Transcript Le power point sur les moteurs Brushless à télécharger ici.

CONNAISSANCE DU BRUSHLESS
Louis FOURDAN
LF
janvier 2005
Wissous
février 2006
AMCY
2
UN DINOSAURE
LF
3
BRUSHLESS
( contre BRUSHED )
• Pas de balais ni de collecteur = MEILLEURE FIABILITÉ
(Durée de vie)
• Triphasé (Hexaphasé) = MEILLEUR RENDEMENT
(moins d’ondulation de couple)
• Aimants puissants (NeFeB) , roulements à billes
• KITS ou RÉCUPERATION (DIY)
Inconvénient : CONTROLEUR
LF
+ CHER
4
FAMILLES BRUSHLESS
• ROTOR INTERNE (Champ magnétique radial)
Inrunner
• ROTOR EXTERNE (Champ magnétique radial)
Outrunner
• ROTOR DISQUE (Champ magnétique axial)
LF
5
Kit BLDC sans bobinages
Stator
coupelle
anneau fer
tube
stator
aimants
rectangulaires
tôles
Rotor
roulements
externe
6
Inrunner PLETTENBERG
Stator externe 24 encoches
Rotor interne 8 pôles
(NN-SS-NN-SS-NN-SS-NN-SS-)
LF
7
LF
ROTOR DISQUE (Champ magnétique axial)
8
UN PEU DE THÉORIE …
• FORCE
DE LAPLACE (LORENTZ)
OU
• INTERACTIONS MAGNÉTIQUES
Rotor (aimants permanents)
Stator (Champ magnétique « tournant » )
LF
9
FORCE DE LAPLACE (LORENTZ)
F = B I dL
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/forcelaplace.html
N
B
F
I
Main droite
S
Fendt
LF
http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/forcelaplace.html
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BL à ROTOR EXTERNE
Stator 9 d
• Moteurs de CD-Rom (9 dents)
• LRK Outrunners (12 dents)
Stator 12 d
LF
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PHYSIQUE STATOR
• Nombre
de dents (teeth) ou encoches (slots)
• Diamètre (radial)
• Epaisseur (axiale)
Stator
LF
12 dents MFLY
12
BOBINAGES STATOR
•Nombre de bobines (coils)
• Nombre
de tours (windings)
• Diamètre du fil (gauge)
• Etoile ou triangle
12 dents 12 bobines
LF
LRK 12 dents 6 bobines
13
Brushless CD-Rom 9/ 9/ 12
9 encoches 9 bobines 12 pôles magnétiques
Schéma ABCABCABC
ou abcabcabc
Etoile
N
Majuscule = CW
minuscule = CCW
A
A
B
B
C
LF
C
Triangle
14
Brushless LRK 12/6/10-14
12 encoches 6 bobines 10 ou 14 pôles magnétiques
Schéma A-b-C-a-B-c-
Majuscule = CW
minuscule = CCW
= vide
LF
15
Brushless LRK 12/12/14
12 encoches 12 bobines 14 pôles magnétiques
Schéma AabBCcaABbcC
Majuscule = CW
minuscule = CCW
= vide
LF
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PHYSIQUE ROTOR
• Nombre
de pôles magnétiques (pair)
• Groupes d’aimants / pôle (1 ou +)
• N.S.N.S ou NN.SS.NN.SS etc ..
• Intervalles (gaps)
Rotor
•Anneau fer (ring)
• Cloche (bell)
• Diamètre, axe
LF
14 aimants N.S.N.S.N.S...
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AIMANTS
• Néodyme
(NdFeB)
• Poudre frittée + protection Nickel ou Or
• Taille : exemple 10x4x2 mm (plat ou incurvé)
• Grade .. N40, N45, N48, N50
• Magnétisation dans l’épaisseur
• Gamme de température
• www.supermagnete.de
LF
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Principales configurations
N-C-P
3-3-2
3-3-4
6-6-4
6-6-8
9-9-6
9-9-8
9-9-12
12-6-10
12-6-14
12-12-8
12-12-10
12-12-14
15-15-10
18-9-12
18-18-12
24-24-16
30-30-20
36-36-20
ABC
ABC
ABCABC = (ABC)x2
(ABC)x2
(ABC)x3
AaABbBCcC
(ABC)x3
A-b-C-a-B-c(LRK SPS)
A-b-C-a-B-c(LRK SPS)
(ABC)x4
AabBCcaABbcC
(LRK distributed)
AabBCcaABbcC
(LRK distributed)
(ABC)x5
(A-B-C-)x3
(ABC)x6
(ABC)x8
(ABC)x10
(ABCbcaCABabcBCAcab)x2
voir le site
www.powerditto.de
Conventions
N = nuts(branches, encoches) C = Coils (bobines) P = Pôles magnétiques
Majuscule = CW
Minuscule = CCW
( motif ) x n motif répété n fois
Isomorphismes (peut inverser le sens)
Permuter majuscules et minuscules
Echanger 2 lettres, B et C (échanger b et c aussi) etc ..
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PRINCIPALES MARQUES
• ELECTRONIC MODEL (seul français)
• MODEL MOTORS (AXI)
• FLYWARE
• TORCMAN
• KONTRONIK
• PLETTENBERG
• MEGA MOTORS
• MP-JET
• ACTRO
• MFLY
• FreeAir
Tchéquie,
Allemagne,
Chine
• CEMECH
• PJS
• Potensky
• HIMAX
• HYPERION
• FEIGAO , TOWER PRO
• ALIGN
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PRINCIPAUX KITS
• GO-BRUSHLESS
EFLY-POWER
SLOFLY
• AirCraft World (Japon)
• Brushless Kit (Allemagne)
• Komodo-Hobby
• Little Screamers
• Strong RC Motors
• Causemann
• Batman
LF
21
Du plus petit 5.8 gramme
Jusqu’au plus gros
> 1 kg
LF
22
PARAMETRES DE BASE
• Kv rpm/V
coefficient de vitesse
• Rm ohm
résistance phase-phase
• Io
courant à vide (@ tension V)
A
• dIo / dV
pente de Io fonction de V
• (Kt mNm/A)
coefficient de couple
• Produit Kv Kt = CONSTANTE (environ 9500)
LF
23
REGLE DE BASE N° 1
• Nbw = Nombre de tours par dent (conducteurs/encoche)
• Plus Nbw est grand , plus il y a de couple
• Plus la vitesse est faible.
Kv (rpm/V) plus petit
et lycée de versailles
LF
24
Point de fonctionnement (couple)
Tension V
Puissance
Eta max
I max
Zone utile
Couple résistant
LF
blocage
25
REGLE DE BASE N° 2
Adapter la charge au courant « adequat »
3S LiPo
2S LiPo
Pin = 64 W
3S 9x4 ou 9x5
LF
26
REGLE N°3
• Essai
de température T°C
T°C
• Sur table, avec l’hélice .. Observer
et la consommation I (ampères)
• Sachant qu’en vol ce sera moins dur
( sauf « cochon pendu » maintenu )
LF
27
Mesures Rm (résistance interne)
( Loi d’ohm )
Etoile – triangle ??
Voltmètre
1 V par ex.
Le moteur ne tourne pas
Alimentation
stabilisée CC
2 A par ex.
!
LF
A
B Brushless
0.5 ohm
C
Minimiser les résistances de contact !!
28
Mesures Kv, Io
rpmo
Tachymètre
Voltmètre
V
Alimentation
stabilisée
A
Ampèremètre
Io
ESC
B
C
Rotor
rien
Brushless
Servo tester
On mesure Io et rpmo à vide f (V)
LF
29
Mesures Kv, Io à vide
• Tableau Io et rpmo @ V de 8 à 12 V
• Kv = rpmo / ( V – Rm Io)
alim
Io
V
A
8
0.210
9
10
0.240
11
12
0.260
Rm = 0.9 ohm
LF
rpmo
3680
Kv
rpm/V
471
4600
470
5520
469
74
1.862
EXCEL pratique ou Logiciel
Eta max
I Eta max
%
71.6
A
1.366
72.8
1.633
30
Mesures sur hélices
rpmo
Tachymètre
Voltmètre
V
Alimentation
stabilisée
A
Ampèremètre
Io
ESC
B
C
Rotor
Brushless
hélice
BANC DYNAMOMETRIQUE
Servo tester
@V conso (A) , vitesse(rpm) , traction statique(gf) , rendement
LF
31
BANC de
TRACTION
Support
Wattmetre
LF
Balance
32
BANC « Medusa Research» – liaison PC
LF
33
BANC DYNAMOMETRIQUE
Mesure du couple sur boîtier moteur
monté flottant sur roulements
LF
34
Simulation
• MOTOCALC (brushed et brushless)
• Complet
(Batterie, Motorisation, Avion)
• Version complete 1 mois gratuit
• 35 US $
• Perso
LF
35
Gratuits !!
LF
36
LF
Gratuit !!
37
Logiciel de configuration
Configurator
• Torcman
• Go Brushless
• Perso
LF
38
CONTROLEURS DE VITESSE
• Difficile à faire soi-même
• Prix de 30 à 100 euros et +
• MGM-ComPro
• Castle Creation
• Jeti
• TowerPro Chine
LF
Programmation USB par câble
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ESC
PIC, ATMEL ..
6 Mosfets
Séquencement
6 switches
A
B
C
a
b
c
Décodage PPM
S
5V
S
LF
Détection Position Rotor
Séquence 6x60° Ab , bC , Ca , aB , Bc , cA
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DIY - ESC
• Frédéric BRAME
http://frederic.brame.free.fr/
• Mattias MISERA & Julian WINGERT
http://www.bldc.de/
• Groupes de discussion, forums
LF
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Connecteurs
MP-Jet
Deans
Power Pole
LF
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LF
Concept DIY = à faire soi-même
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LF
Double stator 9S-9C-6P
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LF
Mini turbine brushless
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DOCUMENTATION
• GOOGLE « brushless », « outrunner »
• Sites français (« Electrofly », « Le Gallou », « Jorge Nolla »)
• Sites en anglais (Powerditto, ..)
• Groupes de discussion, forums
Moteur perso, Electron-libre (base de données EXCEL)
• LRK-Torquemax (Ron VAN SOMMEREN)
•RC-Groups
LF
FIN
46
Question subsidiaire
D’ou vient ce stator, pour moteur à rotor externe ?
A) d’un vélo électrique
B) d’une machine à laver « all black »
C) d’une mini turbine pour éolienne
LF
47