Micro EDF 35mm: da teoria à prática

[Junior]

[quote:e46eeafb13="ezs"]Estava quieto só "ouvindo" (lendo), mas tenho muito interesse em aprender mais as especificidades do sistema ESC+BL.

Sou Eng Eletronico, sempre envolvido com SW e sempre aprendendo com os mestres do HW.

abs,

Evandro[/quote:e46eeafb13]
Seja benvindo ao tópico, Evandro!
Software é meu calcanhar de aquiles, mas ainda pretendo me dedicar ao tema!
Quando a coisa aperta, eu consulto o meu amigo e guru Alexcmag.
Agora tenho mais um pra incomodar! rsrs.

[ezs]

[quote:204696fc64="Junior"][quote:204696fc64="ezs"]Estava quieto só "ouvindo" (lendo), mas tenho muito interesse em aprender mais as especificidades do sistema ESC+BL.

Sou Eng Eletronico, sempre envolvido com SW e sempre aprendendo com os mestres do HW.

abs,

Evandro[/quote:204696fc64]
Seja benvindo ao tópico, Evandro!
Software é meu calcanhar de aquiles, mas ainda pretendo me dedicar ao tema!
Quando a coisa aperta, eu consulto o meu amigo e guru Alexcmag.
Agora tenho mais um pra incomodar! rsrs.[/quote:204696fc64]

O Alexcmag é um velho conhecido. Estudamos juntos lá em Floripa. Kkk

[Junior]

Caramba! Esse mundo é pequeno mesmo!kkk

[Junior]

MODIFICAÇÔES DO BELL DO MOTOR - PARTE 2

Na parte 1, abordei as "nuances" do fator de enrolamento e como ele poderia beneficiar o pequeno motor da edf.
Agora tenhoa opção de colar 8 ou 10 imãs.
Qual é a melhor opção?
Parte da resposta está no ESC, mais precisamente, nas limitações deste.
O ESC escolhido foi o Hobbyking 10A ESC 1A BEC.
Pesa como um esc de 8A, mas trabalha com 10A contínuos e tem boa avaliação pelos usuários.
O BEC é formado por 2 reguladores, ou seja, garante 1A com segurança.
Tem muitos recursos de programação: posso usar em outros projetos futuros.

Um dos recursos deste ESC é a opção de programar a frequencia de PWM em 8KHz ou 16KHz.
16KHz está fora de questão, só pode ser usado em motores ironless - que não tem estator - ou seja, as bobinas usam o ar como meio de condução dom fluxo magnético.(viajei?)
Nos nossos motores com estator laminado geraria mais calor e, consequentemente, perda de eficiência por aquecimento dos imãs.

A frequencia de PWM de 8KHz é a padrão para 99% das nossas aplicações.
Nos ESCs mais baratos, ela também é o fator que limita a máxima frequencia de comutação.
A frequencia de comutação é quem limita a maxima rotação (rpm) que um esc pode girar o motor.

Os bons fabricantes especificam a máxima frequencia de comutação do seu ESC para um motor de 2 pólos.

Para uma frequencia de PWM de 8Khz, a rotação máxima seria, na melhor da hipóteses, de 240.000 rpm.
É lógico que um motor inrunner de 2 pólos fritaria antes de alcançar essa rotação.
Então fica claro que um ESC controla esse inrunner numa EDF a 50.000 rpm fácil, fácil.

Nos motores com mais imãs, a coisa começa a ficar mais complicada, principalmente em altas rotações.
Um inrunner de 2 pólos tem um par de ímãs norte e sul, chamado de par NS.
Num motor outrunner de 12 imãs (NS|NS|NS|NS|NS|NS), ou seja, 6 pares NS, temos o seguinte:

Inrunner 2 pólos --> 240.000/1 par NS = 240.000 rpm

Outrunner 12 pólos --> 240.000/6 pares NS = 40.000 rpm.

Então temos que a máxima frequencia de comutação deste ESC para um outrunner de 12 pólos é de apenas 40.000 rpm.
Como depende somente do número de pares NS, não adianta aumentar a tensão da bateria, trocar por um motor de maior kV, mudar a configuração de estrela para delta.
Nada vai fazer esse motor passar de 40.000 rpm. É uma limitação imposta pelo sistema de controle eletrônico.

40 Krpm é mais que suficiente para nossos modelos treinadores, acrobáticos, sport, e grandes jatos edf ou pusher.
Mas pode ser um sério problema para motores de pequenas EDFs e pequenos jatos pusher, que facilmente passam de 40Krpm.

Encontrei uma coletânea com as máximas frequencias de comutação de alguns ESCs mais conhecidos e estou anexando abaixo. Usem o WinRAR ou compatível para descompactar.
Nota: alguns valores são informados pelos fabricantes, outros medidos por hobbistas.
OBS: esta tabela pode estar desatualizada.

[Farleytufao]

Amigo, eu sou um cara muito curioso e não fiz comentário algum pois não tenho nenhum conhecimento na área, mas isso não quer dizer que não esteja achando muito interessante e didático as suas explicações! Por Favor, continue pois o seu tópico está sendo uma grande escola para mim e para outros usuários como eu! pode ter certeza!

Sucesso sempre!

[Junior]

Oi, Farley.
Espero que esteja curtindo e que o conteúdo apresentado aqui possa ser útil para você de alguma forma.
Muito sucesso para você também!

[Junior]

MODIFICAÇÃO DO BELL DO MOTOR - PARTE 3

Alguns posts atrás, disse que minha proposta é fazer essa EDF de 35mm girar ao redor de 50.000 rpm.

O bell original do 18-11 tinha 12 pólos e , como vimos no post anterior, chegaria no máximo a 40.000rpm pela limitação do próprio ESC.

Já tinha removido os imãs do bell para melhorar a colagem e aproveitar para reduzir a quantidade de 8 ou 10 imãs com o objetivo de obter um melhor fator de enrolamento e, consequenremente, um pouco mais de torque.

Fazendo as contas:
10 imãs (5 pares NS) --> 240.000/5 = 48.000 rpm máximos
8 imãs (4 pares NS) --> 240.000/4 = 60.000 rpm máximos

Em qualquer sistema elétrico, devemos sempre operar com uma margem de "folga".
Por esse motivo, optei colar 8 imãs no bell.

Mas existe um porém...

A quantidade de torque que um motor pode gerar também está diretamente relacionada com a quantidade material magnético (imãs) que preenche o bell.

Ludwig Retzbach (o "L" dos motores LRK) chegou à conclusão que um motor atinge o melhor rendimento quando a distribuição dos imãs tem uma cobertura entre 70 e 85% do bell.

O 18-11, antes com 12 imãs, tinha uma corbetura um pouco maior que 75%.
Com 8 imãs, a cobertura caiu para pouco mais de 50%.
A diferença é que este motor vai rodar em altíssima rotação.
Vamos ver os resultados quando chegar a hora dos testes.

Seguem fotos do bell antes com 12 pólos, e depois com 8 pólos.

[Krizar]

Você usou algo como gabarito para poder colar os imãs, ou apenas marcou e colou?

[Junior]

Você pode observar que os imãs do meu estão bem afastados um do outro.
Como são 8 imãs, eles formam duas cruzes de 4 imãs.
Primeiro eu posicionei 4 imãs em cruz com o pólo N.
Depois eu coloquei os outros 4 com polo S.
Como eles estão bem afastados, não são atraídos pelos imãs vizinhos.

Como eu sei se a face do imã é polo Norte ou Sul?
Na verdade,não precisa saber.
Quando eles estão grudados formando uma pilha de imãs, eles ficam assim:

NS|NS|NS|NS|NS....
|NS| são as duas faces de um mesmo imã na pilha, entendeu?
Eu risco a face do primeiro imã da pilha com uma caneta de escrever em DVD, tiro ele e já risco a mesma face do segundo imã,...., até chegar no ultimo.
Dessa maneira, todas as faces com o mesmo polo ficam riscadas e eu decido que essa face é norte, por exemplo. A outra face sem risco será, obviamente, o polo sul.
Na hora de montar é só colar um com a face riscada pra cima , depois um com a face sem risco (risco virado pro lado do bell), e assim por diante, ficando NSNSNSNS no bell.
Se for montar imãs mais próximos do que os da foto acima, precisa usar espaçador, senão eles começam a atrair o imã vizinho e saem de posição.
Pode usar qualquer coisa que não seja magnetizável e que tenha o tamanho suficiente para dar o espaçamento certo entre os imãs.
Eu já usei tiras de cartão de crédito, e até pedaços de fio de cobre esmaltado!
Depois que montou todos com espaçador, pinga uma gotinha bem pequena de cianoacrilato entre o imã e o bell só pra segurar no lugar.
Depois que a cola firmou, tira os espaçadores e completa com cola ciano o suficiente para preencher todo o espaço entre o imã e o bell.
Não é muito fácil, mas fica muito melhor que algumas colagens que vem de fabricante.
Se for usar epoxy de 24 horas, tem que testar os imãs com espaçadores primeiro, desmonta tudo, passa a cola epoxy, e começa a montar os imãs um a um com seu espaçador no meio até completer o circulo. O epoxy ainda fresco,permite algum ajuste de posição.
Particulamente eu nunca usei epoxy. Cianoacrilato dá conta do serviço em pequenos motores e suporta até 80 ºC depois de 12 horas de seca.
Cianoacrilato é uma cola bem liquida e espalha uniformente por baixo do imã.
Se controlar a quantidade igual em cada imã, não vai nem precisar balancear o bell depois.

OBSERVAÇÃO: nunca termine de colar os imãs com cianoacrilato e já coloque pra girar no motor. Você pode lançar cola para todos os lados, inclusive nos olhos!
Espere a cola curar por algumas horas. Não use acelerador de secagem de cianoacrilato porque deixa a cola quebradiça.

Prática é o segredo: a próxima colagem sempre fica melhor que a anterior.

[Krizar]

[quote:0519d5bc67="Junior"]Você pode observar que os imãs do meu estão bem afastados um do outro.
Como são 8 imãs, eles formam duas cruzes de 4 imãs.
Primeiro eu posicionei 4 imãs em cruz com o pólo N.
Depois eu coloquei os outros 4 com polo S.
Como eles estão bem afastados, não são atraídos pelos imãs vizinhos.

Como eu sei se a face do imã é polo Norte ou Sul?
Na verdade,não precisa saber.
Quando eles estão grudados formando uma pilha de imãs, eles ficam assim:

NS|NS|NS|NS|NS....
|NS| são as duas faces de um mesmo imã na pilha, entendeu?
Eu risco a face do primeiro imã da pilha com uma caneta de escrever em DVD, tiro ele e já risco a mesma face do segundo imã,...., até chegar no ultimo.
Dessa maneira, todas as faces com o mesmo polo ficam riscadas e eu decido que essa face é norte, por exemplo. A outra face sem risco será, obviamente, o polo sul.
Na hora de montar é só colar um com a face riscada pra cima , depois um com a face sem risco (risco virado pro lado do bell), e assim por diante, ficando NSNSNSNS no bell.
Se for montar imãs mais próximos do que os da foto acima, precisa usar espaçador, senão eles começam a atrair o imã vizinho e saem de posição.
Pode usar qualquer coisa que não seja magnetizável e que tenha o tamanho suficiente para dar o espaçamento certo entre os imãs.
Eu já usei tiras de cartão de crédito, e até pedaços de fio de cobre esmaltado!
Depois que montou todos com espaçador, pinga uma gotinha bem pequena de cianoacrilato entre o imã e o bell só pra segurar no lugar.
Depois que a cola firmou, tira os espaçadores e completa com cola ciano o suficiente para preencher todo o espaço entre o imã e o bell.
Não é muito fácil, mas fica muito melhor que algumas colagens que vem de fabricante.
Se for usar epoxy de 24 horas, tem que testar os imãs com espaçadores primeiro, desmonta tudo, passa a cola epoxy, e começa a montar os imãs um a um com seu espaçador no meio até completer o circulo. O epoxy ainda fresco,permite algum ajuste de posição.
Particulamente eu nunca usei epoxy. Cianoacrilato dá conta do serviço em pequenos motores e suporta até 80 ºC depois de 12 horas de seca.
Cianoacrilato é uma cola bem liquida e espalha uniformente por baixo do imã.
Se controlar a quantidade igual em cada imã, não vai nem precisar balancear o bell depois.

OBSERVAÇÃO: nunca termine de colar os imãs com cianoacrilato e já coloque pra girar no motor. Você pode lançar cola para todos os lados, inclusive nos olhos!
Espere a cola curar por algumas horas. Não use acelerador de secagem de cianoacrilato porque deixa a cola quebradiça.

Prática é o segredo: a próxima colagem sempre fica melhor que a anterior.[/quote:0519d5bc67]

Muito obrigado pela aula. Eu tenho um motor que nunca funcionou direito, estou pensando em utiliza-lo para fazer uns testes desse tipo. Em dezembro quando sair de férias eu inicio o projeto.