoelen en 2 polige magneet, moet de regelaar 6 x per   omwenteling schakelen. Bij 1000 toeren dus 6000 maal per minuut, bij 50.000 toeren per minuut dus 300.000 per minuut oftewel 5000 keer per seconde. Per puls ontstaat er een klein beetje verlies in de eindtrap wat op zijn beurt warmte genereert. Hoe hoger het toerental van de motor dus is, hoe vaker de  regelaar moet schakelen en des te warmer de eindtrap zal worden. Natuurlijk speelt de motor belasting ook mee met het warmer worden van de regelaar. Het bepalen van de overbrengingsverhouding moet dus na een testrit bepaald worden door zowel de temperatuur van de motor als die van de regelaar in acht te nemen.

  • Als de motor niet erg heet wordt, maar de regelaar wel, dan is het motortoerental te hoog. In dat geval moet je dus een GROTER motortandwiel monteren. Dit dus in tegenstelling van wat je zou verwachten als je een regelaar voor motoren met borstels gewend bent
  • Wordt de motor heet, maar de regelaar niet, dan wordt de motor te zwaar belast, en moet je een kleiner tandwiel monteren.
  • Worden zowel de motor als de regelaar te heet, dan is het hele systeem te zwaar belast, ook dan kun je proberen wat er gebeurt als je een kleiner motortandwiel monteert. Als zowel de motor als de regelaar dan minder warm worden, is het goed.
  • Zowel de motor als de regelaar mogen beslist niet warmer worden dan 100 graden Celsius, maar minder is aan te bevelen.80 graden is wel aanvaardbaar.

Comments are closed.

Heli Expo 2012 (press play)


Klik op de Banner


Weer in Volkel


Aktiviteiten kalender

mei 2019
M D W D V Z Z
« apr    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Virtuagirl



UA-36140584-1