Соединение проводовИтак, у нас есть намотанный статор и из него торчит 6 проводов. Три провода из них - это начала обмоток, и 3 другие концы. Упс... Вы не уверены какие из них какие? В этом случае, необходимо было заранее маркировать провода в каком либо формате, чтобы пометить их начало. Для этого можно использовать кусочки скотча с надписанными буквами или скотч разного цвета.
Итак, у нас есть 6 концов, но только 3 из них подключаются к контроллеру скорости. Теперь, чтобы завершить перемотку необходимо выбрать схему подключения (базируясь на желаемом предназначении мотора). Существует две конфигурации которыми можно соединить выводы статора: Первая называется Звезда (Star или 'Y'), а вторая - Треугольник (Delta).
Каждая конфигурация предлагает немного разные свойства и влияет на мощность мотора. Однако, изготовители двигателей еще не решили, какая схема является лучшим вариантом. Диаграммы ниже показывают электрические схемы для этих соединений.
После этих картинок, сразу понятно почему эти схемы так называются.
Как правило, соединение "Треугольник" выбирается, если вы хотите получить высоко оборотистый мотор и соединение "Звездой" используется для получения более низких оборотов двигателя и позволяет использовать большие винты. В следующем разделе эта разница будет рассмотрена более подробно.
Если рассмотреть соединение Треугольником и подать напряжение на два вывода, во всех обмотках потечет ток. Для демонстрации того как ток распределиться между обмотками, предположим, что сопротивление одной фазы равно 1 Ом. В этом случае, у нас есть фаза А в 1 Ом, соединенная в паралель с 2мя другими фазами B и С (B и С соединены последовательно) сопротивлением в 2 Ома. По закону Ома можно подсчитать, что 2/3 всего тока пойдут через фазу А и оставшаяся 1/3 пойдет через фазы B и C. Результирующее сопротивление которое увидит контроллер будет 0,66 Ом. Если мы соединим выводы по схеме Звезда, то весь ток будет всегда идти через 2 фазы в любой момент времени. Результирующее сопротивление для регулятора будет 2 Ома. Если мы нагрузим мотор напряжением в 10В, то получим ток около 15А при соединении Треугольником и всего лишь 5А при соединении Звездой. Надо сказать, что соединение треугольником в данном случае дает большую мощность. Так-же, мы получим большие токи, но усилие для поворачивания большого винта может оказаться недостаточным. Можно подать на мотор большее напряжение и все же заставить этот винт крутиться, но возможно, что мотор от этого опять сгорит. В качестве примера: Предположим, что у нас есть мотор он винчестера, и мы хотим получить от него необходимую тягу для 72" Piper Cub самолета. Чтобы мотор мог выдерживать большие токи, будем использовать 0.6 мм провод. После непродолжительных мучений, стало понятно, что больше 10-11 витков намотать этим проводом не получается. Сначала, я соединил его звездой (т.к. я хотел получить больший крутящий момент). На 3х банках LiPo, с нужным мне пропеллером, удалось получить ток всего в 10А. Мощности мотора было явно мало и хотелось получить больше. Мотор был переконфигурирован под схему Треугольник, что дало больше мощности. Больше тяги для полета, но вместе с этим и достаточно высокие токи, чтобы спалить мотор.
Что же делать в этой ситуации?
Самый верный способ, это подбор батареи с нужным напряжением. Соединение Звездой может спокойно потянуть 4 банки лития и в этой конфигурации выдать требуемую тягу. Для соединения треугольником, наоборот - необходимо уменьшить количество банок батареи. В результате обе конфигурации выдадут примерно одну и ту-же мощность. (как ни крути)
Обороты и напряжение (об/В) От того как вы намотаете мотор будет зависеть с какой скоростью он будет крутиться и какую батарею вам придется использовать для получения нужной тяги.
Если взять мотор без винта и дать полный газ на, скажем, 6В, мотор будет крутить на своих максимальных оборотах. Если измерить эти обороты и поделить их на напряжение батареи, мы получим характеристику называемую Обороты на Вольт (RPM per Volt). После того как мы узнали эту характеристику мы уже сможем сказать, как быстро мотор будет крутить на нужном нам напряжении. Например, наш мотор крутит 8000 Оборотов на 6В. 8000 / 6 = 1333 Об/в В этом случае с батареей на 10В мотор будет выдавать 13330 Оборотов. Эта характеристика помогает нам понять на что способен наш мотор, и подходит ли он для поставленной задачи. Если нам нужен мотор для импеллера, тогда необходимо чтобы мотор имел более высокие Об/В. Для 3D самолетов, необходимо вращать больший винт, и поэтому обычно используют моторы с более низким Об/В. Под нагрузкой количество оборотов естественно упадет. Возвращаясь назад к схемам Треугольника и Звезды. Имеется зависимость между этими двумя схемами и расчетом характеристики Об/В. Если вы соединили мотор звездой и измерили его обороты, вы можете подсчитать какие Об/В получатся при использовании схемы Треугольник и наоборот.
Для перевода от Звезды к Треугольнику надо домножить Об/В на 1.73 Для перевода от Треугольника к Звезде - домножить на 0.578 Таким образом, у нас появляется реальный инструмент для изменения характеристик мотора в зависимости от простой схемы подключения. Некоторые моделисты, зашли так далеко, что подключают все 6 проводов к небольшому блоку коммутации, что позволяет им менять схему в любое время.
Итак, как определить/рассчитать необходимое количество витков и оборотов/В перед намоткой двигателя? Существуют специальные программы для расчета количества витков при определенных размерах статора и толщины зубов для получения нужного количества оборотов. Но в большинстве случаев, мы просто наматываем максимально возможное количество витков и измеряем параметры получившегося мотора. Используя полученные данные, уже можно понять устраивает нас такое положение дел или нет, и что делать для достижения цели. Метод "тыка" тоже работает достаточно хорошо. Выводы: В качестве инструкции можно привести несколько утверждений: Чем больше витков намотано на зуб, тем большее магнитное поле будет получено на том-же токе. Чем сильнее поле, тем больший крутящий момент и меньшее количество оборотов на вольт. Соединение Звездой дает больший крутящий момент и меньшее количество Об/В чем соединение Треугольником.
|
