BORSTELLOZE MOTOREN EN REGELAARS UITGELEGD
|
 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, 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.
|
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. 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 olin.
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
|
 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 efficint 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 |
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
|
 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 WIKKELING |
STER WIKKELING |
|
|
|
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 efficint en hebben een vergelijkbaar vermogen
als een Delta gewikkelde motor met +/ 65% meer wikkelingen |
|
FUNCTIES
|
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 kool borstels
is vaak niet eens nodig dus.
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 n 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 VERHOUDING
|
| 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 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.
|
|